UA77936C2

UA77936C2 - Method of producing granular metallic iron, method of producing of liquid steel (variants), device for charging subsidiary raw material on hearth of reduction furnace with moving hearth

Info

Publication number: UA77936C2
Application number: UA2001129204A
Authority: UA
Original assignee: Midrex Int Bv Zuerich
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2007-02-15
Also published as: JP2001294922A; PL203841B1; UA79712C2; JP4307686B2

Description

Опис винаходу

Даний винахід відноситься до області відновлення оксиду заліза, наприклад залізної руди, шляхом 2 нагрівання разом з відновником, що містить вуглець, наприклад коксом, з метою отримання металевого заліза.

Більш конкретно, даний винахід відноситься до способу, використання якого дозволяє здійснювати ефективне відновлення оксиду заліза в металеве залізо шляхом спрощеної обробки, нарівні з ефективним відділенням у вигляді шлаку шлакоутворючих компонентів, включених як пуста порода в залізну руду і подібний матеріал, від металевого заліза, внаслідок чого отримують гранульоване металеве залізо високої міри чистоти при високому 70 виході.

Даний винахід також відноситься до способу отримання металевого заліза, який вдосконалений, щоб гарантувати стабільне безперервне отримання при скороченні числа дефектів вогнетривких матеріалів, які у випадку використання відновної плавильної печі з рухомим подом являють собою проблему при отриманні металевого заліза з формованого початкового матеріалу, що включає відновник, що містить вуглець, і речовину, що містить оксид заліза.

Крім того, даний винахід відноситься до вдосконаленого подаючого пристрою для ефективного завантаження допоміжних початкових матеріалів, наприклад агента, регулюючого атмосферу, на під відновної плавильної печі з рухомим подом.

Процес прямого отримання металу в шахтній печі, якому відповідає процес Мідрекса, звичайно відомий як спосіб прямого отримання заліза, призначений для отримання відновленого заліза шляхом прямого відновлення джерела оксиду заліза, наприклад залізної руди або оксиду заліза, при використанні вуглецевого матеріалу або відновного газу. У відповідності до способу прямого отримання заліза цього виду відновний газ, отриманий з природного газу, нагнітають в піч через отвір для фурми, передбачений в нижній частині шахтної печі, і оксид заліза відновлюється в металеве залізо внаслідок відновної здатності відновного газу. Останнім часом с 29 звертають увагу на інший процес отримання відновленого заліза, в якому замість природного газу як відновник о використовують вуглецевий матеріал, наприклад вугілля, і один такий процес, який називають процесом СЛ-РН, вже введений в практику.

У патенті США Мо3443931 розкритий ще один процес, в якому вуглецевий матеріал і порошкоподібний оксид заліза змішують один з одним і перетворюють в масу або в котуни, які, в свою Чергу, піддають відновленню о шляхом нагрівання на поду, що обертається, щоб отримати відновлене залізо. со

У патенті США Мо5885521 розкритий спосіб, в якому гранульований початковий матеріал, призначений для отримання відновленого заліза, висушений в сушильній печі, завантажують на під по подаючому трубопроводу, о що проходить вниз через стельову частину печі з рухомим подом до місця поблизу поду, і спочатку шар ї- гранульованого початкового матеріалу, призначеного для отримання відновленого заліза, вирівнюють по товщині 39 шляхом вирівнювача котунів, передбаченого на бічній поверхні переднього кінця подаючою трубопроводу, а потім в додатково вирівнюють за допомогою розгладжуючого пристрою, розташованого відносно вирівнювача котунів нижче по ходу процесу в напрямі переміщення поду.

Крім того, як процес, призначений для прямого, відновлення оксиду заліза у відновлене залізо, відомий « такий процес відновлення при плавленні, як ДІОС. Згідно з цим способом оксид заліза заздалегідь відновлюють до коефіцієнта відновлення приблизно 3095 і після цього такий оксид заліза безпосередньо піддають реакції но) с відновлення разом з вуглецем в залізній ванні доти, поки оксид заліза не перетвориться в металеве залізо.

І» У публікації Мо НЕЇ! 8-27507 Вісника викладених патентів Японії розкритий ще один процес прямого відновлення заліза, в якому порошкоподібний відновник, що містить вуглець з добавкою для знесірчення порошкоподібний оксид заліза укладають шарами на рухомий під і отриманим таким чином пакет нагрівають, щоб отримати губчасте залізо. і У публікації Мо НЕЇ 11-106812 Вісника викладених патентів Японії розкритий спосіб, в якому початковий -І матеріал, що містить залізну руду і твердий відновник, що завантажується в піч з обертовим подом (у відновну піч), по впускному каналу, що проходить крізь стельову частину печі, передається по перегородці на під, ари іш цьому під. несучий початковий матеріал, обертається, щоб забезпечити можливість відмовлення початкового со 20 матеріалу всередині печі протягом одного обороту, після чого матеріал випускають. Істотна відмінність способу полягає в тому, що високотемпературну відновлену руду укладають під перегородкою для попереднього с нагрівання початкового матеріалу на перегородці променистою теплотою відновленої руди, в той час як відновлену руду, температура якої знизилася, вивантажують через випускний отвір.

Заявник даного винаходу протягом тривалого часу проводив дослідження, направлені на розробку способу, 29 використання якого дозволило б ефективно отримувати металеве залізо, що має високу міру чистоти, із залізної

ГФ) руди, що має відносний низький вміст заліза, а також з оксиду заліза, що має високий вміст заліза, за юю допомогою спрощеної переробки. Нижченаведений спосіб, розроблений внаслідок досліджень, уперше був запропонований в публікації Мо НЕЇ 9-256017 Вісника викладених патентів Японії.

Цей спосіб відрізняється тим, що при отриманні металевого заліза шляхом відновлення нагріванням бо формованого рудного тіла, що включає відновник, що містить вуглець і оксид заліза, оксид заліза відновлюють в твердому стані, нагріваючи з метою утворення і вирощування корки з металевого заліза, при цьому відновлення нагріванням продовжують доти, поки оксид заліза більше не буде бути присутнім всередині корки, а нагрівання продовжують, щоб спричинити витікання шлаку з корки металевого заліза, і тим самим відділити металеве залізо і шлак один від одного. бо Відповідно до одного аспекту даного винаходу передбачений спосіб отримання гранульованого металевого заліза, що включає: нагрівання формованого початкового матеріалу, що включає відновник, що містить вуглець і речовину, що містить оксид заліза, у відновній плавильній печі, щоб піддати оксид заліза, що міститься в формованому початковому матеріалі, відновленню в твердому стані; і навуглецювання відновленого заліза, що

ВИХОДИТЬ внаслідок відновлення в твердому стані, вуглецем, що міститься у відновникові, що містить вуглець, щоб спричинити плавлення відновленого заліза, нарівні з тим, щоб відділити компоненти пустої породи, що містяться в формованому початковому матеріалі, і викликати коалесценію металевого заліза, що виходить внаслідок до гранульованого металевого заліза, в якому газове середовище, що є поблизу формованого початкового матеріалу на стадії навуглецювання і плавлення, має відновну здатність не нижче за 0,5. 70 Відповідно до іншого аспекту даного винаходу передбачений спосіб отримання металевого заліза, що включає утворення на вогнетривких матеріалах поду осадженого шару, що містить шлак, отриманий в процесі відновної плавки, внаслідок чого захищають вогнетривкі матеріали поду при отриманні металевого заліза.

Відповідно до ще одного аспекту даного винаходу передбачений пристрій для завантаження допоміжного початкового матеріалу на під відновної плавильної печі з рухомим подом, виконаний з можливістю отримання 75 металевого заліза, що містить подаючий трубопровід, при вертикальному положенні сполучений з стельовою частиною печі.

ЦІі ї інші особливості і пов'язані з ними переваги даного винаходу стануть очевидними з нижченаведеного докладного опису з посиланнями на супроводжуючі креслення, на яких:

На Фіг.1 - схематично представлено обладнання для відновної плавки, використане в даному винаході;

Фіг.2 - вид, еквівалентний розрізу, зробленому по лінії А-А на Фіг.1;

Фіг.3 - розгорнений в подовжньому напрямі пояснювальний вид в розрізі обладнання за Фіг.1;

Фіг.4 - графіки, що показують відповідні зміни температури пічної атмосфери, температури формованого початкового матеріалу, коефіцієнта відновлення і кількостей газу СО, що виділився і газу СО», що виділився під час стадії відновлення в твердому стані і стадії плавлення при використанні у винаході принципу Га Ддвоступеневого нагріву;

Фіг.5 - графіки, які показують відповідні зміни коефіцієнта металізації оксиду заліза, що міститься в і9) формованому початковому матеріалі, і кількості залишкового Ре під час стадії відновлення в твердому стані і стадії плавлення;

Фіг.б6 - графік, що показує залежність між кількістю залишкового вуглецю у відновленому залізі в той час, «о

Коли коефіцієнт металізації досягає 10090, і кількістю залишкового вуглецю в остаточно отриманому металевому залізі; і.

Фіг.7 - графік, що показує залежність між коефіцієнтом металізації і коефіцієнтом відновлення; Ге»!

Фіг.8 - графік, що показує відповідні зміни температури всередині формованого початкового матеріалу і відновлюваній здатності газового середовища при використанні і без використання вугільного порошку як агента, - регулюючого атмосферу; -

Фіг.9 - схематичний вид в розрізі, що ілюструє конструкцію основної частини печі з рухомим подом, відповідно до переважного варіанту здійснення винаходу;

Фіг.10 - розріз по лінії А-А з Фіг.9;

Фіг.11 - вид, що ілюструє основну частину іншого переважного подаючого пристрою згідно з винаходом; «

Фіг.12 - вид, що ілюструє основну частину ще одного, переважного подаючого пристрою згідно з винаходом; -ш с Фіг.13 - вид, що ілюструє основну частину ще одного переважного подаючого пристрою згідно з винаходом;

Фіг.14 - фотографія, що показує металеве залізо і шлак в стані, який при експериментальному отриманні був )» відразу ж після навуглецювання і плавлення;

Фіг.15 - графік, підтверджуючий ефект зниження вмісту сірки в металевому залізі в експерименті з цілеспрямованим доданням джерела СаО до формованого початкового матеріалу для регулювання числа - основності шлаку;

Фіг.1б6 - графік що показує залежність між числом основності отриманого шлаку і вмістом сірки в 7 отриманому металевому залізі; (Се) Фіг.17 - пояснювальний вид, що ілюструє інтегровану виробничу систему для отримання заліза і сталі, використану в даному винаході; о Фіг 18А-Е - схематично показаний стан шлакового осадженого шару, утвореного при використанні даного 4») винаходу;

Фіг.19А, В - схематично показане накладення поду згідно з іншим прикладом виконання винаходу;

Фіг.20А-С - схематично показане закладення поду згідно з ще одним прикладом виконання нинаходу;

Фіг.21А-С - схематично показане закладення йоду згідно з ще одним прикладом виконання винаходу;

Фіг.22А-Е - схематично показана ситуація із закладенням поду, коли утвориться верхній шар з агента, о регулюючого атмосферу; ко Фіг.23А, В - схематично показана інша ситуація із закладенням поду, коли утвориться верхній шар з агента, регулюючого атмосферу; во Фіг.24 - графічне зображення, що пояснює рецептуру початкового матеріалу, вміст і склади продуктів в процесі отримання металевого заліза, використаному в прикладі,

Фіг.25 - фотографія, що показує типове металеве залізо, отримане в прикладі винаходу,

Фігю26б - графічне зображення, що пояснює рецептуру початкового матеріалу вміст і склади продуктів в процесі отримання металевого заліза, використаному в іншому прикладі; і 65 Фіг.27 - фотографія, що показує стан металевого заліза, отриманого у випадку, коли газове середовище, що знаходиться поблизу формованого початкового матеріалу, мало на стадії навуглецювання, плавлення і коалесценції відновну здатність не нижче за 0,5.

Заявник даного винаходу постійно проводив дослідження, направлені на подальше удосконалення винаходу, згаданого вище. Дослідження, що стосується одного такого удосконалення, було зроблене відносно регулювання умов на стадії навуглецювання і плавлення щоб спробувати підвищити чистоту і вихід металевого заліза шляхом запобігання повторному окисленню металевого заліза, зумовленого оксидуючим газом, наприклад СО» або НО, особливо на стадії навуглецювання і плавлення, яка слідує за стадією відновлення в твердому стані.

У результаті було виявлено, що, хоч відновна здатність газового середовища поблизу формованого початкового матеріалу підтримується високою відновним газом (головним чином оксидом вуглецю), що виходить 7/0 при протіканні відновлення в твердому стані внаслідок реакції між великою кількістю відновника, що містить вуглець і оксидом заліза, що міститься в формованому початковому матеріалі, але відновлене таким чином залізо, ймовірно, буде повторно окислюватися в кінці стадії відновлення в твердому стані і на подальшій стадії навуглецювання і плавлення, оскільки кількість оксиду вуглецю, що утворюється на цих стадіях, меншає, тоді як на цих стадіях вміст води або концентрація оксидуючого газу, наприклад діоксиду вуглецю, що /5 утворюється як відпрацьований газ, що виходить внаслідок горіння нагрівального пальника, стають відносно високими.

Тому задача винаходу полягає в створенні способу, використання якого дозволяє при отриманні металевого заліза звести до мінімуму повторне окислення металевого заліза в кінці стадії відновлення в твердому стані і після неї, особливо на стадії навуглецювання і плавлення, щоб тим самим ефективно отримувати гранульоване

Металеве залізо, що має високий коефіцієнт металізації і високу міру чистоти при високому виході.

Інша задача винаходу полягає в створенні способу, використання якого дозволяє зменшити ерозію або стирання вогнетривких матеріалів поду внаслідок впливу рідкого Гео, що утворюється при отриманні металевого заліза, що гарантує подовження терміну служби вогнетривких матеріалів, внаслідок чого підвищується експлуатаційна надійність обладнання і гарантується тривале безперервне виробництво. сч

Ще одна задача винаходу полягає в створенні способу, використання якого дозволяє таким чином завантажувати допоміжний початковий матеріал на під, щоб утворювався тонкий шар допоміжного початкового іо) матеріалу, який є рівномірним в напрямі ширину поду.

В одному аспекті спосіб згідно з винаходом характеризується тим, що для того, щоб отримати гранульоване металеве залізо при відновній плавці формованого початкового матеріалу, що містить джерело оксиду заліза Ге

Зо (надалі в залежності від ситуації він може називатися "залізною рудою або подібним матеріалом"), наприклад залізну руду, оксид заліза або його частково відновлений продукт, і відновник, що містить вуглець (надалі в о залежності від ситуації може називатися "вуглецевим матеріалом"), наприклад кокс або вугілля, регулюють Ге! відповідним образом стан пічної атмосфери на останній стадії отримання, зокрема на стадії навуглецювання і плавлення, щоб запобігти повторному окисленню відновленого заліза, внаслідок чого стає можливим отримання - з5 гранульованого металевого заліза, що має високу міру чистоти, і щоб знизити вироблення РеО, зумовлене ча повторним окисленням металевого заліза, для зменшення ерозії або стирання вогнетривких матеріалів поду.

Нижче конкретні особливості даного винаходу будуть описані детально з посиланнями на креслення, що ілюструють приклади винаходу.

На Фіг.1-3 приведені схематичні види, що ілюструють приклад відновної плавильної печі з рухомим подом, « розробленої заявником для здійснення винаходу. Показана піч являє собою склепінну конструкцію, що має під, що шв с обертається. На Фіг.1 схематично показана конструкція печі; на Фіг.2 представлений розріз по лінії А-А з

Фіг.1; і на Фіг.3 схематично показаний, вид, що ілюструє піч в напрямі обертання поду, що обертається. На цих )» кресленнях посилальною цифрою 1 позначений під, що обертається, який виконаний з можливістю обертання з відповідною швидкістю за допомогою непоказаного приводу, а посилальною цифрою 2 позначений кожух печі, що Закриває під, що обертається 1. -І Відновна плавильна піч з рухомим подом, в якій можна використати даний винахід, не обмежена формою і конструкцією, показаною на Фіг. з 1 по 3. Даний винахід можна ефективно використовувати у відновній

Ш- плавильній печі з рухомим подом будь-якої іншої конструкції, наприклад з прямокутними колосниковою решіткою,

Ге) за умови, що піч має рухомий під як невід'ємний елемент.

Кожух 2 печі забезпечений великою кількістю пальників З на поверхнях відповідних стінок, і теплота о згоряння, що створюється цими пальниками 3, і промениста теплота передаються до формованого початкового

Ф матеріалу на поду, що обертається 1 для відновлення формованого початкового матеріалу при нагріванні.

Показаний на кресленні кожух 2 печі, який є переважним прикладом, має внутрішній простір, розділений на першу зону 21, другу зону 2», третю зону 23 і четверту зону 7у з трьома розділовими стінками Ку, К» і Кз. На стороні 5 кожуха 2 печі, що знаходиться вище по ходу процесу в напрямі обертання поду, що обертається 1, розташований подаючий засіб 4 для подачі початкового матеріалу і допоміжного початкового матеріалу, звернений до поду, що

Ф; обертається 1, тоді як розвантажувальний пристрій 6 передбачений на стороні нижче усього по ходу процесу в ка напрямі обертання. Потрібно зазначити, що, оскільки під 1 є таким, що обертається, то можна сказати, що розвантажувальний пристрій б розташований на стороні, що знаходиться вище по ходу процесу відносно бор подаючого засобу 4, безпосередньо перед ним.

При роботі відновної плавильної печі шматки формованого початкового матеріалу, що містить залізну руду або подібний матеріал і вуглецевий матеріал, подають з подаючого засобу 4 на під, що обертається 1, який обертається з швидкістю, заздалегідь заданою з умови утворення шару, що має потрібну товщину. Формований початковий матеріал, завантажений на під 1, під час проходження зони 71 піддають впливу теплоти згоряння, що 65 створюється пальниками З, і променистої теплоти, внаслідок чого оксид заліза в формованому початковому матеріалі відновлюється при нагріванні, зберігаючи твердий стан за допомогою вуглецевого матеріалу, що міститься в формованому початковому матеріалі, і оксиду вуглецю, що утворюється при згорянні вуглецевого матеріалу. Потім формований початковий матеріал додатково відновлюють нагріванням у другий зоні 75 з отриманням відновленого заліза, яке відновлюється, по суті, повністю. Після цього отримане відновлене залізо навуглецьовують і розплавляють при подальшому нагріванні у відновній атмосфері третьої зони 73, внаслідок чого відновлене залізо коалесціює до гранульованого металевого заліза з відділенням від шлаку, що утворюється як побічний продукт. Отриманим таким чином гранульоване металеве залізо охолоджують, і воно затверджується за допомогою якого-небудь охолоджуючого засобу С в четвертій зоні 74, а потім вивантажують за допомогою розвантажувального пристрою 6, розташованого нижче по ходу процесу. Шлак, що утворився як побічний продукт, змо В цей же час також витягують разом з металевим залізом. Металеве залізо і шлак подають у відповідний розділовий засіб (сито або магнітний сепаратор) через лійку Н, щоб відділити їх один від одного. Зрештою можна отримати металеве залізо, що має міру чистоти, приблизно, 9595 або вище, але переважно, приблизно, 9895 або вище, при екстремально низькому вмісті шлаку.

Хоч четверта зона 77 на кресленні показана відкритою для зовнішньої атмосфери, на практиці бажано, щоб /5 піч була, переважно, закрита кришкою для зменшення розсіювання теплоти і забезпечення можливості регулювання внутрішньої пічної атмосфери відповідним образом. Хоч внутрішній простір печі показаний розділеним на першу зону 71, другу зону 2», третю зону 23 і четверту зону 7у з трьома розділовими стінками Ку,

Ко, Кз, даний винахід не обмежений такою секціонованою конструкцією, і, звичайно, можна здійснювати відповідні модифікації, виходячи з розміру печі, продуктивності, принципу дії і т.л. Однак в даному винаході бажано, щоб розділова стінка була розташована щонайменше між областю відновлення в твердому стані, відповідній першій половині стадії процесу відновлення нагрівом, і областю навуглецювання, плавлення і коалесценції, відповідної другий поновиш стадії щоб забезпечити можливість регулювання температури і газового середовища в печі на локальній, основі. Крім того, в даному винаході бажано, щоб область завершення відновлення в твердому стані розташовувалася щонайменше між областю відновлення в твердому стані, сч відповідній першій половині відновлення нагрівом, і областю навуглецювання, плавлення і коалесценції, відповідної другій половині, і щоб температура і газове середовище в печі регулювалися на локальній основі. і)

Як зрозуміло з Фіг.3, перша зона 75 є областю відновлення в твердому стані, друга зона 75 є областю завершення відновлення в твердому стані, а третя зона 73 є областю навуглецювання, плавлення і коалесценції.

В області завершення відновлення в твердому стані відновну здатність газового середовища в печі підвищують «я зо таким способом, як додання природного газу, коксового газу, метану і т.д., підтримуючи всередині печі температуру, при якій формований початковий матеріал залишається в твердому стані. У результаті дисперсія і, коефіцієнта відновлення формованих початкових матеріалів, зумовлена розподілом розмірів гранул формованих, ду початкових матеріалів, неоднорідністю стану в печі і т.д. знижується, а коефіцієнт відновлення всіх формованих початкових матеріалів зростає. Навуглецювання і плавлення формованих початкових матеріалів в - області навуглецювання, плавлення і коалесценції, яка знаходиться далі, є стійкими. ч-

Коли температура пічної атмосфери на стадії відновлення (відновлення в твердому стані) процесу відновної плавки дуже висока, а точніше, коли в певний період процесу відновлення температура пічної атмосфери стає вищою за температуру плавлення шлакового компонента, а також компонентів пустої породи, що містяться в початковому матеріалі, в невідновленому оксиді заліза і т.п., такий шлаковий компонент, що має більш низьку « температуру плавлення, плавиться і реагує з вогнетривкими матеріалами, що утворюють рухомий під, викликаючи (7-3

Гаші ерозію або стирання вогнетривких матеріалів. Отже, не можна зберегти гладкість поду. Крім того, коли оксид заліза нагрівається сильніше, ніж це необхідне для відновлення на стадії відновлення в твердому стані і це )» відновлення відрізняється від відновлення в твердому стані, ГеО як оксид заліза, що міститься в початковому матеріалі, плавиться до початку відновлення і, отже, відбувається так зване "відновлення при плавленні" (явище, яке полягає в тому, що оксид заліза відновлюється при плавленні; і це відновлення відрізняється від -і відновлення в твердому стані), при якому ГеО швидко реагує з вуглецем (С), що міститься у вуглецевому матеріалі. Хоч відновлення при плавленні також дає металеве залізо, але при відновленні з плавленням

Ш- утворюється шлак, що містить Гео, і що має більш, високу плинність, яка, в свою чергу, приводить до сильної

Ге) ерозії або стирання вогнетривких матеріалів поду. Отже, важко гарантувати безперервне вироблення, яке 5ор потрібно при практичному використанні печі. о Хоч таке явище залежить від виду залізної руди і вуглецевого матеріалу, утворюючого формований початковий

Ф матеріал, або від складу шпакоутворюючого компонента, що міститься в зв'язуючій речовині або в подібному матеріалі, виявлено, що коли температура пічної атмосфери при відновленні в твердому стані вище за приблизно 14002, шлак з низькою температурою плавлення, як описано вище, просочується, викликаючи ерозію або стирання вогнетривких матеріалів поду, і що, коли температура пічної атмосфери вище за 15002С, небажане відновлення при плавленні відбувається незалежно від виду або марки залізної руди або початкового матеріалу, о внаслідок чого вогнетривкі матеріали поду зазнають сильної ерозії або стирання. іме) На Фіг.4 графічно показані умови протікання реакцій у випадку, коли формований початковий матеріал (у вигляді котунів, що мають діаметр від 16 до 19мм), що містить залізну руду як джерело оксиду заліза і вугілля 60о як відновник, що містить вуглець, був завантажений в піч, управління якої здійснювалося з метою підтримки температури пічної атмосфери на рівні приблизно 13002 на графіку цей рівень представлений (прямою лінією (1)), і зазнавав відновлення в твердому стані до тих пір, поки коефіцієнт відновлення (витрата кисню, видаленого з оксиду заліза, що міститься в формованому початковому матеріалі) на досягав, 100905, і після, цього отримане відновлене залізо завантажували в плавильну зону, де підтримувалася температура пічної 65 атмосфери приблизно 14252 (представлена на графіку прямою лінією (2)) в момент часу, позначений прямою лінією (3). Крім того, на Фіг4 показані температура всередині формованого початкового матеріалу, що безперервно вимірювалася термопарою, заздалегідь введеною в формований початковий матеріал, температура газового середовища в печі і відповідні зміни у часі концентрацій діоксиду вуглецю і оксиду, вуглецю, що утворюються в процесі відновлення.

Як видно з Фіг.4, гранульоване металеве залізо можна ефективно і стабільно отримувати, якщо принцип двоступеневого нагріву реалізувати так, щоб відновлення відбувалося доти, поки коефіцієнт відновлення (коефіцієнт видалення кисню) не досягне 8095 (значення вказане точкою А на Фіг.4) або більшого значення, переважно 9595 (значення вказане точкою В на Фіг.4), або ще більшого значення, при цьому формований початковий матеріал залишається в печі в твердому стані без виникнення часткового плавлення шлакового 7/0 Компонента, що міститься в формованому початковому матеріалі. Більш конкретно, принцип двоступеневого нагріву здійснюють так, щоб забезпечувалася можливість відновлення в твердому стані при підтримці температури всередині печі в межах від 1200 до 1500922, більш переважно - від 1200 до 14009С, а потім підвищення температури всередині печі до значень від 1350 до 15002С для відновлення частини оксиду заліза, що залишилася невідновленою, і для навуглецювання, плавлення і коалесценції отриманого металевого заліза.

При оцінці змін у часі температури пічної атмосфери, що безперервно вимірюється і показаної на Фіг.4, до початку експерименту було виявлене падіння температури в межах від 80 до 100 «С відносно встановленої внутрішньої температури, яка задавалася на рівні 13002С, коли формований початковий матеріал завантажувався в піч, але потім внутрішня температура поступово підіймалася і в кінці стадії відновлення в твердому стані досягала спочатку заданого значення температури. Оскільки падіння температури на початку експерименту було зумовлено характеристиками печі, таке падіння температури на початковій стадії можна зменшити, якщо видозмінити нагрівальний засіб печі.

Що стосується часу, представленого на Фіг.4 на горизонтальній осі, то відновлення в твердому сі ані, плавлення і коалесценція оксиду заліза звичайно завершуються на часовому інтервалі приблизно від 10 до 13хв., хоч цей часовий інтервал трохи зсувається, в залежності від складу залізняку і вуглецевого матеріалу, с утворюючого формований початковий матеріал, і інших аналогічних характеристик. о

Якщо відновлення в твердому стані формованого початкового матеріалу відбувається з підтримкою коефіцієнта відновлення нижче за 8095, то при подальшому плавленні нагрівом виникає просочення шлаку з низькою температурою плавлення з формованого початкового матеріалу, що викликає, як описано вище, ерозію або стирання вогнетривких матеріалів. У протилежність цьому, якщо в кінці стадії відновлення в твердому стані іс), 1 під час подальшої переробки, тобто при навуглецеванні, плавленні і коалесценції, коефіцієнт відновлення со підтримувати на рівні 8095 або вище, переважно на рівні 9595 або вище, відновлення частини БГеО, що залишилася невідновленою в формованому початковому матеріалі, відбувається всередині формованого початковою б» матеріалу, і отже, просочення шлаку можна зменшити і тим самим гарантувати стабільне безперервне їч- вироблення без сильної ерозії або стирання вогнетривких матеріалів. 3 Відповідна внутрішня температура печі, при якій можна гарантувати більш високий коефіцієнт відновлення в. без просочення шлаку з низькою температурою плавлення на першій стадії, тобто стадії відновлення в твердому стані, показаної на Фіг.4, знаходиться в межах від 1200 до 15002, переважно - від 1200 до 1400920. Якщо внутрішня температура печі нижче за 1200 2С, відновлення в твердому стані протікає повільно, і отже, « необхідно, щоб формований початковий матеріал запишався в печі протягом більшого проміжку часу, що приводить до більш низької продуктивності. З іншого боку, якщо внутрішня температура становить 14002 або З с вище, особливо вище за 15002С, то, як описано вище, просочення шлаку з низькою температурою плавлення під 1» час процесу відновлення відбувається незалежно від виду або марки залізної руди або аналогічного компонента в початковому матеріалі, викликаючи ерозію або стирання вогнетривких матеріалів і тим самим ускладнюючи 15 здійснення безперервного вироблення. Хоча може бути випадок, коли при деякому складі або пропорції залізної -1 руди, що використовується як початковий матеріал, явище просочення не виникає в температурному діапазоні від 1400 до 15002С, повторюваність і імовірність такого випадку є низькими. Тому відповідна температура при - відновленні в твердій фазі знаходиться в межах від 1200 до 15002С, переважно - від 1200 до 14002. Звичайно на

Ге) практиці можна встановити внутрішню температуру печі на рівні 12002С або нижче на початку стадії відновлення 50 в твердому стані, а потім підвищити її до значення в межах від 1200 до 15002С на останній половині стадії мні відновлення в твердому стані, щоб спричинити протікання відновлення в твердому стані. о Формований початковий матеріал, доведений до потрібної міри відновлення в твердому стані в області відновлення в твердому стані, передають в область плавлення, де внутрішня температура печі підвищена до 142520. В області плавлення внутрішня температура формованого початкового матеріалу зростає доти, поки тимчасово не падає біля точки С, а потім знов підвищується, досягаючи значення 1425 оС, яке є заданим о значенням температури. Мабуть, падіння температури біля точки С викликано відбором теплоти прихованою теплотою, необхідною для плавлення відновленого заліза, і отже, точка С може бути віднесена до початкової о точки плавлення. Початкова точка плавлення значною мірою визначається кількістю залишкового вуглецю в частках відновленого заліза. У початковій точці плавлення температура плавлення таких часток відновленого 60 заліза знижується внаслідок навуглецювання таким залишковим вуглецем і газом СО, і тому відновлене залізо плавиться швидко. Для. гарантії; швидкого плавлення необхідно, щоб достатня для навуглецювання кількість вуглецю залишалася в частках відновленого заліза після завершення відновлення в твердому стані. Кількість залишкового вуглецю визначається співвідношенням вмісту залізної руди або аналогічного матеріалу, і вуглецевого матеріалу, домішеного при утворенні формованого початкового матеріалу. Відповідно до бо експериментів, проведених заявником даного винаходу, було встановлено, що відновлене залізо можна прискорено навуглецьовувати, щоб знизити температуру плавлення і спричинити швидке плавлення в температурному діапазоні від 1300 до 15002, якщо вуглецевий матеріал був спочатку домішений в такій кількості, що кількість залишкового вуглецю (тобто кількість надмірного вуглецю) у відновленому в твердому стані продукті складає не менше 1,595, коли остаточний коефіцієнт відновлення на стадії відновлення в твердому стані досягає по суті 10095, або інакше коли коефіцієнт металізації досягає 100905. Потрібно зазначити, що, якщо кількість залишкового вуглецю у відновленому залізі менше 1,595, то температура плавлення відновленого заліза не буде досить низькою внаслідок недостатньої кількості вуглецю для навуглецювання, і отже, для плавлення нагрівом температуру необхідно підняти до 15002С або вище.

Чисте залізо, яке зовсім не навуглецьоване, має температуру плавлення 15372С. Тому відновлене залізо може 70 плавитися, коли нагріється до температури вище за температуру плавлення. Однак бажано, щоб робоча температура практичної печі була наскільки можливо нижче, щоб ослабити теплове навантаження на вогнетривкі матеріали поду, з урахуванням температури плавлення шлаку, що утворюється як побічний продукт, бажано задавати робочу температуру, приблизно, 15002С або нижче. Точніше, бажано регулювати робочі умови так, щоб температура на стадії плавлення, показаній на Фіг.4, могла бути вище в межах від 50 до 2002 відносно 72 початкової точки плавлення. Це необхідне тому, що на стадії навуглецювання і плавлення бажано задавати більш високу температуру, ніж на стадії відновлення в твердому стані, в межах, приблизно, від 50 до 2002С, більш переважно - в межах, приблизно, від 50 до 1502С, і при цьому навуглецювання і плавлення протікають більш плавно і більш ефективно.

Крім того, в даному винаході бажано регулювати умови отримання заліза таким чином, щоб вміст вуглецю в отриманому закінченому металевому залізі міг приблизно складати від 1,5 до 4,595, більш переважно - від 2,0 до 4,096. Такий вміст вуглецю в значній мірі визначається кількістю вуглецевого матеріалу, домішеного при приготуванні формованого початкового матеріалу, і регулюванням пічної атмосфери на стадії відновлення в твердому стані. Зокрема, нижня межа вмісту вуглецю визначається кількістю залишкового вуглецю у відновленому залізі в кінці стадії відновлення в твердому стані і протягом подальшого тимчасового інтервалу (тобто мірою с навуглецювання). Однак вміст вуглецю в отриманому закінченому металевому залізі може зростати до більш ге) високого значення, ніж нижня межа вищезгаданого діапазону, якщо коефіцієнт відновлення на останній стадії відновлення в твердому стані досягає по суті 10095, хоч в цей же самий час гарантується вміст залишкового вуглецю в кількості 1,595, вказаній вище. Крім того, виявлено, що вміст вуглецю в отриманому закінченому металевому залізі може зростати до максимального значення, тобто до 4,895, якщо кількість залишкового вуглецю ї-о у відновленому залізі становить 4,095 або більше, до завершенні стадії, відновлення в твердому стані, і при со цьому забезпечується можливість здійснення навуглецювання, плавлення і коалесценції на подальшій стадії плавки. Однак для гарантії стабільного безперервного ходу процесу і більш високої якості металевого заліза Ф переважно, щоб кількість залишкового вуглецю знаходилася в межах від 1,5 до 4,595. ч-

Що стосується газового середовища, то велика кількість СО утворюється при реакції між оксидом заліза і вуглецевим матеріалом, що міститься в формованому початковому матеріалі, і отже, газове середовище поблизу - формованого початкового матеріалу зберігається високовідновлюваним внаслідок ефекту самоекранування.

Однак такого ефекту самоекранування не можна чекати в кінці стадії відновлення в твердому стані і на подальшій стадії навуглецювання і плавлення, оскільки кількість газу СО на цих стадіях різко меншає. «

На Фіг.5 показані результати визначення залежності між коефіцієнтом металізації продукту, відновленого в шо 70 твердому стані, кількістю залишкового Рео і кількістю залишкового вуглецю. Як показано, кількість залишкового с ЕеО меншає по мірі протікання відновлення в твердому стані, тобто при підвищенні коефіцієнта металізації. Як 1» показано на Фіг.4, відновлення формованого початкового матеріалу відбувалося в твердому стані в печі, температура в якій підтримувалася в межах від 1200 до 1500 «С, аж до прямої лінії (1) на Фіг.5, а згодом навуглецювання, плавлення і коалесценція отриманого відновленого заліза протікали в області плавлення, в якій -1 но атмосфера була високовідновлювальною, а температура підтримувалася шляхом регулювання в межах від 1350 до 150092С. Залежність між коефіцієнтом металізації, кількістю залишкового БеО і кількістю залишкового - вуглецю на останній стадії змінюються відповідно до кривих, що знаходяться праворуч від прямої лінії (1) на Фіг.5. со Криві (1) і (2) на Фіг.5 відображають взаємозв'язок між коефіцієнтом металізації і кількістю залишкового ВУглецю. Точніше, крива (1) відноситься до випадку, коли кількість залишкового вуглецю приблизно становить о 1,595, і в цей момент часу металізація досягає 10095, тоді як крива (2) відноситься до випадку, коли кількість

Ф залишкового вуглецю приблизно становить 3,095, і в цей момент часу металізація досягає 10095. При практичному застосуванні даного винаходу кількість вуглецевого матеріалу, що домішується при приготуванні формованого початкового матеріалу, бажано задавати таким чином, щоб кількість залишкового вуглецю відповідала кривій, що

Проходить вище за криву (1).

Потрібно зазначити, що кількість залишкового вуглецю в момент часу, коли коефіцієнт металізації досягає (Ф, 10095, трохи флуктуює через флуктуації відновної здатності газового середовища в печі, навіть якщо постійну

ГІ кількість вуглецевого матеріалу домішувати при приготуванні формованого початкового матеріалу. Тому рекомендується кожний раз при приготуванні формованого початкового матеріалу вибирати кількість вуглецевого во матеріалу, що домішується відповідно до відновної здатності газового середовища при роботі печі. У будь-кому, випадку кількість вуглецевого матеріалу, що домішується, необхідно вибирати так, щоб кінцева кількість залишкового вуглецю приблизно становила 1,595 або більше, коли коефіцієнт металізації досягає 100905.

На Фіг.б показані результати визначення залежності між кінцевою кількістю залишкового вуглецю при 10090 металізації і вмістом С в отриманому металевому залізі. Як показано на Фіг.б, коли кількість залишкового в5 вуглецю знаходиться в межах від 1,5 до 5,095, вміст С в отриманому металевому залізі гарантується в межах від 1,0 до 4,595, а коли кількість залишкового вуглецю знаходиться в межах від 2,0 до 4,095, вміст С в отриманому металевому залізі гарантується в межах від 1,0 до 4,595.

У приведеному вище описі дві ознаки, тобто коефіцієнт металізації і коефіцієнт відновлення, використані для характеристики відновленого стану Ред. Ці ознаки мають відповідні визначення, вказані нижче, а залежність між ними може бути представлена, наприклад, графіком, показаним на Фіг.7. Оскільки зв'язок між двома параметрами, залежить, від виду або марки залізної руди, що використовується як джерело оксиду заліза, на

Фіг.7 показана залежність між коефіцієнтом металізації і коефіцієнтом відновлення для випадку, коли як джерело заліза використаний магнетит (РезО)). Коефіцієнт металізації рівний помноженому на 10095 результату розподілу кількості отриманого внаслідок металевого заліза на суму кількості отриманого внаслідок металевого 7/о Заліза і кількості заліза, що містилося в залізній руді. Коефіцієнт відновлення рівний, помноженому на 10090 результату розподілу кількості кисню, видаленого в процесі відновлення, на кількість кисню в оксиді заліза, що містився в формованому початковому матеріалі.

Як описано вище, при практичному застосуванні даного винаходу використовують відновну плавильну піч, в якій нагрівання формованого початкового матеріалу здійснюється пальником. Як також описано з посиланням на 7/5 Фіг.4, внаслідок великої кількості газу СО і невеликої кількості СО», що отримуються від реакції між джерелом оксиду заліза і вуглецевим матеріалом, що міститься в формованому початковому матеріалі, завантаженому в піч, газове середовище поблизу формованого початкового матеріалу зберігається значною мірою відновним за рахунок ефекту екранування газу СО, що виділяється з формованого початкового матеріалу при відновленні в твердому стані.

Однак такий ефект самоекранування ослабляється внаслідок швидкого зменшення кількості газу СО, що утворюється в проміжку часу від середини, до кінця, стадії, відновлення в твердому стані, і тому на пічну атмосферу починає впливати відпрацьований газ (оксидуючий газ, що включає СО», НоО і т.п.), що утворюється при горінні пальника. У результаті металеве залізо, яке безперервно відновлюється, стає сприйнятливим до повторного окислення. На стадії, наступній за завершенням відновлення в твердому стані, плавлення і сч 2г5 Коалесценція дрібних зерен відновленого заліза здійснюються внаслідок зниження температури плавлення відновленого заліза, викликаного навугледюванням залишковим вуглецем, що міститься в формованому іо) початковому матеріалі. На цій стадії ефект самоекранування також є слабим, і тому відновлене залізо сприйнятливе до повторного окислення.

Тому важливо відповідним образом регулювати склад газового середовища, в області навуглецювання і «о зо плавлення, щоб зменшити таке повторне окислення при забезпеченні можливості ефективного протікання навуглецювання, плавлення і коалесценції після відновлення в твердому стані. о

Крім того, було проведене дослідження, направлене на визначення атмосферних умов в печі, які забезпечують (33 можливість ефективного протікання навугледювання і плавлення при запобіганні повторного окислення відновленого заліза на стадії навуглецювання і плавлення, наступної за відновленням в твердому стані. в.

З посиланням на Фіг8 нижче описані результати дослідження, В експерименті цього дослідження ї- використовувалася камерна електропіч, а як агент, регулюючий атмосферу на стадії, навуглецювання і плавлення, використовувався порошкоподібний або гранульований вуглецевий матеріал, і при цьому на стадії навуглецювання і плавлення підтримувалася високовідновлювальна атмосфера шляхом розподілу вуглецевого матеріалу на поду з метою утворення шару відповідної товщини. «

Точніше, гранульоване вугілля різних видів, що має гранули різних розмірів, що використовувалося як шв с агент, регулюючий атмосферу, розподіляли на алюмінієвому лотку до утворення шару товщиною приблизно Змм, і від 50 до 60 шматків формованого початкового матеріалу діаметром приблизно 19мм розміщували в ряд на шарі, )» при цьому один з цих шматків був забезпечений термопарою. Лоток, що містить формований початковий матеріал, завантажували в камерну електропіч з вимірюванням температури формованого початкового матеріалу при нагріванні і визначення складу газу, що утворюється з метою аналізу імовірності повторного окислення -І металевого заліза, що виходить. Температуру електропечі задавали таким чином, щоб вона досягала приблизно 14502 і вище, тоді як початковий склад газового середовища був наступним: вміст СО» становив 2095, а вміст Мо 7 становив 8095. (Те) На Фіг.8 показані результати вимірювання у часі температури формованого початкового матеріалу, виміряної за допомогою термопари, і визначення складу газового середовища по мірі поступового підвищення температури о в печі. На Фіг.8 по горизонтальній осі відкладені значення температури, а по вертикальній осі відкладені 4») безрозмірні значення відновної здатності газового середовища, (СОДСОСО5)). На цьому кресленні приведені результати чотирьох експериментів. Більш конкретно, крива (3) відображає результати, отримані у випадку, коли не використовувався жоден агент, регулюючий атмосферу; крива (4) відображає результати, отримані у випадку,

Коли грубозернисте вугілля із середнім діаметром часток не менше З, Омм використовувалося як агент, регулюючий атмосферу; а криві (1) і (2) відображають відповідно результати, отримані у випадках, коли

Ф, використовувалися дрібні вугільні порошки А і В з частками діаметром до 2,0мм або менше. Крім того, на Фіг.8 ко показані, крива рівноваги БеО-Ре і крива рівноваги БезО/-Бе як заходи імовірності повторного окислення.

Обведені на Фіг.8 колами області відображають моменти часу, в які в кожному експерименті починаються бо навуглецювання і плавлення услід за по суті завершенням відновлення в твердій фазі. Згідно з даним винаходом найбільш важливо регулювати газове середовище в ці моменти часу.

Як видно на Фіг.8, у випадку, представленому кривою (3), коли не використовувався агент, регулюючий атмосферу, область (С), в якій починаються навуглецювання, плавлення і коалесценція, знаходиться значно нижче за криву рівноваги БеО-Бе. Це означає, що відновлене залізо повністю розплавлене з частковим 65 Відновленням при плавленні. Хоч навіть в цьому випадку виходить металеве залізо, відновлення, що відбувається при плавленні не тільки спричиняє просочення розплавленого шлаку з формованого початкового матеріалу, але також приводить до утворення рідкого РГео, що, в свою чергу, викликає сильну ерозію або стирання вогнетривких матеріалів, в результаті чого, як описано вище, виникають труднощі при отриманні продукції.

У протилежність цьому у випадках, представлених кривими (1) і (2), коли використовувалися вугільні порошки, що мають дрібні частки, відновна здатність газового середовища була помітно кращою, а область (А), в якій починаються навуглецювання, плавлення і коалесценція відновленого заліза, знаходиться вище за криву рівноваги РеО-Ге і утримується в зоні, в якій ГеО не утворюється. У випадку, представленому кривою (4), коли використовувалося грубозернисте вугілля, область (В), в якій починаються навуглецювання, плавлення і коалесценція, розташована трохи нижче за криву рівноваги БеО-Бе. Це означає, що в цій області може 7/0 Відбуватися слабе повторне окислення. Однак аналіз компонентів отриманого металевого заліза показав, що повторне окислення майже не відбувається.

Тому можна стверджувати, що навуглецювання, плавлення і коалесценція відновленого заліза, отриманого внаслідок відновлення в твердому стані, можуть плавно протікати без повторного окислення, внаслідок чого забезпечується можливість ефективного отримання металевого заліза, що має високу міру чистоти, якщо газове /5 середовище регулювати таким чином, щоб відновна здатність була не нижчою за 0,5, переважно - не нижче за 0,6, але більш переважно - не нижче за 0,7, а найбільш переважно, щоб її значення знаходилося вище за криву рівноваги ГеО-ГРе, щонайменше на початку стадії навуглецювання, плавлення і коалесценції. Потрібно зазначити, що, хоч існує небезпека значного повторного окислення при відновній здатності, що знаходиться в межах від 0,5 до 0,7, але при аналізі експериментальних даних, отриманих в процесі проведення експерименту з метою 2о визначення відновної здатності газового середовища, було встановлено, що повторне окислення не відбувається в газовому середовищі, що має відновну здатність від 0,5 до 0,7, фактично виміряну, оскільки насправді газове середовище всередині і поблизу формованого початкового матеріалу зберігається високовідновлювальним завдяки присутності залишкового вуглецю в формованому початковому матеріалі і в агентові, регулюючому атмосферу, і також внаслідок того, що оксидуючі гази, такі, як СО» і НьО, що поступають до формованого сч об початкового матеріалу з газового середовища над подом, відразу відновлюються агентом, регулюючим атмосферу, з вуглецевого матеріалу. Коли відновна здатність опускається нижче за 0,5, металеве залізо, о); ймовірно, повторно окислюється, як показано на Фіг.27, яка буде пояснена пізніше, при цьому навуглецювання протікає насилу і отже, коалесценція металевого заліза в гранули протікає насилу, внаслідок чого виходять подібні оболонці гранули заліза, що частково включають шлак, охоплений залізом. Оскільки такий продукт заліза Ге зо має невисоку міру чистоти і погану якість форми, задача даного винаходу не вирішується.

Хоч відновна здатність газового середовища швидко знижується після завершення навуглецювання, і, плавлення і коалесценції відновленого заліза, рідке і об'єднане металеве залізо, переважно, абсолютно Ге! відділене від шлаку, що утворюється як побічний продукт одночасно з реальною продукцією, і тому на нього мало впливає таке падіння відновної здатності тазового середовища. Коли таке рідке металеве залізо затверджується - з5 при охолоджуванні, можна отримати гранульоване металеве залізо високої якості. ча

З приведеного вище опису ясно, що вугільний порошок, що використовується як агент, регулюючий атмосферу, переважно, має частки з діаметром аж до Змм або менше, більш переважно - аж до 2мм або менше, оскільки такий дрібний порошок може більш надійно гальмувати повторне окислення на стадії навуглецювання, плавлення і коалесценції. З урахуванням продуктивності і експлуатаційних якостей печі при практичній роботі найбільш « переважні межі діаметра часток такого вугільного порошку знаходяться між 0,3 і 1,5мм. Хоч на товщину шару шв с вугільного порошку, розподіленого по поду, не накладаються особливі обмеження, але переважною є товщина, приблизно, 2мм або більше, а більш переважною - Змм або більше, оскільки абсолютної кількості вугілля як )» агента, регулюючого атмосферу, стає недостатньо, якщо шар вугільного порошку надто тонкий. Хоча на верхню межу товщини шару часток не накладаються особливі обмеження, але з практичної точки зору переважна верхня

Межа товщини шару, що становить, приблизно, 7мм або менше, більш переважно, приблизно, бмм або менше, -І оскільки регулююча дія агента, регулюючого атмосферу, як і потрібно було чекати, зазнає насичення і отже, зайва товщина шару приводить до непродуктивних витрат. Замість вугілля як агента, регулюючого атмосферу,

Ш- можна використовувати будь-яке джерело СО, наприклад, кокс або деревне вугілля. Такі джерела СО можна

Ге) використовувати як самостійно, так і в суміші.

Як агент, регулюючий атмосферу, можна використовувати горючий газ, наприклад природний газ, коксовий газ, о метан і т.п. В цьому випадку відновну здатність можна регулювати шляхом введення газу в безпосередній

Ф близькості до формованого початкового матеріалу в кінці стадії, відновлення, в твердому стані до стадії навуглецювання, плавлення і коалесценції.

Агент, регулюючий атмосферу, можна розподіляти по поду до завантаження в піч формованого початкового

Матеріалу. У цьому випадку агент, регулюючий атмосферу, також служить для захисту вогнетривких матеріалів поду від рідкого шлаку, який може просочуватися внаслідок флуктуації робочих умов в процесі відновної плавки.

Ф; Звичайно, також корисно, коли на відміну від вказаного вище агент, регулюючий атмосферу, завантажують на під ка безпосередньо перед початком навуглецювання і плавлення формованого початкового матеріалу, оскільки можна чекати, що агент, регулюючий атмосферу, надасть таку захисну дію на стадії навуглецювання, плавлення і бо Коалесценції після завершення відновлення в твердому стані.

Крім того, газ, який утворює відновний газ, або сам відновний газ, наприклад природний газ, коксовий газ і метан, також можна використовувати як агент, регулюючий атмосферу. В цьому випадку бажано передбачити засіб для подачі газу до розділової стінки і для подачі газу від кінця розділової стінки. Таким чином засіб для подачі газу можна легко захистити від впливу високотемпературної атмосфери в печі, а відновний газ можна 65 З упевненістю подавати біля поду.

На спосіб завантаження агента, регулюючого атмосферу, особливі обмеження не накладаються. Однак при використанні завантаження по трубопроводу може бути утруднена безперервна подача допоміжних початкових матеріалів на під з утворенням шару рівномірної товщини.

Тому в даному винаході рекомендується так удосконалити подаючий пристрій для завантаження допоміжних початкових матеріалів, наприклад агента, регулюючого атмосферу, на під, щоб можна було подавати допоміжні початкові матеріали з використанням вертикального трубопроводу, сполученого з верхньою частиною печі. Є переважним виконання подаючого пристрою із забезпеченням можливості падіння допоміжних початкових матеріалів по трубопроводу на під печі під дією сили тяжіння. Використання такого трубопроводу дозволяє утворити на поду тонкий шар агента, регулюючого атмосферу, що має рівномірну товщину в напрямі ширини поду, /о внаслідок чого виключається проблема, пов'язана з нерівномірним завантаженням допоміжних початкових матеріалів в напрямі ширини поду. Тому рівномірно завантажений агент, регулюючий атмосферу, може ефективно запобігти повторному окисленню.

Однак з метою виключення несприятливого впливу на рівномірну товщину подачі матеріалів на під (збудження в каналі падіння матеріалів) потоку газового середовища в печі, відстань між подом і випускним отвором трубопроводу повинна бути, переважно, ЗООмм або менше, більш переважно - 200мм або менше. Якщо випускний отвір трубопроводу розташований дуже близько до поду, швидкість потоку газового середовища в цій частині стає дуже високою, і вона може привести до розсіювання допоміжних початкових матеріалів. Тому для зниження швидкості потоку газового середовища в кращому випадку до швидкості, відповідної швидкості виходу матеріалів, рекомендується вибирати достатню відстань між подом і випускним отвором трубопроводу.

Подача агента, регулюючого атмосферу, як допоміжного початкового матеріалу з використанням одного переважного варіанту здійснення подаючого пристрою згідно з даним винаходом описана нижче з посиланнями на

Фіг. з 9 по 14, що схематично ілюструють варіант здійснення способу На Фіг.9 приведений схематичний вид, на якому показана порція агента, регулюючого атмосферу, що завантажується в піч з рухомим подом.

Подаючий пристрій 10 містить завантажувальний бункер 11 і завантажувальний трубопровід 12, по якому с ов агент, регулюючий атмосферу, подається із завантажувального бункера 11 в живильник 13, що виконує функцію засобу для регулювання подачі. На конструкцію подаючого пристрою 10 не накладаються особливі обмеження. іо)

Хоч живильник 13 на Фіг.9 показаний у вигляді вібраційного живильника, виконаного з можливістю регулювання подачі агента, регулюючого атмосферу, шляхом зміни амплітуди вібрацій, на такий вібраційний живильник не накладаються особливі обмеження, і можна використати, наприклад, барабанний живильник. «о зо Подаючий трубопровід 14 як засіб для подачі агента, регулюючого атмосферу, з по даю чого пристрою 10 на під 1 розташований вертикально і підключений між живильником 13, впускним отвором 14а, і отвором в стельовій о частині печі. Коли агент, регулюючий атмосферу, що падає по трубопроводу 14, стикається з внутрішньою стінкою Ге! трубопроводу 14, агент, регулюючий атмосферу, може налипнути при контактуванні з внутрішньою стінкою, і це, отже, може привести до нерівномірної подачі на під агента, регулюючого атмосферу. З цієї причини трубопровід ї- з5 14 необхідно встановлювати вертикально, з'єднуючи з стельовою частиною печі, щоб агент, регулюючий М. атмосферу, рівномірно подавався на під.

Для рівномірного розподілу агента, регулюючого атмосферу, в напрямі ширини поду (в напрямі, перпендикулярному до напряму переміщення поду) ширина трубопроводу 14, переважно, рівна ширині поду. Як варіант можна використати декілька трубопроводів, кожний з яких має деяку ширину, а сумарна ширина « трубопроводів рівна ширині поду. У цьому випадку кожний трубопровід може мати незалежну конструкцію, яка (7 с може окремо встановлюватися з можливістю видалення, або трубопровід 14 може бути розділений розділовими елементами 15, передбаченими в ньому, щоб агент, регулюючий, атмосферу, міг опускатися, по кожному )» окремому трубопроводу. Хоч на Фіг.10 показані три розділові панелі 15, число розділових панелей 15 особливо не обмежене і може задаватися в залежності від ширини кожного трубопроводу.

Агент, регулюючий атмосферу, що подається в завантажувальний бункер 11, при необхідності змішується з -І іншими добавками, а потім подається у вібраційний живильник 13 по завантажувальному трубопроводу 12.

Вібраційний живильник 13 подає агент, регулюючий атмосферу, через випускний отвір 14а в подаючий

Ш- трубопровід 14, одночасно, регулюючи при цьому швидкість подачі. Переважно, в цьому випадку окремі

Ге) трубопроводи 14 мають відповідні впускні отвори 14а, при цьому кожний забезпечений вібраційним живильником 13 для регулювання подачі агента, регулюючого атмосферу. Зокрема, в печі з обертовим подом, шляхом о настройки кожного вібраційного живильника 13 на змінну подачу агента, регулюючого атмосферу, в напрямі

Ф ширини поду можна утворити безперервний шар агента, регулюючого атмосферу, що має рівномірну товщину

Крім того, якщо трубопровід 14 розділений на декілька відділень в напрямі ширини поду, то можна запобігти поширенню потоку газу в печі, який по ширині поду проходить вгору в трубопровід 14. Оскільки агент, регулюючий атмосферу, що опускається, володіє силою інерції, то його проходження не порушується таким потоком газу, що підіймається в трубопровід 14. Тому агент, регулюючий атмосферу, опускається, переважно, по

Ф) всій ширині каналу, відведеного для опускання під дією сили тяжіння, без відхилення до однієї сторони ка трубопроводу, і отже, шар агента, регулюючого атмосферу, що виходить в результаті, є безперервним і не відхиляється до однієї сторони у напрямі ширини поду. 60 Виконаним таким чином подаючий пристрій забезпечує можливість утворення безперервного шару агента, регулюючого атмосферу, що має рівномірну товщину на поду, без необхідності використання вирівнювача гранул або розгладжуючого пристрою.

Бажано, щоб інертний газ, наприклад азот, подавався з верхньої частини трубопроводу, щоб ослабити потік газового середовища, що підіймається в трубопровід 14. Направлений вниз потік такого інертного газу, що 65 подається в трубопровід, може ослабити потік газового середовища, що підіймається зсередини печі, поряд зі зниженням перешкоди каналу опускання агента, регулюючого атмосферу, внаслідок чого гарантується більш ефективне утворення шару агента, регулюючого атмосферу, що має рівномірну товщину.

Хоч на положення місця, до якого подається інертний газ не накладаються особливі обмеження, з урахуванням необхідності придушення потоку газового середовища, що підіймається в трубопровід 14 переважно передбачити щонайменше один впускний отвір 16 для газу, орієнтований, як показано на Фіг.11, всередину трубопроводу 14. У цьому випадку для забезпечення введення інертного газу бажано, щоб направляюча кінцева частина впускного отвору 16 для газу була орієнтована у напрямі до поду (вертикально вниз).

При умові, що інертний газ подається в кількості, необхідній для придушення потоку газового середовища, що підіймається в трубопровід 14, на кількість інертного газу, що подається не накладаються особливі 70 обмеження. Кількість інертного газу, що подається можна відповідним образом регулювати, наприклад, забезпечивши впускний отвір 16 для газу регулювальником потоку (не показаний).

Крім того, на зовнішній стінці трубопроводу 14 бажано передбачити охолоджуючий засіб для запобігання прилипання до внутрішньої стінки трубопроводу 14 допоміжного, початкового матеріалу, наприклад агента, регулюючого атмосферу, який опускається всередині трубопроводу 14. На місце розташування охолоджуючого /5 засобу не накладаються особливі обмеження, наприклад, трубопровід може бути повністю або частково оснащений охолоджуючими засобами. Однак бажано на нижній частині трубопроводу передбачити, як показано на

Фіг.12, охолоджуючу сорочку 17, оскільки такий пристрій дозволяє більш ефективно запобігти прилипанню агента, регулюючого атмосферу, до частини внутрішньої стінки, розташованої поблизу стелі печі.

Прилипання або осадження допоміжних початкових матеріалів, наприклад агента, регулюючого атмосферу, 2о можна більш ефективно запобігти шляхом покриття внутрішньої стінки трубопроводу антиадгезивом, який може запобігти прилипанню або осадженню таких допоміжних початкових матеріалів. Наприклад, як показано на Фіг.13, можна утворити шар 18 антиадгезиву на основі фторопласту. На місцеположення і товщину шару антиадгезиву не накладаються особливі обмеження. Хоч внутрішня стінка трубопроводу може бути повністю або частково покрита таким шаром антиадгезиву, шар антиадгезиву бажано утворювати на нижній частині трубопроводу, яка буде с ов нагріватися до більш високої температури.

Подаючий пристрій, що має згадані вище особливості згідно з даним винаходом, можна використати для іо) завантаження інших допоміжних матеріалів, наприклад добавки, регулюючої температуру плавлення, описаної нижче, і оксидного матеріалу, що складається, головним чином, з оксиду алюмінію, для утворення первинного захисного шару, а також як агента, регулюючого атмосферу. Форма такого допоміжного матеріалу необмежена (о зо порошком. Допоміжний початковий матеріал може бути у вигляді гранул невеликого розміру або подрібненим, з частками більшого розміру, ніж в порошку. Крім того, подаючий пристрій згідно з даним винаходом може бути о використаний для завантаження початкового матеріалу (наприклад, порошкоподібного початкового матеріалу). б

Одна відмітна ознака винаходу полягає в тому, що відновна здатність газового середовища особливо зростає на стадії навуглецювання і плавлення, внаслідок чого запобігається повторне окислення відновленого заліза і в. забезпечується можливість більш ефективного протікання навуглецювання і плавлення. Щоб ряд процесів, від ї- відновлення в твердому стані до завершення навуглецювання, плавлення і коалесценції, протікав ефективно, бажано на кожній стадії відповідним образом регулювати температуру і газове середовище.

Зокрема, температуру на стадії, відновлення в твердому стані переважно підтримувати в межах від 1200 до 14002, щоб виключити утворення рідкого РеО у разі відновлення при плавленні, тоді як температуру на стадії « навуглецювання, плавлення і коалесценції бажано підтримувати в межах від 1300 до 15002С. Більш переважно (3 с регулювати температуру на стадії відновлення в твердому стані таким чином, щоб вона була нижче за температуру на стадії навуглецювання, плавлення і коалесценції в межах від 50 до 20020. )» Що стосується регулювання газового середовища на стадії відновлення в твердому стані, то воно не потрібно, оскільки газове середовище підтримується високовідновлювальним за рахунок великої кількості газу

СО, що утворюється при згорянні вуглецевого матеріалу, що міститься на цій стадії в формованому початковому -і матеріалі. Однак на стадії навугледювання, плавлення і коалесценції і після неї відповідне регулювання -1 газового середовища в печі є визначальним, оскільки кількість газу СО, що утворюється з формованого початкового матеріалу, значною мірою меншає, і виникає імовірність повторного окислення оксидуючим газом, що се) утворюється при горінні пальників. сю 50 Температуру і склад газового середовища необхідно регулювати відповідно до кожної протікаючої стадії процесу відновної плавки, при цьому бажано, щоб відновна плавильна піч мала конструкцію, розділену на два або 4) більше відділень з розділовими стінками, встановленими в напрямі переміщення поду, як описано вище з посиланнями на Фіг.1-3. Відділення на стороні вище по ходу процесу і відділення на стороні нижче по ходу процесу використовують відповідно як відділення відновлення в твердому стані і відділення навуглецювання, плавлення і коалесценції, щоб забезпечити можливість регулювання температури і складу газового середовища в о кожному відділенні незалежно від іншого відділення. Хоч на Фіг.З показана для прикладу піч, розділена з метою забезпечення можливо більш точного регулювання температури і складу на чотири відділення трьома їмо) розділовими стінками, при бажанні можна змінювати число відділень в залежності від розмірів або конструкції обладнання, що використовується для відновлювальної плавки. 60 Металеве залізо, отримане способом, описаним вище, переважно, може бути використано у існуючому сталеплавильному обладнанні, наприклад в електричній печі або конверторі, і використовують як джерело заліза, яке містить вуглець. Щоб використати таке металеве залізо як початковий матеріал для отримання стали, бажано, наскільки можливо, знизити вміст сірки (5). У спробі отримати металеве залізо, що має низький вміст 5, заявник виконав додаткове дослідження, направлене на зниження в процесі отримання металевого заліза вмісту б5 З, Що був в залізній руді або у вуглецевому матеріалі.

У результаті було виявлено, що вміст 5 в остаточно отриманому залізі можна знизити до 0,1095 або нижче,

більш переважно - до приблизно 0,0595 або нижче, шляхом цілеспрямованої добавки джерела СаО (включаючи вапно, що швидко гаситься, гашене вапно, карбонат кальцію і т.п.) в початковий матеріал при утворенні формованого початкового матеріалу, що містить залізну руду і вуглецевий матеріал, в такій кількості, щоб до число основності (відношення Саб/5іО») суми всіх шлакоутворюючих компонентів у вигляді компонентів пустої породи приблизно мало значення в межах від 0,6 до 1,8, більш переважно - від 0,9 до 1,5.

Кокс або вугілля, що найчастіше використовується як відновник, що містить вуглець, звичайно містить, приблизно, від 0,2 до 1,095 сірки, і найчастіше ця сірка буде включатися в металеве залізо. У випадку, коли таке регулювання числа основності шляхом цілеспрямованого додання джерела Сас не здійснюють, число 7/0 основності, розраховане на основі шлакоутворюючих компонентів, що містяться в формованому початковому матеріалі, звичайно становить 0,3 або менше, хоч число основності змінюється в залежності від виду або марки залізної руди або аналогічного чинника. У випадку шлаку з таким низьким числом основності включення 5 (сульфуризація) в металеве залізо на стадії відновлення в твердому стані або на подальшій стадії навуглецювання, плавлення і коалесценції неминуче, і приблизно 85956 сумарного вмісту З в формованому /5 початковому матеріалі включається в металеве залізо. Це приводить до того, що остаточно отримане металеве залізо має вміст 5 від 0,1 до 0,295, який є дуже високим, отже, залізо як закінчений продукт має погану якість.

Однак виявлено, що, якщо число основності шлакоутворюючого компонента змінити до значення в межах від 0,6 до 1,8, як описано вище, шляхом навмисного додання джерела Сас при утворенні формованого початкового матеріалу, то на стадії відновлення в твердому стані і на стадії навуглецювання, плавлення і коалесценції відбувається закріплення 5 в шлаку як в побічному продукті, внаслідок чого вміст 5 в металевому залізі, що виходить можна значною мірою знизити.

Мабуть, механізм зниження вмісту З полягає в тому, що сірка, що міститься в формованому початковому матеріалі, реагує з СаО з утворенням Саб5 (СаО5-Саб), і це з'єднання закріпляється в шлаку. В області техніки, до якої відноситься винахід, умови, при яких діє механізм відновної плавки згідно з даним винаходом, сч ов НЕ з'ясовані, і вважається, що в процесі відновної плавки не треба чекати видалення сірки при доданні Сао, як в звичайному процесі знесірчення рідкого металу. Однак згідно з дослідженнями заявника даного винаходу Сао, іо) що міститься в шлаку, захоплює і фіксує 5 в процесі плавлення і коалесценції відновленого заліза, і забезпечується можливість відділення шлаку при навугледюванні залишковим вуглецем, який зберігся у відновленому залізі по завершенні відновлення в твердому стані, внаслідок чого значною мірою знижується вміст (З зо З в металевому залізі, що виходить.

Заявник даної заявки вважає, що такий механізм зниження вмісту З в металевому залізі відрізняється від і типового знесірчення рідкого металу з використанням шлаку, що містить Сас, але є характеристикою реакції у Ге! випадку, коли спосіб згідно з винаходом використовують на практиці. Звичайно, якщо гарантується достатній контакт між рідким залізом і рідким шлаком як побічним продуктом при нагріванні після навуглецювання і ї- зв плавлення відновленого заліза, то можна допустити, що відношення вмісту З в шлаку (595) до вмісту З в М металевому залізі |590), тобто коефіцієнт розподілу, визначається реакцією між рідинами, (рідке залізо)-(рідкий шлак). Однак, в даному винаході площа дотику шлаку з металом дуже невелика, що підтверджується фотографією на Фіг.14, і отже, не можна чекати дуже великого ефекту зниження вмісту 5 в металевому залізі, що виходить внаслідок рівноважної реакції шлак-залізо, яка відбувається після завершення « навуглецювання, плавлення і коалесценції відновленого заліза. Тому розглядається механізм знесірчення, шв с заснований згідно з даним винаходом на цілеспрямованому доданні СаО до формованого початкового матеріалу, що включає здатність Сас до реакції захоплення 5, що протікає в процесі, коли відбуваються навуглецювання, )» плавлення і коалесценція відновленого заліза і відділення шлаку, і при цьому захисна дія, що запобігає сульфуризації металевого заліза, є результатом реакції захоплення 5.

Хоч кількість СаО, що додається для зміни числа основності, необхідно визначати в залежності від -І кількості і складу компонента пустої породи, що міститься в залізній руді або в подібному матеріалі, виду і кількості вуглецевого матеріалу, що домішується і аналогічних чинників, типова кількість СаО в перерахунку на ш- вміст чистого Сас, що додається для зміни числа основності всіх шлакоутворюючих компонентів до значення, що

Ге) знаходиться в межах від 0,6 до 1,8, знаходиться в межах від 2,0 до 7,095, більш переважно - від 3,0 до 5,095 в перерахунку на сумарну кількість формованого початкового матеріалу. У випадку використання гашеного вапна о (Са(ОнН)»), карбонату кальцію (СаСО»з) і т.п. кількість такого матеріалу повинна бути узгодженою з вказаною

Ф вище кількістю в перерахунку на вміст чистого СаО. Підтверджено, що при зміні числа основності шлакоутворюючого компонента в межах приблизно від 0,9 до 1,1 шляхом додання СаСО»з, наприклад в кількості 495, до формованого початкового матеріалу, гарантується уявний коефіцієнт знесірчення в межах від 45 до 50905, а дво при зміні числа основності шлакоутворюючого компонента в межах, приблизно, від 1,2 до 1,5 шляхом додання

Сасо», в кількості приблизно 69 до формованого початкового матеріалу можна гарантувати уявний коефіцієнт

Ф; знесірчення в межах від 70 до 8095. Уявний коефіцієнт знесірчення визначається наступною формулою: уявний ка коефіцієнт знесірчення (95) рівний помноженому на 10095 результату розподілу вмісту З (90) в металевому залізі, отриманому з формованого початкового матеріалу, змішаного з СаО, на вміст З (956) в металевому залізі, бо отриманому з формованого початкового матеріалу без додання Сас.

Корисна дія зниження вмісту 5, що відбувається внаслідок додання СаО, описана нижче із залученням експериментальних даних, отриманих при використанні камерної електропечі. На Фіг.15 показана зміна вмісту 5 при виконанні експерименту, в якому формований початковий матеріал приготовляли шляхом змішування залізної руди, вуглецевого матеріалу, невеликої кількості зв'язуючої речовини (бентоніту або подібного йому), при 65 цьому використали відповідну кількість Сас і здійснювали відновну плавку способом згідно з винаходом.

З стовпчастої діаграми для сухого формованого початкового матеріалу, показаної на Фіг.15, видно, що вміст

З в формованому початковому матеріалі до проведення відновної плавки передбачається рівним 10095, при цьому, приблизно, 8995 сірки вносяться вуглецевим матеріалом і, приблизно, 1195 вносяться залізною рудою.

Після того, як формований початковий матеріал піддавали відновній плавці згідно з способом даного винаходу, до лопо завершенні відновлення в твердому стані, описаного вище з посиланням на Фіг.4, сірка залишалася у відновленому залізі в кількості, приблизно, 8595, а сірка в кількості, приблизно, 1295 випаровувалася з печі під час відновлення в твердому стані. При використанні формованого початкового матеріалу, не змішаного з яким-небудь джерелом Сас (число основності, визначене на основі складу шлакоутворюючого компонента, що міститься в формованому початковому матеріалі, становило 0,165), було встановлено, що сірка в кількості 74,895 70 була включена в остаточно отримане металеве залізо, а сірка в кількості 10,295 була захоплена шлаком.

У протилежність цьому при використанні формованого початкового матеріалу з домішеним джерелом Сас в кількості, 4,590 для зміни числа основності шлакоутворюючого компонента до 1,15 кількість 5, включеної в металеве залізо, знижувалася до 43,295, а кількість 5, захопленої шлаком, підвищувалася до 48,8905, тоді як кількість 5, що випарувалася з печі під час процесу переробки знижувалася до, приблизно, 895. При використанні 7/5 Фформованого початкового матеріалу, змішаного з джерелом Сао в кількості 5,096 для зміни числа основності шлакоутворюючого компонента до 1,35, кількість 5, включеної в металеве залізо, знижувалася до 19,795, а кількість 5, захопленої шлаком, зростала до 78,8906, тоді як кількість 5, що випарувалася з печі під час процесу переробки, знижувалася до приблизно 1,590.

Коли внаслідок проведення основного експерименту з використанням камерної електропечі було встановлено, що регулювання числа основності шляхом додавання джерела СаО є вельми ефективним для зниження вмісту З в металевому залізі, то був проведений аналогічний експеримент з використанням демонстраційної печі для дослідження чисельного впливу основності на ефект зниження вмісту 5 в металевому залізі у випадку, коли число основності змінювалося в різній мірі шляхом зміни кількості джерела Сас, що додається Результати показані на

Фіг.16. с

На Фіг.1б6 графічно показана залежність між кінцевим числом основності шлаку і вмістом 5 в металевому залізі яка отримана при зміні кількості джерела СаО, що додається, при цьому кожна точка відповідає іо) отриманому значенню. На Фіг.16 у вигляді перехідної дільниці також показані результати основного експерименту з використанням вищезазначеної камерної електропечі. Оскільки в основному експерименті застосовувалася електрична нагрівальна система, в якій інертний газ використовувався як газове середовище, оксидуючий «о зо потенціал пічної атмосфери був низьким, що, безсумнівно, було вигідно для знесірчення. З іншого боку, у випадку, коли в демонстраційній печі для нагріву використовувалося горіння пальника, відновна здатність газу о в пічній атмосфері була нижчою, ніж в основному експерименті, через відпрацьований газ, що утворюється при Ге! згорянні, а вміст 5 в металевому залізі був вищим, ніж в основному експерименті. Однак характер результатів, отриманих в цьому випадку, в основному і значною мірою, повторював характер результатів основного -

Зз5 експерименту. Як показано, вміст З в металевому залізі в області (А), яка відповідає випадку, коли ніяке ї- джерело Сас не додавалося взагалі, приблизно становить 0,12090, тоді як вміст 5 в металевому залізі в області (В), яка відповідає випадку, коли число основності було скориговане до значення, приблизно, 1,0, знижується до 0,050-0,080905, а уявний коефіцієнт знесірчення приблизно становить - 33-5995. При подальшому збільшенні числа основності до 1,5 було виявлено, що, як показано в області (С), вміст З в металевому залізі знижується « 40. ДО 0,050965. шв с Потрібно зазначити, що, якщо додавати джерело Сас доти, поки число основності не прийме значення 1,8 або більш високе, робоча температура надмірно зросте внаслідок підвищення температури плавлення шлаку, що )» утворюється. Така ситуація небажана, оскільки прискорюється руйнування печі, нарівні з неощадливим витраченням палива, і крім того, гіршає здатність відновленого заліза до коалесценції, внаслідок чого

ВИХОДИТЬ металеве залізо з більш дрібними гранулами, що має більш низьку комерційну цінність. -І Як видно з цих експериментів, при навмисному додаванні до формованого початкового матеріалу джерела

Сас у відповідній кількості для підвищення числа основності шлакоутворюючого компонента до приблизно 0,6 або ш- вище здатність захоплення З в шлаку, що виходить істотно підвищується, внаслідок чого значною мірою со знижується кількість 5, включеного в металеве залізо, що приводить до отримання металевого заліза, що має знижений вміст 5. Крім того, як описано з посиланням на Фіг.15, кількість 5, випущеної з печі у вигляді ЗОХ і або подібної сполуки, значною мірою меншає, і отже, атмосферні домішки, зумовлені таким відпрацьованим газом,

Ф можуть бути знижені, а режим знесірчення, який вводиться, якщо такий відпрацьований газ знесірчується, може бути полегшений.

У випадку, коли здійснюють додавання джерела Сас, щоб знизити вміст 5 в металевому залізі, температуру ов плавлення шлаку, що утворюється як побічний продукт, можна знизити шляхом додавання певної кількості джерела Са, і отже, стає вірогідним просочення шлаку з низькою температурою плавлення, яке може викликати

Ф; ерозію або стирання вогнетривких матеріалів поду. Однак при практичному застосуванні даного винаходу ка небажане просочення такого побічного продукту у вигляді шлаку можна зменшити, якщо використати принцип двоступеневого нагріву, відповідно до якого температурні умови стадії відновлення в твердому стані і стадії бо навуглецювання, плавлення ії коалесценції задають в переважних межах відповідно від 1200 до 140090 і від 1350 до 15002С, щоб забезпечити можливість задовільного протікання відновлення в твердому стані при більш низькій температурі, ніж температура плавлення побічного продукту у вигляді шлаку, а потім забезпечити можливість відновлення Гео, що частково залишився і, як описано вище, протікання процесу навуглецювання, плавлення і коалесценції відновленого заліза. 65 Отже, використання даного винаходу дозволяє отримати гранульоване металеве залізо, що має дуже високу міру чистоти Ре, без повторного окислення відновленого заліза шляхом регулювання відновної здатності газового середовища до 0,5 або вище, переважно до 0,6 або вище, більш переважно до 0,7 або вище, особливо на стадії навуглецювання і плавлення при отриманні металевого заліза, коли формований початковий матеріал, що містить залізну руду і вуглецевий матеріал, піддають відновленню в твердому стані, а потім здійснюють навуглецювання, плавлення і коалесценцію. Крім того, використання даного винаходу дозволяє знизити вміст З в такому металевому залізі шляхом цілеспрямованого додавання СаО до формованого початкового матеріалу для регулювання числа основності шлакоутворюючого компонента. Після затвердіння при охолоджуванні і потім відділення від затверділого шлаку гранульоване металеве залізо, отримане таким чином, можна використати як початковий матеріал для плавки в різних залізоплавильних і сталеплавильних печах. 70 У даному винаході металеве залізо, випущене з відновної плавильної печі, охолоджують до температури нижче за температуру плавлення, але все ж зберігають при високій температурі, заданій в межах від 800 до 12002С. Подальше охолоджування металевого заліза до нормальної температури перед подачею в сталеплавильну піч приводить до втрат теплової енергії. Тому для зниження теплових втрат вельми доцільно створити інтегровану залізоплавильну і сталеплавильну виробничу лінію, в якій передбачена подача такого 75 високотемпературного металевого заліза в сталеплавильну піч, щоб ефективно використати потенційну теплоту металевого заліза, або передбачене повернення на плавлення додатковим нагрівом.

Звичайно, відомі наступні технології: економія електроенергії, споживаної електропіччю, і підвищення продуктивності шляхом подачі високотемпературного відновленого заліза, отриманого за допомогою відомого процесу вироблення відновленого заліза, в сусідню сталеплавильну піч без охолоджування; залізоплавильний і сталеплавильний процес (публікація Міжнародної заявки Мо99/11826), в якому рідке залізо отримують за допомогою вироблення високотемпературного відновленого заліза в печі для виробництва відновленого заліза при використанні вуглецевого матеріалу на основі вугілля і таке відновлене залізо відразу подають в плавильну піч; і аналогічні технології. Ці відомі технології відрізняються від інтегрованого процесу виробництва, запропонованого в даному винаході, тим, що відповідно до них отримують так зване "відновлене залізо", яке Ге містить значну кількість шлаку, що утворюється із золи і компонентів пустої породи, оксид заліза, що виходить внаслідок повторного окислення на останній стадії відновлення, і велику кількість 5, що необов'язково, якщо о, відновлене залізо отримували з використанням відновника на основі вугілля. У протилежність цьому інтегрований процес виробництва згідно з винаходом дозволяє отримати і використати металеве залізо, повністю відділене від шлакових компонентів шляхом навуглецювання, плавлення і коалесценції. (се)

Оскільки режим знесірчення в печі для рафінування в інтегрованому процесі виробництва з використанням металевого заліза, що має знижений вміст 5, є особливо полегшеним, можна створити виробничу систему, яка о буде дуже корисна і практична як інтегрована залізоплавильна і сталеплавильна виробнича система, в якій Ге») здійснюються відновна плавка джерела заліза і рафінування при плавці.

На Фіг.17 приведений приклад інтегрованої виробничої системи. На Фіг.17 процес А являє собою процес - виробництва сталі, в якому вільне від шлаку металеве залізо, отримане у відновній плавильній печі, їч- охолоджують до нормальної температури, а потім у відповідній кількості як початковий матеріал для отримання сталі подають в сталеплавильну піч, наприклад в електропіч; процес В застосовують для подачі металевого заліза у високотемпературному стані (від 800 до 120022) в сталеплавильну піч, наприклад в електропіч, « розташовану поруч з відновною плавильною піччю, внаслідок чого меншає кількість електроенергії, необхідної для підведення теплоти; і процес С застосовують для подачі усього високотемпературного металевого заліза, З с отриманого у відновній плавильній печі, в сусідню плавильну піч, призначену для термічної плавки металевого заліза, і після неї рідке залізо подають в сталеплавильну піч. Оскільки металеве залізо, отримане відповідно )» до даного винаходу, вільно від шлаку, має високу міру чистоти і має, що необов'язково, низький вміст 5, якщо металеве залізо було отримане при регулюванні числа основності для зниження вмісту 5, а інтегрована виробнича система виконана з можливістю використання такого металевого заліза як початкового матеріалу для -і виробництва сталі, то це робить можливим отримання рідкої сталі стабільної якості при високій продуктивності -1 і зниженні електроенергії, споживаній електропіччю або аналогічною піччю, або полегшення режиму знесірчення.

У розглянутому вище процесі отримання металевого заліза формований початковий матеріал, що містить (се) оксид заліза як джерело заліза і відновник, що містить вуглець, призначений для зниження вмісту оксиду сю 50 заліза, нагрівають на рухомому поді, щоб піддати оксид заліза відновленню в твердому стані, після чого здійснюють навугледювання, плавлення і коалесценцію отриманого відновленого заліза для утворення 4) гранульованого металевого заліза, яке потім видаляють з печі після охолоджування; при цьому флуктуації робочих умов можуть спричинити просочення рідкого шлаку, а такий рідкий шлак значною мірою є причиною ерозії або стирання вогнетривких матеріалів під. Зокрема, коли в такому рідкому шлаку є невідновлений рідкий Рео, інтенсивність такої ерозії або стирання зростає внаслідок проникнення і корозії, що істотно скорочують термін о служби вогнетривких матеріалів поду.

З урахуванням вищезазначеного в даному винаході запропонований спосіб, використання якого знижує до їмо) мінімуму таку ерозію або стирання вогнетривких матеріалів поду і нарівні з цим забезпечує можливість мимовільного закладення пошкоджених дільниць вогнетривких матеріалів поду під час роботи печі у випадку, бо якщо нанесений такий збиток, в зв'язку з чим з'являється можливість значною мірою продовжити довговічність вогнетривких матеріалів поду і підвищити тривалість безперервної роботи печі.

Даний винахід відрізняється тим, що при отриманні металевого заліза під час вищезгаданого процесу відновної плавки на вогнетривких матеріалах поду утворюють осаджений шар, що містить шлак, що захищає їх.

На Фіг.18 приведені схематичні перерізи, що ілюструють переважний варіант здійснення даного винаходу. Як 65 показано, первинний захисний шар 28, що містить оксидний матеріал, що складається, головним чином, з оксиду алюмінію (або що містить суміш руд, що має склад, аналогічний складу шлаку, що утворюється як побічний продукт під час процесу відновної плавки, або оборотний шлак), заздалегідь створюють на вогнетривких матеріалах 27 відновної плавильної печі з рухомим подом, при цьому це роблять перед початком процесу отримання, а потім шматки формованого початкового матеріалу с подають на під, що обертається (див. Фіг.18А).

Як описано з посиланнями на Фіг. з 1 по З, формований вихідний матеріал під час проходження через зону 714 відновної плавки піддають впливу теплоти, що створюється пальниками, і променистої теплоти, внаслідок чого оксид заліза в формованому початковому матеріалі перетворюється у відновлене залізо при відновленні в твердому стані, а після цього відновлене залізо додатково нагрівають, щоб викликати навуглецювання, яке знижує температуру плавлення відновленого заліза, внаслідок чого отримують рідке залізо. Отриманим таким 7/0 чином металеве залізо коалесціює і перетворюється в гранульоване металеве залізо Ге, відділене від побічного продукту у вигляді шлаку Зд і що має зерна відносно великого розміру. Шлак Зд також збирається воєдино і отже, металеве залізо і шлак 59 виявляються відділеними один від одного (див. Фіг.198).

Гранульоване металеве залізо Ре і шлак 5д охолоджують в місці, розташованому вище по ходу процесу в безпосередній близькості від згаданого вище розвантажувального засобу, і потім переміщують до місця 7/5 Знаходження розвантажувальних засобу, за допомогою якого, в свою чергу, вигрібають затверділе гранульоване металеве залізо Ре і шлак 59 з поверхні поду. Цей процес на кресленні не показаний.

Рідкий шлак, що утворюється як побічний продукт під час процесу відновної плавки, об'єднується з первинним захисним шаром 28, утворюючи шлаковий осаджений шар Т. Оскільки під час процесу плавки і затвердження в значних кількостях утворюється металеве залізо Ре 5 з дрібними гранулами (в залежності від обставин, яке надалі називається "зернистим залізом"), які ще не коалесцийовані і не виросли в достатній мірі, і шлак Зд5 з високою температурою плавлення, то таке зернисте залізо Бе5 і шлак Зд5 проходять через простір між розвантажувальним пристроєм б і поверхнею шлакового осадженого шару Т і залишаються на поверхні шлакового осадженого шару Т або частково вловлюються між ними і отже, посилено заглиблюються в осаджений шар Т (див. Фіг.18С). сч

Якщо в цьому стані здійснюють безперервне отримання, зернисте залізо Ре або подібне йому, що залишилося на поверхні або що заглибилося в поверхню шлакового осадженого шару Т, поступово осаджується і наростає і іо) отже може стати таким, що не піддається витяганню.

Відповідно до даного винаходу така незручність, зумовлена осадженням зернистого заліза Ре і подібного йому, виключають шляхом зскрібання зернистого заліза Ре 5 і подібного йому разом з частиною або з всім Ге зо осадженим шаром Т в момент часу, коли кількість зернистого заліза Ре5 і подібного йому, осадженого на і поглибленого в осаджений шар Т, досягає певного рівня. Тому поверхня осадженого шару Т на поду є і, згладженою, що показано на Фіг.180), внаслідок чого виходить гладкий захисний шар, що містить первинний Ге! захисний шар 28, утворений на початковій стадії отримання продукції, і тонкий осаджений шар Т, що покриває його. -

Коли при цьому стані процес отримання продовжується далі, а шлаковий осаджений шар Т знову наростає до ча певного рівня внаслідок осадження і прилипання, осаджений шар Т (або осаджений шар Т і частина захисного шару 28) видаляють періодично або постійно разом із зернистим залізом Ре або подібним йому. При здійсненні такої операції, що повторюється з відповідними перервами верхня сторона спочатку утвореного первинного захисного шару 28 поступово замінюється шлаковим осадженим шаром Т, і в кінці кінців, велика частина « первинного захисного шару 28 замінюється шлаковим осадженим шаром Т, внаслідок чого виходить стан, шо с показаний на Фіг.18Е. В цьому стані поверхня поду стає стабільною. При цьому частина первинного захисного шару 28 залишається на поверхнях вогнетривких матеріалів 27 протягом значного відрізка часу, вважаючи від )» почачку отримання, або невелика частина первинного захисного шару 28 може залишатися на поверхні вогнетривких матеріалів 27 весь час при дотриманні певних умов видалення шлакового осадженого шару Т.

Коли при цьому стані процес продовжується далі, тільки поверхнева сторона осадженого шару Т постійно -І замінюється шлаком, що утворюється як побічний продукт в процесі відновної плавки, і внаслідок цього поверхня поду завжди зберігається гладкою без якого-небудь пошкодження вогнетривких матеріалів 27 поду. ш- Товщину шлакового осадженого шару Т можна просто регулювати шляхом вертикального переміщення засобу со для видалення осадженого шару (який також може виконувати функцію розвантажувального пристрою 6 або може бути незалежним від нього) для зміни проміжку між засобом для видалення і поверхнею поду. Більш конкретно, на о початковому інтервалі процесу одержання регулювання здійснюють таким чином, щоб осаджений шар Т

Ф поступово ставав товщим при поступовому переміщенні вгору леза пристрою для видалення з метою розширення проміжку між лезом і поверхнею осадженого шару Т, а коли кількість зернистого заліза Ре5 і подібного йому, прилиплого і осадженого на осаджений шар Т, зростає, то при необхідності осаджений шар Т можна видалити до певної товщини або регулювати його шляхом переміщення леза пристрою для видалення вниз до положення, відповідного глибині, до якої повинен бути видалений осаджений шар Т. При такому періодичному або постійному

Ф; переміщенні леза, що повторюється вгору і вниз з відповідними перервами поверхню осадженого шару можна ка завжди підтримувати гладкої, запобігаючи зайвому осадженню зернистого заліза Ре» на і в осаджений шар Т.

На Фіг.19 схематично показані такі операції. Більш конкретно, на Фіг.19А показана операція, що дозволяє бо Збільшити товщину осадженого шару Т шляхом поступового переміщення леза розвантажувального пристрою б вгору, тоді як на Фіг.198 показана операція по видаленню частини осадженого шару Т разом із зернистим залізом

Ее5 шляхом переміщення леза розвантажувального пристрою 6 вниз до положення, відповідного глибині, до якої осаджений шар Т повинен бути видалений, коли кількість осадженого зернистого заліза Ре і подібного йому, що зберігається на осадженому шарі Т і поглибленого в нього, підвищується до певного рівня. 65 Хоч приведений вище опис відноситься до випадку, коли товщина осадженого шару Т може поступово зростати при поступовому переміщенні леза розвантажувального пристрою 6 вгору, і при цьому, коли прилипання або осадження зернистого заліза Ре» зростає до певної міри, поверхневу частину осадженого шару Т видаляють до необхідної глибини шляхом переміщення леза розвантажувального пристрою б вниз до положення, відповідного глибині, до якої осаджений шар Т повинен бути видалений при його проходженні, але можлива інша процедура, наприклад така: рівень осадженого шару, при якому працює піч, заздалегідь задають на початковій стадії процесу отримання; скребкове лезо розвантажувального пристрою 6 встановлюють в положення, відповідне заздалегідь заданому рівню осадженого шару, щоб забезпечити можливість осадження первинного захисного шару 28 до цього рівня; а коли впровадження в первинний захисний шар 28 і його корозія, а також осадження зернистого заліза досягають певної мірі, скребкове лезо опускають на витяжному пристосуванні, щоб видалити 7/0 поверхневу частину осадженого шару Т.

Як описано вище, засіб для видалення осадженого шару шлаку може також функціонувати як розвантажувальний засіб отриманого металевого заліза Ре або може бути окремим пристроєм. Особливі обмеження, що накладаються на конкретний механізм або конструкцію засобу для видалення, відсутні, і можна використати засіб для видалення будь-якого типу, наприклад, шнековий або скребковий, якщо тільки засобу для /5 видалення додана функція ефективного видалення частини або всього осадженого шару Т, щоб зробити захисний шар гладким. Крім того, відсутні особливі обмеження, що накладаються на конкретний засіб для вертикального переміщення леза засобу для видалення, і можна за бажанням вибирати для використання будь-який відомий засіб, що забезпечує вертикальне переміщення.

Відповідно до даного винаходу поверхні вогнетривких матеріалів поду постійно захищені первинним захисним 2о шаром 28, утвореним на початковій стадії процесу отримання, і осадженим шаром Т, утвореним шляхом осадження шлаку, отриманого як побічний продукт під час подальших процесів отримання, а зернисте залізо, прилипле до поверхні поду або осаджене на неї, періодично або постійно витягують з поверхні поду при видаленні поверхневої частини осадженого шару Т. Тому перебої або ускладнення в роботі, зумовлені надмірним осадженням зернистого заліза, не трапляються. с

Навіть якщо поверхня шлакового осадженого шару Т дещо пошкоджена, то така пошкоджена дільниця мимовільно закладається при осадженні шлаку, що отримується як побічний продукт під час роботи печі, і отже, іо) поверхня поду може зберігатися гладкою майже постійно доти, поки виникне несподіване пошкодження. На Фіг.20 приведений схематичний вид в перерізі, який ілюструє процес мимовільного закладення у випадку, коли в поверхні шлакового осадженого шару Т виникає виїмка. Коли в поверхні осадженого шару Т утвориться виїмка 0 (о зо (див. Фіг20А), шлак Зу як побічний продукт разом із зернистим залізом Ре 5 і подібними речовинами, що утворюються під час процесу відновної плавки на наступному виробничому циклі, осаджуються у виїмку О (див. о

Фіг.20В), і поверхнева дільниця осадженого шару Т, що містить шлак З і зернисте залізо Геє, переміщається на ду сторону нижче по ходу процесу, внаслідок чого поверхня поду стає згладженою (див. Фіг.20С). Як варіант суміш

О руд (або оборотний шлак), склад якої регулюють так, щоб він був, по суті, тим же самим, як склад шлаку як ї- побічний продукт, можна ввести у виїмку О, щоб отримати аналогічне закладення, що показано на Фіг. з 21А по ї- 216.

Для постійної підтримки поверхні поду гладкою шляхом мимовільного закладення, властивого такому шлаку як побічному продукту, бажано здійснювати регулювання, направлене на підтримку товщини шлакового осадженого шару Т в потрібних межах, переважно в межах від декількох міліметрів до десятків міліметрів. «

Як матеріал, утворюючий первинний захисний шар 28, найбільш переважно використати оксидний матеріал, с що складається, головним чином, з оксиду алюмінію, який має високий опір ерозії або стиранню, що викликається типовим рідким шлаком. Однак, оскільки в способі згідно з винаходом використане осадження шлаку, що )» утворюється як побічний продукт під час процесу отримання, можна використати мінеральну речовину, що має склад, аналогічний складу такого шлаку як побічного продукту або оборотного шлаку. Оскільки осаджений шар Т утвориться на поверхнях вогнетривких матеріалів поду поступово, починаючи з початкової стадії процесу -І отримання, достатній ефект захисту вогнетривких матеріалів поду можна отримати при утворенні первинного захисного шару 28 мінімальної товщини, необхідної для захисту вогнетривких матеріалів поду на початковій

Ш- стадії і забезпечення можливості осадження згодом на нього шлаку як побічного продукту. Хоч первинний

Ге) захисний шар 28, що утворюється на початковій стадії процесу отримання, ймовірно, буде замінений, переважно, повністю осадженим шаром Т шлаку як побічного продукту, особливо при тривалому безперервному отриманні, о достатній ефект захисту вогнетривких матеріалів поду все ж буде виявлятися.

Ф На розмір часток матеріалу, утворюючого первинний захисний шар, не накладаються особливі обмеження.

Однак переважний матеріал з частками невеликого розміру, бажано в порошкоподібній формі, оскільки між більш великими твердими компонентами матеріалу утворяться проміжки, через які, ймовірно, може протікати і стикатися ов З вогнетривкими матеріалами поду будь-який рідкий матеріал. Тому переважний розмір часток матеріалу становить 4мм або менше, більш переважно - 2мм або менше.

Ф; Переважно, матеріал, утворюючий первинний захисний шар, завантажують на під, використовуючи подаючий ка пристрій для завантаження допоміжних початкових матеріалів згідно з даним винаходом, оскільки використання подаючого пристрою робить можливим утворення первинного захисного шару, який має рівномірну товщину в бо напрямі ширини поду і є безперервним в напрямі переміщення поду.

У випадку, коли температура плавлення поверхневої частини шлакового осадженого шару Т, що поступово замінюється, як описано вище, рідким або густим шлаком як побічним продуктом в процесі відновної плавки, дуже низька, гранульоване металеве залізо, що виходить в результаті, що має високу питому вагу, занурюється в осаджений шар Т, і отже, його важко витягнути. З цієї причини міру твердості осадженого шару Т бажано 65 Підтримувати такою, щоб гранульоване металеве залізо не могло занурюватися в осаджений шар Т. З цією метою склад шлакоутворюючого компонента, що включається в формований початковий матеріал, можна регулювати при приготуванні формованого початкового матеріалу таким чином, щоб шлак, що утворюється як побічний продукт мав потрібну температуру плавлення. Однак, коли температура плавлення шлаку як побічного продукту дуже висока, металеве залізо, що виходить внаслідок відновлення в твердому стані, стає важко відділити від шлаку, що є побічним продуктом на стадії розділення при плавленні. Значною мірою це знижує чистоту металевого заліза, як основного продукту.

У прагненні вирішити цю проблему було виконано дослідження, направлене на обмеження, наскільки можливо, занурення металевого заліза в осаджений шар шляхом підвищення температури плавлення шлакового осадженого шару Т, що замінюється при збереженні температури плавлення шлаку як побічного продукту /о0 Відносно низькою. У результаті була виявлена ефективність приєднання до поверхневої частини шлакового осадженого шару Т добавки, регулюючої температуру плавлення, призначеної для підвищення температури плавлення осадка. Більш конкретно, коли таку добавку, регулюючу температуру плавлення, періодично або постійно додають до поверхневої частини осадженого шару Т в потрібному місці, температура плавлення осадженого шару Т підвищується, навіть якщо шлак як побічний продукт має низьку температуру плавлення, і /5 отже, осаджений шар Т стає більш твердим, внаслідок чого, наскільки можливо, запобігається занурення гранульованого металевого заліза в осаджений шар.

Хоч вид добавки, що використовується, регулюючої температуру плавлення, розрізнюється в залежності від складу шлаку як побічного продукту, приклади переважних добавок, регулюючих температуру плавлення, включають оксидний матеріал, що містить оксид алюмінію, і оксидний матеріал, що містить оксид магнію. Такі переважні добавки можна використати самі по собі або у вигляді комбінації двох або більше добавок.

Таку добавку, регулюючу температуру плавлення, можна використати у відповідній кількості, що залежить від складу шлаку як побічного продукту, в будь-якому без обмеження місці. Звичайно добавку, регулюючу температуру плавлення, періодично або постійно завантажують на шлаковий осаджений шар Т в місці, прилеглому до місця завантаження формованого початкового матеріалу, або у відповідному місці в зоні відновної сч г5 плавки. Хоч на спосіб завантаження добавки не накладаються які-небудь обмеження, є бажаним використання подаючого пристрою для завантаження допоміжних початкових матеріалів згідно з даним винаходом. іо)

Крім того, з отриманням того ж самого результату, як вказаного вище, є ефективним спосіб охолоджування, при здійсненні якого охолоджують шлаковий осаджений шар Т з нижньої сторони поду за допомогою охолоджуючої сорочки або шляхом розпилення охолоджуючого газу, щоб спричинити затвердження осадженого «о зо шару Т до такої міри твердості, при якій запобігається занурення металевого заліза в осаджений шар Т. Таке охолоджування з нижньої сторони поду використовують для сприяння затвердженню осадженого шару Т, оскільки і, за допомогою такого способу охолоджування можна ослабити гальмування теплового відновлення оксиду заліза, у/(3у викликаного охолоджуванням. Оскільки, як описано раніше, оксид заліза нагрівається і відновлюється теплотою, що виробляється при горінні пальника, встановленого на поверхні стінки відновної плавильної печі, і ї-

Зз5 променистою теплотою, що поступає на під зверху, відсутня небезпека того, що ефективність відновної плавки ї- буде істотно порушена, навіть якщо шлаковий осаджений шар Т на поверхні поду в процесі відновлення примусово охолоджують з нижньої сторони поду.

Як описано вище, видалення надлишку шлакового осадженого шару Т здійснюють за допомогою розвантажувального засобу, що також використовується як розвантажувальний пристрій гранульованого « 70 металевого заліза, отриманого як продукт, або за допомогою засобу для видалення, призначеного для видалення 7-3 с такого надлишку шлакового осадженого шару. При зменшенні навантаження, що прикладається до такого розвантажувального засобу або до засобу для видалення, і створенні внаслідок видалення наскільки можливо )» гладкої поверхні бажано регулювати температуру таким чином, щоб шлаковий осаджений шар під час видалення скребачкою знаходився в стані співіснування твердого тіла і рідини, як морозиво. Способом для реалізації такого регулювання температури є, наприклад, охолоджування з нижньої сторони поду за допомогою -І охолоджуючої сорочки або шляхом розпилення охолоджуючого газу.

Оскільки шлаковий осадок, що зскрібається з шлакового осадженого шару, містить значну кількість ш- зернистого заліза, а також шлаковий компонент, і таке зернисте залізо має високу міру чистоти, то таке со зернисте залізо бажано збирати разом з продуктом металевого заліза шляхом відділення зернистого заліза від 5р шлакового осадка, що зскрібається, використовуючи будь-який відповідний засіб, наприклад магнітний сепаратор. о У ще одному режимі даного винаходу є ефективним те, що агент, регулюючий атмосферу, потроху

Ф розподіляють по захисному шару 28 або по шлаковому осадженому шару Т до завантаження початкового формованого матеріалу. Для сприяння відновленню в твердому стані шляхом нагріву і в той же час для запобігання повторному окисленню відновленого заліза оксидуючими газами (включаючи СО» і Н2О), що виходять в внаслідок згоряння, необхідного для нагріву, є ефективним підвищення відновного потенціалу атмосфери в печі, особливо газового середовища, що знаходиться поблизу формованого початкового матеріалу. Шляхом розподілу іФ, агента, регулюючого температуру, по поверхні поду, як і вище, відновний потенціал атмосфери в печі ка підтримують високим, тим самим сприяючи ефективній відновній плавці із запобіганням повторному окисленню відновленого заліза. Крім того, агент, регулюючий атмосферу, також ослабляє прилипання металевого заліза до бо шлакового осадженого шару Т і отже, полегшує видалення гранульованого металевого заліза з поверхні поду, роблячи можливим його рівномірне витягання.

На Фіг. з 22А по 22Е приведені схематичні види в перерізі, що ілюструють, яким чином протікає відновна плавка і яким чином досягається мимовільне закладення поду у випадку, коли агент, регулюючий температуру, розподілений по поду. Цей випадок істотно не відрізняється від випадку, показаного на Фіг. з 18А по 18Е, за 65 Винятком того, що шар С, агента, регулюючого атмосферу, утворюють на шлаковому осадженому шарі Т, а на нього вміщують формований початковий матеріал 0.

На Фіг.23А і 238 представлені схематичні види в перерізах, що ілюструють, яким чином під закладається у випадку, коли агент Сі, регулюючий атмосферу, розподілений по поду. Цей процес протікає таким чином.

Спочатку агент Ср, регулюючий атмосферу, розподіляють по шлаковому осадженому шару Т, а потім формований початковий матеріал С завантажують на шар агента, регулюючого атмосферу, за чим слідує відновна плавка формованого початкового матеріалу (див. Фіг.23А). Коли кількість зернистого заліза РГе5 або подібного йому, осадженого в або на шлаковий осаджений шар Т, і товщина шару С, агента, регулюючого атмосферу, зростає до певної міри, то, як показано на Фіг23В, опускають лезо для видалення поверхневої частини шлакового осадженого шару Т, несучого накопичене зернисте залізо Ре5 разом з агентом Сі, регулюючим атмосферу, тим 7/0 самим згладжуючи шлаковий осаджений шар Т в горизонтальному напрямі. Пізніше, але до того, як при обертанні під досягне положення завантаження початкового матеріалу, агент С |, регулюючий атмосферу, знову завантажують з подаючого пристрою 9 допоміжного початкового матеріалу до заздалегідь визначеної товщини, а потім знов завантажують формований початковий матеріал 5. Таким способом можна реалізувати безперервне отримання. При завантаженні або подачі агента, регулюючого атмосферу, рекомендується використовувати /5 Вказаний вище подаючий пристрій.

Хоч на товщину шару С, агента, що розподіляється, регулюючого атмосферу, не накладаються особливі обмеження, але дуже невеликої товщини досить для ефективного підвищення відновного потенціалу газового середовища, що знаходиться поблизу формованого початкового матеріалу, або для полегшення видалення гранульованого металевого заліза з поверхні поду. Звичайно цій вимозі задовольняє шар С, агента, регулюючого 2о атмосферу, що має товщину приблизно від 1 до 1Омм або менше. Як практично простий і ефективний спосіб рекомендується відповідну кількість вищезазначеної добавки, регулюючої температуру плавлення, змішувати з агентом Сі, регулюючим атмосферу, щоб отримати ефект підвищення температури плавлення шлакового осадженого шару Т в поєднанні з вищезазначеними ефектами, що забезпечуються агентом Ср, регулюючим атмосферу. сч

Приклади

Нижче даний винахід описується більш детально за допомогою прикладів в частині його структури і переваг. іо)

Само собою зрозуміло, що на практиці даний винахід не обмежений приведеними нижче прикладами і може бути застосований із зміною або модифікацією цих прикладів, якщо такі зміни і модифікації знаходяться в рамках даного опису винаходу. Звичайно, такі зміни або модифікації знаходяться в рамках технічної суті даного винаходу. Ге зо Приклад 1

Формований початковий матеріал, що має діаметр приблизно 19мм, приготовляли шляхом рівномірного о перемішування гематитової залізної руда як джерело заліза, вугілля і невеликої кількості зв'язуючої речовини Ге! (бентоніту), Її цей формований початковий матеріал використовували для отримання металевого заліза. Більш конкретно, формований початковий матеріал завантажували у відновну плавильну піч з обертовим подом, -

Зв показану на Фіг. з 1 по 3, а температуру атмосфери в печі встановлювали приблизно 13502, щоб забезпечити ї- можливість протікання відновлення в твердому стані доти, поки коефіцієнт металізації не досягне приблизно 9095. Після цього відновлення в твердому стані формований початковий матеріал переміщували в зону навуглецювання, плавлення і коалесценції, в якій встановлювали температуру атмосфери 14402С, щоб викликати « навуглецдювання, плавлення і коалесценцію заліза і відділити шлак як побічний продукт, внаслідок чого 470 отримували металеве залізо, вільне від шлаку. - с У цьому випадку шар гранульованого вугілля, що має частки діаметром 2мм або менше, використаний як агент, регулюючий атмосферу, товщиною приблизно 5мм заздалегідь утворювали на поді до завантаження і» формованого матеріалу, щоб відновна здатність газового середовища на стадії навуглецювання, плавлення і коалесценції приймала приблизне значення в межах від 0,60 до 0,75. На Фіг.24 приведені рецептура початкового матеріалу, склад відновленого заліза після завершення відновлення в твердому стані, склад остаточно -І отриманого металевого заліза, склад шлаку і подібних матеріалів, що отримується в цьому процесі отримання. -1 Металеве залізо, переважно, повністю відділене від шлаку при плавці і об'єднане в ціле, переміщували в зону охолоджування і охолоджували до 1002С для затвердження з подальшим витяганням металевого заліза, (се) затверділого таким чином, за допомогою розвантажувального засобу. Проводили аналіз металевого заліза, сю 50 отриманого таким чином, шлаку як побічного продукту і залишку вуглецевого матеріалу відновно коефіцієнта виходу і складів. Між іншим, згідно з аналізом складу проби відновленого заліза, взяті з відновної плавильної 4) печі безпосередньо перед стадією навуглецювання і плавлення, коефіцієнт відновлення становив приблизно 9095, а кількість залишкового - вуглецю була 4,5895. Часовий інтервал від завантаження формованого початкового матеріалу в піч до видалення металевого заліза з печі був приблизно Охв., тобто дуже невеликим, а отримане в результаті металеве залізо містило С в кількості 2,88906, Зі в кількості 0,2595 і З в кількості 0,1795. Тому о можна було відділити остаточно отримане залізо від шлаку як побічного продукту. Зовнішній вигляд остаточно отриманого металевого заліза показаний на Фіг.25 (на фотографії). іме) Приклад 2

Формований початковий матеріал, що має діаметр, приблизно, 19мм, приготовляли шляхом рівномірного 60 перемішування магнетитової залізної руди як джерела заліза, вугілля, невеликої кількості зв'язуючої речовини (бентоніту) і СаСоО» в кількості 595 для регулювання числа основності і гранулювання суміші.

На під завантажували формований початковий матеріал, понад якого розподіляли шар гранульованого вугілля (із середнім діаметром часток біля Змм) як агента, регулюючого атмосферу, а температуру атмосфери в печі підтримували приблизно на рівні 13502С, як в прикладі 1, щоб забезпечити можливість протікання відновлення в бо твердому стані доти, поки коефіцієнт металізації не досягне приблизно 10095. Після цього відновлення в твердому стані формований початковий матеріал переміщували в зону плавки, в якій встановлювали температуру атмосфери 14252, щоб викликати навуглецювання, плавлення і коалесценцію заліза і відділити шлак як побічний продукт, внаслідок чого отримували металеве залізо, вільне від шлаку. На Фіг.26 приведені рецептура початкового матеріалу, склад відновленого заліза після завершення відновлення в твердому стані, склад остаточно отриманого металевого заліза, склад шлаку і подібних матеріалів, які отримують в цьому процесі отримання.

Металеве залізо, переважно, повністю відділене від шлаку при плавленні і коалесценції, переміщували в зону охолоджування і охолоджували до 1002С для затвердження з подальшим витяганням металевого заліза, затверділого таким чином, за допомогою розвантажувального засобу. Проводили аналіз металевого заліза, 70 отриманого таким чином, шлаку як побічного продукту і залишку вуглецевого матеріалу відносно коефіцієнта виходу і відповідних складів. Між іншим, згідно з аналізом складу проби відновленого заліза, взятої з відновної плавильної печі безпосередньо перед стадією навуглецювання і плавлення, коефіцієнт металізації становив приблизно 92,395, а кількість залишкового вуглецю була 3,9795. Часовий інтервал від завантаження формованого початкового матеріалу в піч до видалення металевого заліза з печі був приблизно 8хв., тобто дуже 75 невеликим, а отримане в результаті металеве залізо містило С в кількості 2,1095, Бі в кількості 0,09965 і 5 в кількості 0,06595. Оскільки в цьому експерименті джерело СаО додавали до формованого початкового матеріалу для зниження вмісту 5 в металевому залізі, що виходить, спостерігався ефект підвищеного зниження вмісту З в порівнянні з прикладом 1.

Хоч було побоювання відносно просочення рідкого шлаку протягом останньої половини стадії відновлення в твердому стані, оскільки температура плавлення шлаку як побічного продукту знижувалася додаванням джерела

Сао, але не було ніякої утворюючої проблему ерозії або стирання вогнетривких матеріалів поду, оскільки використали принцип двоступеневого нагріву, відповідно до якого температуру на стадії відновлення в твердому стані встановлювали в межах від 1200 до 14002, щоб отримати відновлене залізо, що має більш високий коефіцієнт металізації на стадії відновлення в твердому стані, а потім температуру підвищували до значення в Ге межах від 1350 до 15009С, і оскільки порошкоподібне вугілля розподіляли по поверхні поду як агент, (5) регулюючий атмосферу.

При ретельному дослідженні під мікроскопом проб відновленого заліза, взятих в кінці стадії відновлення в твердому стані, було встановлено, що висока концентрація Ре-(Мп)-5 спостерігається на поверхні проб відновленого заліза з прикладу 1, де джерело СаО не додавали, і ця група Ре-(«Мп)-5 потім включалася у іс), відновлене залізо на стадії навуглецювання і плавлення, тоді як в прикладі 2, де додавали джерело Сас, велика со частина 5 реагувала з джерелом Сай і зв'язувалася ним в кінці стадії відновлення в твердому стані, внаслідок чого гальмувалося впровадження 5 в рідке залізо на стадії навуглецювання і плавлення. б»

Проводився додатковий експеримент, аналогічний вищезгаданому експерименту, за винятком того, що більш їч- дрібний вугільний порошок, що має частки розміром 2,0мм або менше, використали як агент, регулюючий

Зо атмосферу. Встановлено, що вміст 5 в металевому залізі, отриманому в цьому експерименті, знижувався до в. 0,032.

Приклад З

Для отримання гранульованого металевого заліза відновлення в твердому стані, навуглецювання, плавлення і « коалесценцію здійснювали таким же чином, як в прикладі 2, використовуючи формований початковий матеріал, що має частки розміром від 19 до 20мм, який змішували з вапняком в кількості 595. Металеве залізо охолоджували до но с 8002С і видаляли з печі. У свою чергу, металеве залізо з цією температурно завантажували в електропіч разом у» з чавунним скрапом як джерело заліза і виплавляли в ній. Частка металевого заліза в сумарній кількості використаних джерел заліза становила приблизно 4095, баланс забезпечувався чавунним скрапом.

У результаті було встановлено, що споживання електроенергії електропіччю знизилося, приблизно, на вВкВт.год./т (1595) в порівнянні з випадком, коли електропіч споживала 448кВт.год./т при плавці початкового ї матеріалу, що складається тільки з чавунного скрапу, і що продуктивність підвищилася, приблизно, на 1495 при - І скороченні тривалості плавки. Крім того, було встановлено, що металеве залізо містить З в кількості, зниженій с до 0,018905, і ця кількість, переважно, дорівнює вмісту 5, що задається для рідкої сталі, і отже, режим знесірчення в електропечі можна істотно полегшити і стабілізувати, а виробництво може бути економічним. Крім (9) 50 того, оскільки металеве залізо, переважно не має шлаку, використання металевого заліза дозволяє отримувати

Ф рідку сталь більш високої якості з меншим змістом домішок.

Порівняльний приклад 1

Експеримент проводився з метою отримання гранульованого металевого заліза тим же самим способом, як в прикладі 1, за винятком того, що регулювання атмосфери здійснювали так, щоб відновна здатність газового 59 середовища в зоні навугледювання і плавлення, яка забезпечує можливість навуглецювання і плавлення гФ) зернистого відновленого заліза, переважно, остаточно обробленого при відновленні в твердому стані, приблизно т приймала значення в межах від 0,35 до 0,45. Металеве залізо, отримане в цьому, експерименті, мало невелику комерційну цінність, оскільки воно було у вигляді оболонок з включенням шлаку, що показане на Фіг.27, і мало міру чистоти Ре приблизно 9095 або нижче і невеликий вміст С (приблизно 0,795 або нижче). 60 З цих результатів очевидно, що, коли відновна здатність атмосфери на стадії навуглецювання, плавлення і коалесценції нижче за 0,5, гранульоване металеве залізо, що має високу міру чистоти Ре, не можна отримати з наступних причин: залишковий вуглець відбирається газом в атмосфері печі; дрібнозернисте і активне відновлене залізо схильне до повторного окислення; плавлення відновленого заліза ускладнене при температурі 1500 С і нижче внаслідок недостатнього навуглецювання; а відділення шлаку як побічного продукту не протікає ефективно. бо Приклад 4

Агент, регулюючий атмосферу (порошок, що містить вуглецевий матеріал), подавали на під 1 печі з рухомим подом, використовуючи подаючий пристрій 10, показаний на Фіг.9, щоб утворити шар агента, регулюючого атмосферу. Потім порошкоподібний початковий матеріал для отримання відновленого заліза, приготований

Шляхом змішування щонайменше відновника, що містить вуглець, і матеріалу, що містить оксид заліза, завантажували на допоміжний початковий матеріал (шар агента, регулюючого атмосферу), щоб він безпосередньо не стикався з подом 1. Після цього порошкоподібний початковий матеріал піддавали відновленню в твердому стані при підвищеній температурі, а отримане внаслідок відновлення в твердому стані металеве залізо розплавляли шляхом подальшого нагрівання, щоб спричинити відділення щонайменше шлакових компонентів, що 7/0 Містяться в початковому матеріалі, і коалесценцію рідкого металевого заліза в гранульоване залізо.

У випадку використання способу отримання відновленого заліза згідно з прикладом 4 даного винаходу на поду 1 можна утворити тонкий і безперервний шар агента, регулюючого атмосферу, рівномірної товщини за допомогою подаючого пристрою 10 для початкового матеріалу, і тому можна отримати однорідне гранульоване залізо підвищеної якості при більш високій продуктивності і менших витратах. Крім того, такий тонкий і безперервний /5 шар агента, регулюючого атмосферу, рівномірної товщини, утворений на поду 1, забезпечує досягнення більш високого коефіцієнта металізації і захист поду 1. Далі, оскільки агент, регулюючий атмосферу, можна завантажувати в мінімальній необхідній кількості, то можна виключити неощадливе використання порошку, що містить вуглецевий матеріал, при одночасному виключенні можливості утворення неоднорідного відновленого заліза внаслідок різних умов на поду 1.

У випадку, коли піч 11 з рухомим подом представляє собою піч з обертовим подом, існують відмінності в швидкостях переміщення по колу внутрішньої частини і по колу на периферії поду, які можуть бути причиною протікання газового середовища в печі з різними швидкостями. Однак процес згідно з цим прикладом дозволяє виключити зміни у відновленому стані заліза в формованому початковому матеріалі, зумовлені такими відмінностями. сч

У прикладі 4 шар агента, регулюючого атмосферу, був утворений на поду 1 шляхом завантаження на під агента, регулюючого атмосферу, при використанні подаючого пристрою 10 згідно з першим варіантом здійснення, о); призначеного для подачі порошкоподібного початкового матеріалу, необхідного для отримання відновленого заліза, а потім шар формованого початкового матеріалу був утворений на поду 1 шляхом завантаження порошкоподібного початкового матеріалу. Подаючий пристрій 10 для початкового матеріалу можна замінити Ге зо подаючим засобом для початкового матеріалу, що має подаючий трубопровід, не розділений розділовими панелями, або будь-яким одним з подаючих пристроїв для початкового матеріалу згідно з будь-яким і, представленим варіантом здійснення. Можна передбачити певний ефект, навіть якщо завантажувати б порошкоподібну суміш, що містить порошкоподібний початковий матеріал для отримання відновленого заліза, приготований шляхом змішування щонайменше порошку, що містить оксид заліза, і порошку, що містить - вуглецевий матеріал, а також порошок, що містить вуглецевий матеріал. ї-

Звичайно, початковий матеріал, що завантажується може бути у вигляді дрібного агломерату або у вигляді невеликих котунів, а також у вигляді порошку.

Приклад 5

У способі отримання відновленого заліза згідно з цим прикладом використали подаючий пристрій 10, « показаний на Фіг.9. Спочатку понад поду 1 пічі 11 з рухомим подом розподіляли порошок, що містить вуглецевий («5 с матеріал, щоб утворити на поду 1 шар порошку, що містить вуглецевий матеріал.

Потім подавали порошкоподібний початковий матеріал для отримання відновленого заліза, приготований )» шляхом змішування щонайменше відновника, що містить вуглець і матеріалу, що містить оксид заліза, щоб утворити шар на поду 1, що не знаходиться в безпосередньому зіткненні з подом 1. Після цього порошкоподібний початковий матеріал для отримання відновленого заліза піддавали відновленню в твердому стані при підвищеній -І температурі, а отримане металеве залізо розплавляли шляхом подальшого нагрівання, щоб відділити щонайменше шлакові компоненти, що містяться в порошкоподібному початковому матеріалі, а потім по - випускному каналу для рідкого заліза видаляли рідке залізо, відділене від шлакових компонентів.

Ге) Випускний канал для рідкого заліза, утворений на поду 1 печі з рухомим подом, містить, наприклад, виїмку 5р для збору і накопичення рідкого заліза, випускний отвір для рідкого заліза, розташований в нижній частині о виїмки, і шибер, розташований нижче випускного отвору для рідкого заліза.

Ф Крім того, суть даного винаходу охоплює випадок, коли порошок, що містить вуглецевий матеріал, завантажують на під 1 за допомогою подаючого пристрою 10 для початкового матеріалу, щоб утворити на поду 1 шар порошку, що містить вуглецевий матеріал, а котуни середніх і великих розмірів, утворені з початкового ов матеріалу для отримання відновленого заліза, що містять порошкоподібну суміш, отриману змішуванням порошку, що містить оксид заліза, і порошку, що містить вуглецевий матеріал, завантажують на шар порошку, що містить

Ф; вуглецевий матеріал, за допомогою іншого подаючого пристрою. ка Як можна безсумнівно зрозуміти з вищесказаного, приклад 5 аналогічний прикладу 4 за винятком того, Що приклад 4 відноситься до отримання гранульованого заліза, тоді як приклад 5 відноситься до отримання рідкого во заліза, і тому приклад 5 може забезпечити досягнення переваг, подібних перевагам прикладу 4. Як і в прикладі 4, подаючий пристрій 10 для початкового матеріалу можна замінити подаючим пристроєм Для початкового матеріалу, що має подаючий трубопровід, не розділений розділовими панелями, або будь-яким одним з подаючих пристроїв для початкового матеріалу згідно з варіантами здійснення, показаними на Фіг. з 10 по 12. Можна передбачити певний ефект, навіть якщо завантажувати порошкоподібну суміш, що містить порошкоподібний 65 початковий матеріал для отримання відновленого заліза, приготовану шляхом змішування щонайменше порошку, що містить залізо, і порошку, що містить вуглецевий матеріал, а також порошок, що містить вуглецевий матеріал. Аналогічно можна передбачити певний ефект, навіть якщо завантажувати тільки порошкоподібний початковий матеріал для отримання відновленого заліза, приготований шляхом змішування щонайменше порошку, що містить оксид заліза, і порошку, що містить вуглецевий матеріал.

Звичайно, початковий матеріал, що завантажується може бути у вигляді котунів невеликих розмірів.

Приклад 6

Агент, регулюючий атмосферу (порошкоподібний вуглецевий матеріал), завантажували на під 1 печі з рухомим подом, використовуючи подаючий пристрій 10, показаний на фіг. 9, щоб утворити шар агента, регулюючого атмосферу. Потім формований початковий матеріал (котуни), приготований шляхом змішування щонайменше 7/о Відновника, що містить вуглець і матеріалу, що містить оксид заліза, завантажували на допоміжний початковий матеріал (шар агента, регулюючого атмосферу), використовуючи ще один подаючий пристрій, аналогічний показаному на Фіг.9 (на Фіг9У не показано), щоб він не стикався безпосередньо з подом 1. Після цього формований початковий матеріал піддавали відновленню в твердому стані при підвищеній температурі, а металеве залізо, отримане внаслідок відновлення в твердому стані, розплавляли шляхом подальшого нагрівання, щоб спричинити відділення щонайменше шлакових компонентів, що містяться в початковому матеріалі, і коалесценцію рідкого металевого заліза до гранульованого заліза.

У разі використання способу отримання відновленого заліза згідно з прикладом 6 даного винаходу на поду 1 можна утворити тонкий і безперервний шар агента, регулюючого атмосферу, що має рівномірну товщину, за допомогою подаючого пристрою 10, і отже, можна отримати однорідне гранульоване залізо підвищеної якості при більш високій продуктивності з меншими витратами. Крім того, такий тонкий і безперервний шар агента, регулюючого атмосферу, утворений на поду 1 і що має рівномірну товщину, забезпечує можливість досягнення більш високого коефіцієнта металізації і захищає під 71. Крім того, оскільки агент, регулюючий атмосферу, можна завантажувати в мінімально необхідній кількості, можна виключити неощадливе використання порошку, що містить вуглецевий матеріал, і в той же самий час запобігти утворенню неоднорідного відновленого заліза через сч ов різні умови на поду 1.

У випадку, коли піч з рухомим подом являє собою піч з обертовим подом, існують відмінності в швидкостях іо) переміщення по колу внутрішньої частини і по колу на периферії поду, які можуть бути причиною протікання газового середовища в печі з різними швидкостями. Однак процес згідно з цим прикладом дозволяє досягнути хорошого ефекту, виключивши зміни у відновленому стані в формованому початковому матеріалі, зумовлені «З зо такими відмінностями.

У прикладі 6 шар агента, регулюючого атмосферу, був утворений на поду 1 шляхом завантаження на нього і, агента, регулюючого атмосферу, при використанні подаючого пристрою 10 для вихідного матеріалу згідно з Ге! першим варіантом здійснення, а після цього на поду 1 був утворений шар формованого початкового матеріалу шляхом завантаження формованого початкового матеріалу. Подаючий пристрій 10 для початкового матеріалу ї-

Зз5 Можна замінити подаючим пристроєм для початкового матеріалу, що має подаючий трубопровід, не розділений ча розділовими панелями, або будь-яким одним з подаючих пристроїв для початкового матеріалу згідно з будь-яким варіантом здійснення даного винаходу.

Приклад 7

У способі отримання відновленого заліза згідно з цим прикладом використали подаючий пристрій 10, « показаний на Фіг.9. Спочатку понад поду 1 печи 11 з рухомим подом розподіляли порошок, що містить вуглецевий (25 с матеріал, щоб утворити на поду 1 шар порошку, що містить вуглецевий матеріал.

Потім подавали формований початковий матеріал (котуни), приготований з порошкоподібного початкового )» матеріалу для отримання відновленого заліза, отриманого шляхом змішування щонайменше відновника, що містить вуглець і матеріалу, що містить оксид заліза, щоб на поду 1 утворити шар, що не знаходиться в безпосередньому зіткненні з подом 1. Після цього формований початковий матеріал для отримання відновленого -І заліза піддавали відновленню в твердому стані при підвищеній температурі, а металеве залізо, отримане відновленням в твердому стані, розплавляли шляхом подальшого нагрівання, щоб спричинити відділення ш- щонайменше шлакових компонентів, що містяться в порошкоподібному початковому матеріалі, а потім по

Ге) випускному каналу для рідкого заліза видаляли рідке залізо, відділене від шлакових компонентів.

Випускний канал для рідкого заліза, утворений на поду 1 печі з рухомим подом, містить, наприклад, виїмку о для збору і накопичення рідкого заліза, випускний отвір для рідкого заліза, розташований в нижній частині

Ф виїмки, і шибер, розташований нижче випускного отвору для рідкого заліза.

Як можна безсумнівно зрозуміти з вищесказаного, приклад 7 аналогічний прикладу 6 за винятком того, що приклад 6 відноситься до отримання гранульованого заліза, тоді як приклад 7 відноситься до отримання рідкого заліза, і тому приклад 7 може забезпечити досягнення переваг, подібних перевагам прикладу 6. Як і в прикладі 6, подаючий пристрій 10 для початкового матеріалу можна замінити подаючим пристроєм для початкового

Ф; матеріалу, що має подаючий трубопровід, не розділений розділовими панелями, або будь-яким одним з подаючих ка пристроїв для початкового матеріалу згідно з варіантами здійснення, показаними на Фіг. з 10 по 12.

Відповідно до даного винаходу як відновник, що містить вуглець і матеріал, що містить оксид заліза, можна бо використати колошниковий пил, пил з електропечі, повторну окалину, шлам, дрібні залізні ошурки і т.п.

Відповідно до даного винаходу шляхом відповідного регулювання атмосфери, особливо на стадії навуглецювання, плавлення і коалесценції після стадії відновлення в твердому стані, можна мінімізувати повторне окислення відновленого заліза, щоб тим самим підвищити міру чистоти отриманого металевого заліза, при цьому шлак як бічний продукт можна по суті повністю відділити від металевого заліза. Крім того, 65 Використання даного винаходу дозволяє мінімізувати просочення рідкого шлаку і ерозію або стирання вогнетривких матеріалів поду рідким Ресо, внаслідок чого забезпечується ефективне отримання гранульованого металевого заліза, що має високу міру чистоти, при безперервному випуску продукції.

У разі практичного застосування даного винаходу при навмисному додаванні відповідної кількості джерела

СаО до формованого початкового матеріалу при його приготуванні для того, щоб підвищити число основності шлаку, що виходить, сірка, що виходить з вуглецевого матеріалу, може бути ефективно захоплена шлаком, внаслідок чого знижується вміст сірки в отриманому металевому залізі і полегшується режим знесірчення, здійснюваний пізніше. Крім того, можна максимально знизити кількість сірки, що виходить з печі у вигляді ЗОу, і отже, режим знесірчення можна полегшити, якщо витягнути сірку з такого відпрацьованого газу.

Якщо створити інтегровану залізоплавильну і сталеплавильну виробничу систему, що має сталеплавильну піч, 7/0 розташовану поблизу обладнання для відновної плавки, щоб використати високотемпературне металеве залізо в тому вигляді, в якому воно є, або як тільки воно розплавлене, при подальшому нагріванні як джерело заліза, то в такій виробничій системі можна ефективно використати теплоту, що зберігається металеїйим залізом, і отже, система вельми придатна для практичного виробництва.

Крім того, відповідно до даного винаходу допускається осадження шлакових компонентів, що виділяються з 7/5 формованого початкового матеріалу, на вогнетривкі матеріали поду відновної плавильної печі з рухомим подом, а потім шлаковий осаджений шар, що утворився періодично або постійно видаляють під час технологічного процесу, тим самим запобігаючи при безперервному виробництві прилипанню або осадженню зернистого металевого заліза на шлаковий осаджений шар, при цьому поверхня поду постійного зберігається гладкою шляхом мимовільного закладення пошкоджених поверхонь осадженого шару. Тому можна гарантувати безперервне 2о виробництво без істотного пошкодження початкових вогнетривких матеріалів, при цьому період технічного обслуговування поду можна набагато збільшити і тим самим помітно підвищити ефективність безперервного виробництва. Оскільки закладення поду досягається мимовільно при ефективному використанні шлаку, що утворюється під час технологічного процесу, то немає необхідності подавати ззовні який-небудь матеріал для закладення, виключаючи матеріал для утворення основного захисного шару на початку технологічного процесу, і с г отже, цей спосіб є вельми рентабельним. Якщо використати оборотний шлак як матеріал для утворення основного захисного шару, спосіб стає ще більш рентабельним. о);

Подаючий пристрій винаходу забезпечує можливість утворення на поду безперервного шару допоміжного початкового матеріалу, що має по суті рівномірну товщину, аж до потрібної товщини. Оскільки трубопровід може бути розділений в напрямі ширини поду, кількість допоміжного початкового матеріалу, що подається можна «о зо Змінювати шляхом регулювання отвору кожного відділення трубопроводу, внаслідок чого стає можливим утворення тонкого і безперервного шару допоміжного початкового матеріалу, що має по суті рівномірну товщину в і, напрямі ширини поду, навіть якщо під є таким, що обертається. Тому немає необхідності забезпечувати піч Ге! засобом для регулювання товщини, наприклад вирівнювачем або розгладжуючим пристроєм, результатом чого є отримання менш витратної продукції. Крім того, при використанні подаючого пристрою даного винаходу для ї- з5 Завантаження допоміжного початкового матеріалу на під запобігається прилипання допоміжного початкового ча матеріалу на поверхню внутрішньої стінки трубопроводу, внаслідок чого ефективно виключаються такі проблеми, як закупорення трубопроводу і падіння допоміжного початкового матеріалу грудками.

Хоч детально описані деякі в цей час переважні варіанти даного винаходу, фахівцям в області техніки, до якої відноситься винахід, повинне бути зрозуміло, що у варіантах здійснення можуть бути зроблені певні зміни « і модифікації, без відступу від суті і об'єму даного винаходу, визначеного приведеною нижче формулою винаходу. шв с

І»

Claims

Формула винаходу

1. Спосіб одержання гранульованого металевого заліза, відповідно до якого нагрівають формований вихідний - матеріал, що включає вуглецевмісний відновник і речовину, яка містить оксид заліза, у відновлювальній плавильній печі, для відновлення в твердому стані оксиду заліза, що міститься в формованому вихідному - матеріалі, і навуглецьовують відновлене залізо, яке утворюється внаслідок відновлення в твердому стані о вуглецем, що міститься у вуглецевмісному відновнику, щоб викликати плавлення відновленого заліза з одночасним відділенням компонентів пустої породи, які містяться у формованому вихідному матеріалі, і о викликати коалесценцію рідкого металічного заліза, при цьому задають відновлювальну здатність газового Ф середовища, що є поблизу формованого вихідного матеріалу на стадії навуглецювання і плавлення, не нижче за

0,5.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що агент, який регулює відновлювальну здатність газового Середовища і що є вуглецевим матеріалом, завантажують на під відновлювальної плавильної печі щонайменше до плавлення формованого вихідного матеріалу. (Ф) З.

Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що використовують агент, який регулює відновлювальну здатність ГІ газового середовища, що має середній діаметр часток З мм або менше, і завантажують його на під до товщини 7 мм або менше. во

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що формований вихідний матеріал змішують з джерелом оксиду кальцію під час його готування для регулювання числа основності (Саб/510 5) шлакоутворюючого компонента, який міститься в формованому вихідному матеріалі, до значення, що знаходиться в межах від 0,6 до 1,8, щоб сірка, яка міститься в формованому вихідному матеріалі, фіксувалася в шлаку, що виходить під час процесу, в результаті чого одержують гранульоване металічне залізо, яке має низький вміст сірки. 65

5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що як відновлювальну плавильну піч використовують відновлювальну плавильну піч з рухомим подом, розділену на щонайменше два відділення в напрямі переміщення поду, одне відділення на стороні вище по ходу процесу в напрямку переміщення застосовують для відновлення в твердому стані, інше відділення на стороні нижче по ходу процесу в напрямку переміщення застосовують для навуглецювання і плавлення, і в кожному відділенні контролюють і регулюють температуру і склад газового середовища.

6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що температуру відділення для навуглецювання і плавлення встановлюють на 50-2002С вище температури відділення для відновлення в твердому стані.

7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що задають коефіцієнт відновлення оксиду заліза наприкінці стадії відновлення в твердому стані не нижче 8095 і задають вміст залишкового вуглецю не нижче за 70 3,5 мас. 90.

8. Спосіб за п. 2 який відрізняється тим, що агент, який регулює відновлювальну здатність газового середовища, завантажують по подавальному трубопроводу, який при вертикальному розташуванні з'єднаний зі стельовою частиною печі.

9. Спосіб одержання рідкої сталі, у якому гранульоване металічне залізо, одержане способом, зазначеним у 75 будь-якому з пп. 1-8, є вихідним матеріалом для одержання сталі, причому його завантажують у сталеплавильну піч як джерело заліза, що містить вуглець.

10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що температуру гранульованого металічного заліза, що підлягає завантаженню в сталеплавильну піч, підтримують на рівні 8002С або вище.

11. Спосіб одержання рідкої сталі, у якому гранульоване металічне залізо, одержане способом, за будь-яким З пп. 1-8, є вихідним матеріалом для одержання сталі, причому його розплавляють і завантажують у сталеплавильну піч як джерело заліза, що містить вуглець.

12. Пристрій для завантаження допоміжного вихідного матеріалу на під відновлювальної плавильної печі з рухомим подом, виконаної з можливістю одержання гранульованого металічного заліза способом за будь-яким з пп. 1-7, який містить подавальний трубопровід, при вертикальному розташуванні з'єднаний зістельовою частиною д/с Печі.

13. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що подавальний трубопровід має внутрішній простір, о розділений щонайменше одним розділовим елементом на будь-якій ділянці в напрямі ширини поду, що перетинає напрямок переміщення поду, для позначення деякої кількості окремих трубопроводів, при цьому внутрішня сторона кожного з окремих трубопроводів виконана ізольованою від сусіднього окремого трубопроводу. (Се)

14. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що кожний окремий трубопровід забезпечений впускним отвором. о

15. Пристрій за п. 14, який відрізняється тим, що впускний отвір забезпечений живильником. Ге)

16. Пристрій за будь-яким з пп. 12-15, який відрізняється тим, що подавальний трубопровід забезпечений впускним отвором для подачі інертного газу. -

17. Пристрій за будь-яким з пп. 12-16, який відрізняється тим, що щонайменше один з окремих трубопроводів /-|Їч« забезпечений впускним отвором для подачі інертного газу.

18. Пристрій за будь-яким з пп. 12-17, який відрізняється тим, що подавальний трубопровід забезпечений охолоджуючим засобом щонайменше на ділянці, яка прилягає до його з'єднувальної частини. «

19. Пристрій за будь-яким з пп. 12-18, який відрізняється тим, що подавальний трубопровід має внутрішню стінку, оброблену для запобігання прилипання. - с і» -І -І се) о 50 42) Ф) іме) 60 б5