UA82783C2 - Method for production of iron-carbon melt, in particular of steel melt - Google Patents
Method for production of iron-carbon melt, in particular of steel melt Download PDFInfo
- Publication number
- UA82783C2 UA82783C2 UAA200612777A UAA200612777A UA82783C2 UA 82783 C2 UA82783 C2 UA 82783C2 UA A200612777 A UAA200612777 A UA A200612777A UA A200612777 A UAA200612777 A UA A200612777A UA 82783 C2 UA82783 C2 UA 82783C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- iron
- gas
- melting furnace
- reactor
- melting
- Prior art date
Links
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 6
- 239000000161 steel melt Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 88
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 88
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 85
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 82
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 23
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 9
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 6
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 8
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 abstract description 7
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 abstract 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 34
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 33
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 5
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
Description
Винахід відноситься до безкоксового виробництва залізовугллецевого розплаву, зокрема сталі з грудкоподібних залізовмісних матеріалів або окатишів.The invention relates to coke-free production of iron-carbon melt, in particular steel from lumpy iron-containing materials or pellets.
Відомий спосіб одержання чавуну із залізовмісного окісного матеріалу, який включає його попереднє відновлення з одержанням губчастого заліза в шахтній печі и наступне розплавлювання в плавильному газифікаторі з одночасним одержанням відновлювального газу за рахунок підведення твердого вуглецевмісного матеріалу й кисню або кисневмісного газу, подачу отриманого в плавильному газифікаторі відновлювального газу в шахтну піч, відвід від неї колошникового газу, очищення його від СО» і Но, нагрівання і повернення його в шахтну піч |Заявка Японії Моб3-47308, заявл. 18.08.86, Моб1-192462, опубл.29.02.881).There is a known method of obtaining cast iron from iron-containing oxide material, which includes its preliminary reduction to obtain sponge iron in a mine furnace and subsequent melting in a melting gasifier with simultaneous production of reducing gas due to the introduction of solid carbon-containing material and oxygen or oxygen-containing gas, supply of the reducing gas obtained in the melting gasifier gas into the mine furnace, removal of blast furnace gas from it, cleaning it from CO" and NO, heating and returning it to the mine furnace | Application of Japan Mob3-47308, application. 18.08.86, Mob1-192462, publ. 29.02.881).
Здійснення відомого способу пов'язане із труднощами, що виникають при нагріванні колошникового газу до температури відновлення перед подачею в шахтну піч. Відновлення залізовмісного матеріалу відбувається в інтервалі температур від 750 до 8502С, а розвити такі температури в теплообміннику за одну ступінь нагрівання дуже складно, у зв'язку із чим для досягнення необхідної температури потрібно ускладнювати процес додатковими заходами по нагріванню.Implementation of the known method is associated with difficulties that arise when heating the blast furnace gas to the recovery temperature before feeding it to the mine furnace. Recovery of iron-containing material takes place in the temperature range from 750 to 8502C, and it is very difficult to develop such temperatures in a heat exchanger for one degree of heating, therefore, in order to achieve the required temperature, the process needs to be complicated by additional heating measures.
Найбільш близьким по технічній сутності й результату, що досягається (прототип), прийнятий спосіб одержання рідкого чавуну або рідких сталевих напівпродуктів із дрібнозернистого залізовмісного матеріалу, що включає його подачу й розплавлювання в зоні плавильної газифікації у якому при підведенні вуглецевмісного матеріалу й кисневмісного газу одночасно одержують відновлювальний газ у шарі із твердих носіїв вуглецю, відповідно до винаходу, дрібнозернистий залізовмісний матеріал подають у плавильний газифікатор за допомогою кисневого пальника з утворенням високотемпературної зони горіння, центрально вище шару із твердих носіїв вуглецю, при цьому в зону плавильної газифікації додатково вводять грудковий вуглецевмісний матеріал і грудковий залізовмісний матеріал через підвідні трубопроводи, які входять у верхню зону плавильного газифікатора, а за допомогою відновлювального газу, утвореного в зоні плавильної газифікації, здійснюють попереднє відновлення залізовмісної руди, причому відновлювальний газ, що виходить із плавильного газифікатора, підводять на відновлення неочищеним від пилу (Патент УкраїниThe method of obtaining liquid iron or liquid steel semi-products from fine-grained iron-containing material, which includes its feeding and melting in the zone of smelter gasification, is the closest in terms of technical essence and the result that can be achieved (prototype), in which, when carbon-containing material and oxygen-containing gas are introduced, a reducing agent is simultaneously obtained. gas in a layer of solid carbon carriers, according to the invention, fine-grained iron-containing material is fed into the melting gasifier with the help of an oxygen burner with the formation of a high-temperature combustion zone, centrally above the layer of solid carbon carriers, while lumpy carbon-containing material and lumpy iron-bearing material through supply pipelines that enter the upper zone of the smelter gasifier, and with the help of reducing gas formed in the zone of smelting gasification, preliminary recovery of iron-bearing ore is carried out, and the gas coming out of the melting gasifier is brought to recovery without dust removal (Patent of Ukraine
Ме37264, заявл.18.07.1996, опубл.15.15.2001, бюл. Ме4, 20011.Me37264, application 18.07.1996, publ. 15.15.2001, Bull. Me4, 20011.
Однак даний спосіб не забезпечує якості відновленого металу через обов'язкову наявність у відновлювальному газі оксидів, які пов'язані з технологією спалювання газів.However, this method does not ensure the quality of the reduced metal due to the mandatory presence of oxides in the reducing gas, which are associated with the gas combustion technology.
В основу винаходу поставлене завдання створення способу одержання залізовуглецевого розплаву, зокрема розплаву сталі, шляхом використання технологічних можливостей плазмових технологій для високотемпературного нагрівання залізорудного матеріалу й утворення відновлювального газу, стосовно до процесів прямого одержання розплаву заліза, використання вугілля, як енергоносія й відновника, для компенсації теплового балансу й корекції складу газу в процесі відновлювальної плавки й попереднього відновлення, і за рахунок цього оптимізувати роботу двох використовуваних при виплавці металу агрегатів, знизити температуру уведення відхідного із плавильної печі відновлювального газу до величини, прийнятної для відновлення залізовмісного матеріалу, шляхом продувки матеріалу зверху вниз через шар вугілля й у результаті зменшити витрати на процес прямого одержання металу й, при цьому, проводити реакцію відновлення стабільно й ефективно.The invention is based on the task of creating a method of obtaining iron-carbon melt, in particular steel melt, by using the technological capabilities of plasma technologies for high-temperature heating of iron ore material and the formation of reducing gas, in relation to the processes of direct production of iron melt, the use of coal as an energy carrier and reducing agent, to compensate for thermal balance and correction of the gas composition in the process of reductive melting and preliminary recovery, and due to this, to optimize the operation of the two units used in metal smelting, to reduce the temperature of the reductive gas leaving the melting furnace to a value acceptable for the recovery of ferrous material, by blowing the material from top to bottom through layer of coal and, as a result, reduce costs for the process of direct metal production and, at the same time, carry out the reduction reaction stably and efficiently.
Поставлене завдання вирішується тим, що в способі для одержання залізовуглецевого розплаву, зокрема розплаву сталі, який включає завантаження в зону плавильної газифікації грудкового вуглецевмісного матеріалу й грудкового залізовмісного матеріалу через окремі живильники, що входять у верхню зону плавильного пристрою, плавку й відновлення цього матеріалу в плавильному пристрої, з попереднім відновленням залізовмісного матеріалу у відновлювальному реакторі за допомогою відновлювального газу, утвореного в зоні плавильної газифікації, згідно винаходу, як плавильний пристрій використовують плавильну піч, при цьому вуглецевмісний і залізовмісний матеріали подають в плавильну піч із заданим масовим співвідношенням, причому спочатку на поді плавильної печі створюють шар вуглецевмісного матеріалу, на який подають залізовмісний і вуглецевмісний матеріал, отриману суміш формують у плавильній печі під кутом, рівним куту природного укосу, шляхом подачі її через щілиноподібну порожнину в кришці плавильної печі у вигляді вільно падаючого струменя, який направляють у пристінну область плавильної печі, паралельно завантажують відновлювальний реактор залізовмісним матеріалом по двох температурних зонах, розділених колосниками, причому масу верхнього шару залізовмісного матеріалу визначають, виходячи з необхідного кінцевого середньозваженого ступеня металізації, при цьому вище рівня залізовмісного матеріалу формують заданий шар вуглецевмісного матеріалу для корекції складу газу, який надходить із плавильної печі, продувають матеріал у плавильній печі кисневмісним і нагрітим у плазмотронах непрямої дії кисневмісним і природним газом, подають отриманий у плавильній печі відновлювальний газ у верхню частину відновлювального реактора, визначають склад і температуру газу у верхній частині відновлювального реактора, зіставляють їхні значення з заданими значеннями цих параметрів і, при зміні концентрації відновлювального газу або температури більше, ніж на 1095, корегують їх значення витратою газу із плазмохімічних газогенераторів, повторюють цикли подачі матеріалів у плавильну піч залежно від маси одержуваного металу, а газ, що виходить із відновлювального реактора, подають на допалювання для його утилізації в реактор попереднього підігріву залізовмісного матеріалу. Масове співвідношення вуглецевмісного матеріалу до залізовмісного матеріалу, які завантажують у плавильну піч, перебуває в межах 0,2-0,4.The task is solved by the fact that in the method for obtaining ferrocarbon melt, in particular steel melt, which includes loading lumpy carbon-containing material and lumpy iron-containing material into the melting gasification zone through separate feeders included in the upper zone of the melting device, melting and restoring this material in the melting device, with preliminary recovery of iron-containing material in the reduction reactor using the reduction gas formed in the melting gasification zone, according to the invention, a melting furnace is used as a melting device, while carbon-containing and iron-containing materials are fed into the melting furnace with a given mass ratio, and initially on the floor of the melting furnace, a layer of carbon-containing material is created, on which iron-containing and carbon-containing material is fed, the resulting mixture is formed in the melting furnace at an angle equal to the angle of the natural slope, by feeding it through a slot-like cavity in the cover of the melting furnace of the mud furnace in the form of a free-falling jet, which is directed into the wall area of the melting furnace, the reduction reactor is loaded with ferrous material in parallel in two temperature zones separated by grates, and the mass of the upper layer of ferrous material is determined based on the required final weighted average degree of metallization, while above the level of iron-containing material, a given layer of carbon-containing material is formed to correct the composition of the gas coming from the melting furnace, the material is blown in the melting furnace with oxygen-containing and natural gas heated in indirect action plasmatrons, the reduction gas obtained in the melting furnace is fed into the upper part of the reduction reactor, the composition is determined and the temperature of the gas in the upper part of the reduction reactor, compare their values with the set values of these parameters and, when the concentration of the reduction gas or the temperature changes by more than 1095, adjust their values using gas from plasma chemical gas generators, repeating the cycles of supplying materials to the melting furnace depending on the mass of the received metal, and the gas coming out of the reduction reactor is fed to afterburning for its disposal in the reactor for preheating of ferrous material. The mass ratio of carbon-containing material to iron-containing material, which is loaded into the melting furnace, is in the range of 0.2-0.4.
Відновлювальний реактор і плавильну піч завантажують залізовмісним матеріалом попередньо підігрітим у реакторі попереднього підігріву. Попередньо відновлений між колосниками відновлювального реактора залізовмісний матеріал завантажують у плавильну піч. Попередньо відновлений між колосниками залізовмісний матеріал повторно завантажують у відновлювальний реактор у зону, розташовану над колосниками.The recovery reactor and the melting furnace are loaded with ferrous material preheated in the preheat reactor. Pre-reduced iron-containing material between the grates of the reduction reactor is loaded into the melting furnace. Pre-reduced iron-containing material between the grates is reloaded into the reduction reactor in the area above the grates.
Задане масове співвідношення вуглецевмісного матеріалу (вугілля) до залізовмісного матеріалу (окатиші) прийнято в межах 0,2-0,4 з умови забезпечення припустимої концентрації сірки й вуглецю в одержуваному металі.The given mass ratio of carbon-containing material (coal) to iron-containing material (pellets) is taken within 0.2-0.4, provided that the acceptable concentration of sulfur and carbon in the obtained metal is ensured.
Первісне завантаження шару вугілля в плавильну піч забезпечує зниження спікання шихти на поді печі. На шар вугілля в плавильній печі подають у пристінну область печі суміш вуглецевмісного й залізовмісного матеріалів і формують її під кутом природного укосу з тим, щоб канал відхідного із печі газу перебував з боку стінки, протилежній завантаженню. Похила поверхня суміші (шихти) являє собою газопроникну поверхню, через яку проходять газові потоки. Присутність вуглецевмісного матеріалу (вугілля) у печі при настільки високій температурі дозволяє знизити витрату енергії на тону гарячого металу в порівнянні з відомими процесами.The initial loading of the coal layer into the melting furnace ensures a decrease in the sintering of the charge on the bottom of the furnace. A mixture of carbon-containing and iron-containing materials is fed to the layer of coal in the melting furnace in the wall area of the furnace and is formed at a natural slope angle so that the channel of gas leaving the furnace is on the side of the wall opposite to the load. The inclined surface of the mixture (charge) is a gas-permeable surface through which gas flows pass. The presence of carbon-containing material (coal) in the furnace at such a high temperature allows to reduce the energy consumption per ton of hot metal compared to known processes.
Безперервне нагрівання шихти з рівномірним температурним профілем досягають за рахунок симетричної установки плазмотронів непрямої дії відносно поздовжньої осі печі під кутом до поду печі і подачі кисневмісного газу над передбачуваною верхньою межею розплаву.Continuous heating of the charge with a uniform temperature profile is achieved due to the symmetrical installation of indirect action plasmatrons relative to the longitudinal axis of the furnace at an angle to the bottom of the furnace and the supply of oxygen-containing gas above the assumed upper limit of the melt.
У зв'язку з верхньою подачею відновлювального газу у відновлювальний реактор і нижній відводом відпрацьованого газу, залізовмісний матеріал формують двома температурними зонами. Спочатку завантаження матеріалу роблять у порожнину, утворену рознесеними по висоті реактора двома колосниками, а потім завантажують іншу масу матеріалу вище верхнього колосника, виходячи з необхідного кінцевого середньозваженого ступеня металізації цієї порції матеріалу в процесі твердофазного відновлення. Вище рівня заповненого матеріалу формують шар вугілля для корекції складу газу, що надходить з плавильної печі.In connection with the upper supply of reducing gas to the reducing reactor and the lower outlet of spent gas, the iron-containing material is formed in two temperature zones. First, the material is loaded into the cavity formed by two grates spaced apart in the height of the reactor, and then another mass of material is loaded above the upper grate, based on the required final weighted average degree of metallization of this portion of the material in the process of solid-phase recovery. A layer of coal is formed above the level of the filled material to correct the composition of the gas coming from the melting furnace.
Нагрітий нижній шар матеріалу, розташований між колосниками, який по закінченню процесу являє собою попередньо відновлений матеріал, направляють у плавильну піч або на твердофазне відновлення у зону відновлювального реактора, розташовану вище верхнього колосника, а верхній металізований матеріал - для наступного використання у якості товарного продукту. Відхідний із відновлювального реактора газ подають на допалювання для його утилізації в реактор попереднього підігріву залізовмісного матеріалу.The heated lower layer of material located between the grates, which at the end of the process is a pre-reduced material, is sent to the melting furnace or for solid-phase recovery in the area of the reduction reactor located above the upper grate, and the upper metallized material - for subsequent use as a commercial product. The waste gas from the reduction reactor is fed to afterburning for its utilization in the reactor for preheating of iron-containing material.
При здійсненні способу згідно із запропонованим винаходом матеріал нагрівають, розплавлюють і відновлюють із використанням плавильної печі, а твердофазне відновлення здійснюють у вертикальному відновлювальному реакторі. Обидва агрегати мають загальну стінку, а внутрішні поверхні кришок служать стінкою каналу для перепуску відновлювального газу із плавильної печі в відновлювальний реактор. На пристрій, у якому може бути здійснений запропонований винахід, не накладаються обмеження. Винахід може бути здійснений в різних типах устаткування при прямому одержанні розплаву заліза з перепуском без значних теплових втрат гарячого відновлювального газу із плавильної печі в відновлювальний реактор, з верхньою подачею газу в відновлювальний реактор і нижнім відводом відпрацьованого газу.When implementing the method according to the proposed invention, the material is heated, melted and reduced using a melting furnace, and solid-phase reduction is carried out in a vertical reducing reactor. Both units have a common wall, and the inner surfaces of the lids serve as the wall of the channel for passing the reduction gas from the melting furnace to the reduction reactor. The device in which the proposed invention can be implemented is not limited. The invention can be implemented in various types of equipment for direct production of iron melt with bypass without significant heat loss of hot reducing gas from the melting furnace to the reducing reactor, with the upper supply of gas to the reducing reactor and the lower discharge of waste gas.
Спосіб здійснюється таким чином.The method is carried out as follows.
При здійсненні способу сирий грудковий залізовмісний матеріал попередньо нагрівають. На під плавильної печі поміщають шар вугілля, потім у плавильну піч подають окатиші й вугілля через роздільні живильники з масовим співвідношенням вуглецевмісного матеріалу до залізовмісного матеріалу в межах 0,2- 0,4. Матеріал подають у плавильну піч через щілиноподібну порожнину в кришці у вигляді вільно падаючого струменя, що направляють у пристінну область плавильної печі, і в такий спосіб формують отриману суміш у плавильній печі під кутом, рівним куту природного укосу.When carrying out the method, raw lumpy iron-containing material is preheated. A layer of coal is placed under the melting furnace, then pellets and coal are fed into the melting furnace through separate feeders with a mass ratio of carbon-containing material to iron-containing material in the range of 0.2-0.4. The material is fed into the melting furnace through a slit-like cavity in the lid in the form of a free-falling stream directed to the wall region of the melting furnace, and in this way the resulting mixture is formed in the melting furnace at an angle equal to the angle of the natural slope.
Паралельно завантажують відновлювальний реактор підігрітими окатишами. У зв'язку з верхньою подачею відновлювального газу через стовп окатишів і нижнім відводом відпрацьованого газу, окатиші розташовують по двох температурних зонах. Спочатку окатиші завантажують у нижню частину реактора в порожнину, утворену рознесеними по висоті реактора двома колосниками. Потім завантажують окатиші вище верхнього колосника, виходячи з необхідного кінцевого середньозваженого ступеня металізації цієї порції матеріалу в процесі твердофазного відновлення. Вище рівня шару окатишів формують шар вугілля, призначеного для корекції складу газу, що надходить із плавильної печі.In parallel, the reduction reactor is loaded with heated pellets. In connection with the upper supply of the reducing gas through the column of pellets and the lower outlet of the spent gas, the pellets are placed in two temperature zones. First, the pellets are loaded into the lower part of the reactor in the cavity formed by two gratings spread over the height of the reactor. Then the pellets are loaded above the upper grate, based on the required final weighted average degree of metallization of this portion of the material in the process of solid-phase recovery. Above the level of the layer of pellets, a layer of coal is formed, designed to correct the composition of the gas coming from the melting furnace.
У плавильній печі симетрично під кутом до поду встановлюють плазмотрони непрямої дії Запускають плазмотрони в плавильній печі й через фурми, встановлені над передбачуваною верхньою межею розплаву, вдувають повітряно-кисневу суміш.Plasmatrons of indirect action are installed in the melting furnace symmetrically at an angle to the floor. Plasmatrons are started in the melting furnace and an air-oxygen mixture is blown through nozzles installed above the expected upper limit of the melt.
Під дією високотемпературних плазмових струменів залізовмісний матеріал плавиться, і рівень спочатку завантаженого в піч матеріалу зменшується. Підтримують рівень шихти в печі постійним, за рахунок дозавантаження необхідної маси вугілля й окатишів залежно від маси одержуваного металу. До суміші, що завантажується, додають допоміжні добавки, такі як вапно, що діє, як агент, який видаляє сірку й фосфор.Under the action of high-temperature plasma jets, the iron-containing material melts, and the level of the material initially loaded into the furnace decreases. The level of the charge in the furnace is kept constant, due to the reloading of the required mass of coal and pellets depending on the mass of the metal obtained. Auxiliaries such as lime are added to the charge mixture to act as a sulfur and phosphorus removing agent.
Продувають матеріал у плавильній печі кисневмісним і нагрітим у плазмотронах непрямої дії кисневмісним і природним газом. Подають отриманий у плавильній печі відновлювальний газ у верхню частину відновлювального реактора. Тому що на початковому етапі температура й хімічний склад газу не відповідає процесу твердофазного відновлення, склад газу коректують відновлювальним газом, отриманим у плазмохімічних газогенераторах. Відновлювальний газ проходить через шар вугілля й стовп окатишів і відводиться в нижній частині відновлювального реактора. З'являється можливість використання відновлювального газу, що утворюється з вугілля. За рахунок підвищення загальної кількості відновлювального газу забезпечується його високий відновлювальний потенціал. Коли температура й склад газу досягають заданого значення, відключають плазмохімічні газогенератори, а при зміні концентрації відновлювального газу або температури більш ніж на 1095, знову коректують склад газу додатковою подачею газу із плазмохімічних газогенераторів, що включаються. Склад газу контролюють газоаналізаторами, а температуру - термопарами.The material is blown in the melting furnace with oxygen-containing and heated in indirect plasmatrons with oxygen-containing and natural gas. The reducing gas obtained in the melting furnace is fed into the upper part of the reducing reactor. Because at the initial stage, the temperature and chemical composition of the gas does not correspond to the process of solid-phase reduction, the composition of the gas is corrected with reducing gas obtained in plasma-chemical gas generators. The reducing gas passes through the coal bed and column of pellets and is discharged in the lower part of the reducing reactor. There is a possibility of using renewable gas produced from coal. By increasing the total amount of reducing gas, its high reducing potential is ensured. When the temperature and gas composition reach the set value, the plasma chemical gas generators are turned off, and when the concentration of the reducing gas or the temperature changes by more than 1095, the gas composition is adjusted again by additional gas supply from the plasma chemical gas generators that are turned on. The composition of the gas is controlled by gas analyzers, and the temperature by thermocouples.
Таким чином, для забезпечення стабільності протікання процесу металізації окатишів, необхідно підтримувати достатню кількість відновлювального газу.Thus, to ensure the stability of the pellet metallization process, it is necessary to maintain a sufficient amount of reducing gas.
Після закінчення процесу металізації окатишів спочатку видаляють шар відпрацьованого вуглецевмісного матеріалу, потім випускають шар окатишів з нижньої зони відновлювального реактора, обмеженої двома колосниками, і після цього випускають металізовані окатиші з верхньої температурної зони, у якій гарантована повна задана металізація. Шар окатишів з нижньої температурної зони направляють у відновлювальний реактор для додаткової металізації або в плавильну піч. Відхідний газ із відновлювального реактора направляють на допалювання для його утилізації в реактор попереднього підігріву окатишів.After the end of the pellet metallization process, a layer of spent carbon-containing material is first removed, then a layer of pellets is released from the lower zone of the reduction reactor, limited by two grates, and after that, metallized pellets are released from the upper temperature zone, in which complete specified metallization is guaranteed. A layer of pellets from the lower temperature zone is sent to a reducing reactor for additional metallization or to a melting furnace. Waste gas from the reduction reactor is sent to afterburning for its utilization in the pellet preheating reactor.
Приклад конкретного виконання.An example of a specific implementation.
Одержання розплаву сталі й металізованих окатишів здійснювалося на установці прямого одержання сталі, що складається із плавильної печі об'ємом 2,2м3 і відновлювального реактора об'ємом 3,0м3, що мають одну загальну стінку з вогнетривкої цегли й з'єднані між собою каналом для перепуску газу із плавильної печі у відновлювальний реактор. У нижніх бічних частинах плавильної печі встановлені по два плазмотрони непрямої дії потужністю по 0,5МВт, спрямованих під кутом до поду печі. Відновлювальний реактор постачений двома плазмохімічними газогенераторами, відновлювальні гази з яких направляють у його верхню частину.Production of molten steel and metallized pellets was carried out at the installation of direct production of steel, which consists of a melting furnace with a volume of 2.2 m3 and a reduction reactor with a volume of 3.0 m3, which have one common wall of refractory brick and are connected to each other by a channel for gas transfer from the melting furnace to the reduction reactor. In the lower side parts of the melting furnace, two 0.5MW indirect-action plasmatrons are installed, directed at an angle to the bottom of the furnace. The reducing reactor is supplied with two plasma chemical gas generators, the reducing gases from which are sent to its upper part.
Як вихідні матеріали для одержання сталі й металізованих окатишів використовувалися окатиші ЦГЗКа й вугілля (антрацит) донецького басейну.As raw materials for the production of steel and metallized pellets, pellets of the TsGZKa and coal (anthracite) of the Donetsk basin were used.
Хімічций склад ока ше зн я а с с в а т в ЕЕ оThe chemical composition of the eye is known as a s s v a t v EE o
С дя ожрненнй У сай викори наакя ха ну КаS dya ozhrnenny U sai reprimand naakya ha nu Ka
ПП ввженувнянх 000PP vzhenuvnyankh 000
Спочатку на під плавильної печі завантажують 440кг антрациту, потім у піч спільно подають окатиші, попередньо підігріті до 400-6007С, і антрацит через роздільні живильники з масовим співвідношенням антрациту до окатишів 0,25.First, 440 kg of anthracite is loaded under the melting furnace, then pellets preheated to 400-6007C and anthracite are jointly fed into the furnace through separate feeders with a mass ratio of anthracite to pellets of 0.25.
Матеріали подають у плавильну піч через щілиноподібну порожнину в кришці й формують суміш окатишів і вугілля в печі під кутом, рівним куту природного укосу. Первісна маса завантаження окатишів і вугілля на вугільне підсипання становить 1,9т (1,37т окатишів і 0,53т вугілля).The materials are fed into the melting furnace through a slit-like cavity in the lid and form a mixture of pellets and coal in the furnace at an angle equal to the angle of the natural slope. The initial weight of loading pellets and coal for coal filling is 1.9 tons (1.37 tons of pellets and 0.53 tons of coal).
Одночасно із плавильною піччю завантажують відновлювальний реактор попередньо підігрітими окатишами. Спочатку 1,4т вихідних окатишів завантажують у нижню частину відновлювального реактора, потім установлюють колосники й завантажують наступну порцію окатишів масою 4,4т. Зверху окатишів засипають 7ООкг вугілля.Simultaneously with the melting furnace, the reduction reactor is loaded with preheated pellets. First, 1.4 tons of initial pellets are loaded into the lower part of the reduction reactor, then grates are installed and the next portion of pellets weighing 4.4 tons is loaded. 7OOkg of coal is poured on top of the pellets.
Після завантаження плавильної печі й відновлювального реактора включають плазмотрони плавильної печі й подають повітря, природний газ і кисень. Установлюють загальні витрати на 4 плазмотрони й 4 форсунки: природний газ - 28 г/с; повітря - З20 г/с; кисень - 85 г/с.After the melting furnace and the reduction reactor are loaded, the melting furnace plasmatrons are turned on and supplied with air, natural gas, and oxygen. Set the total costs for 4 plasmatrons and 4 nozzles: natural gas - 28 g/s; air - C20 g/s; oxygen - 85 g/s.
Під впливом плазмових струменів і кисню, що вдувається, відбувається горіння вугілля й плавлення окатишів, у результаті чого зменшується рівень спочатку завантаженого матеріалу. Через 5-10хв. від початку плавки починають дозавантаження окатишів і вугілля, що залишилися. Вапно й плавиковий шпат уводяться разом з окатишами. Отриманий у плавильній печі відновлювальний газ подають у верхню частину відновлювального реактора. По ходу плавки температура відхідного газу зростає від 2007С до 1100"С, при цьому хімічний склад газу також змінюється. Тому що на початковому етапі температура й хімічний склад газу не відповідає умовам інтенсивного протікання процесів твердофазного відновлення, які відбуваються у відновлювальному реакторі, склад і температуру газу, що відходить із плавильної печі, коректують відновлювальним газом, отриманим у плазмохімічних газогенераторах. Після початку плавки для корекції температури й хімічного складу відновлювального газу включають додатково 2 плазмотрони в плазмохімічних газогенераторах із загальною витратою: природний газ - 7г/с; повітря - 115 г/с; кисень - вг/с.Under the influence of plasma jets and blown oxygen, burning of coal and melting of pellets occurs, as a result of which the level of the initially loaded material decreases. After 5-10 minutes. from the start of melting, the remaining pellets and coal are reloaded. Lime and fluorspar are introduced together with the pellets. The reduction gas obtained in the melting furnace is fed into the upper part of the reduction reactor. In the course of melting, the temperature of the waste gas increases from 2007C to 1100C, while the chemical composition of the gas also changes. Because at the initial stage, the temperature and chemical composition of the gas do not correspond to the conditions of the intensive flow of solid-phase reduction processes that take place in the reduction reactor, the composition and temperature the gas leaving the melting furnace is corrected with the reducing gas obtained in the plasma chemical gas generators. After the start of melting, to correct the temperature and chemical composition of the reducing gas, 2 plasmatrons are additionally included in the plasma chemical gas generators with a total consumption of: natural gas - 7 g/s; air - 115 g /s; oxygen - vg/s.
У результаті роботи коригувальних плазмотронів температура газу у верхній частині відновлювального реактора перебувала на рівні 1030-10507С. При цьому газ у верхній частині відновлювального реактора мав наступний хімічний склад:As a result of the operation of the corrective plasmatrons, the gas temperature in the upper part of the reduction reactor was at the level of 1030-10507С. At the same time, the gas in the upper part of the reduction reactor had the following chemical composition:
Вміст відновників (Не-СО) у відновлювальному газі склав 6525905.The content of reducing agents (Non-CO) in the reducing gas was 6525905.
Температуру відновлювального газу регулюють або відключенням плазмотронів плазмохімічних газогенераторів, або зменшенням їхньої потужності, а склад відновлювального газу коректують шляхом зміни подачі природного газу через плазмотрони.The temperature of the reducing gas is regulated either by turning off the plasmatrons of the plasma chemical gas generators, or by reducing their power, and the composition of the reducing gas is adjusted by changing the supply of natural gas through the plasmatrons.
Тривалість плавки в плавильній печі становить 1 годину. Після закінчення плавки розкривають льотку й випускають метал і шлак. Після цього цикл плавки в плавильній печі повторюють. Металізовані окатиші вивантажують із відновлювального реактора з періодичністю через дві плавки. Ступінь металізації (Гемет/Безалг) окатишів після двох годин відновно-теплової обробки становить 82-8495. Склад сталі, одержуваної в плавильній печі, наведений нижче.The duration of melting in the melting furnace is 1 hour. After the end of melting, the hatch is opened and the metal and slag are released. After that, the melting cycle in the melting furnace is repeated. The metallized pellets are discharged from the reduction reactor periodically through two melters. The degree of metallization (Hemet/Bezalg) of the pellets after two hours of reduction heat treatment is 82-8495. The composition of the steel produced in the melting furnace is given below.
хІмізний скиду сівліI will reset my seed
Овлючрою Фо Фан 0 бок оо ееOvlyuchroi Pho Fan 0 side oo ee
Хімічний скадо метил зованих силткея вки ОБЖ ОТОЖ 1 БехжоЯю То Єбіуннеменоямой ЯChemical degradation of methylated siltkeys ОБЖ ОТОЖ 1
Винахід дозволяє цілеспрямовано використовувати високий відновлювальний потенціал відхідного газу, дозволяє забезпечити стадію відновлення достатньою кількістю відновлювального газу й тому застосовувати установки з меншими розмірами й меншими витратами.The invention makes it possible to purposefully use the high regeneration potential of the waste gas, to ensure the regeneration stage with a sufficient amount of regeneration gas, and therefore to use installations with smaller dimensions and lower costs.
Claims (5)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200612777A UA82783C2 (en) | 2006-12-04 | 2006-12-04 | Method for production of iron-carbon melt, in particular of steel melt |
| RU2007133619/02A RU2359044C1 (en) | 2006-12-04 | 2007-09-07 | Method of iron metl receiving, particularly steel melt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200612777A UA82783C2 (en) | 2006-12-04 | 2006-12-04 | Method for production of iron-carbon melt, in particular of steel melt |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA82783C2 true UA82783C2 (en) | 2008-05-12 |
Family
ID=39819204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200612777A UA82783C2 (en) | 2006-12-04 | 2006-12-04 | Method for production of iron-carbon melt, in particular of steel melt |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2359044C1 (en) |
| UA (1) | UA82783C2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4037977A1 (en) * | 1990-11-29 | 1992-06-11 | Voest Alpine Ind Anlagen | METHOD FOR THE PRODUCTION OF RAW IRON OR IRON SPONGE |
| AT406480B8 (en) * | 1995-07-19 | 2000-07-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | METHOD FOR THE PRODUCTION OF LIQUID PIPE IRON OR STEEL PRE-PRODUCTS AND SYSTEM FOR IMPLEMENTING THE METHOD |
-
2006
- 2006-12-04 UA UAA200612777A patent/UA82783C2/en unknown
-
2007
- 2007-09-07 RU RU2007133619/02A patent/RU2359044C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007133619A (en) | 2009-03-20 |
| RU2359044C1 (en) | 2009-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0131266B1 (en) | Manufacturing method of iron using converter | |
| US4045214A (en) | Method for producing steel | |
| RU2205878C2 (en) | Metal melt production apparatus and method (versions) | |
| US7914601B2 (en) | Cold start-up method for a direct smelting process | |
| CZ291900B6 (en) | Iron melting process and plant according to the multiple zone melting process | |
| CA2603121A1 (en) | Operation of iron oxide recovery furnace for energy savings, volatile metal removal and slag control | |
| CA1244656A (en) | Processes and appparatus for the smelting reduction of smeltable materials | |
| US5258054A (en) | Method for continuously producing steel or semi-steel | |
| CN104540968B (en) | Start a kind of smelting technology | |
| KR930009970B1 (en) | Smelting furnaces for smelting iron and other metals from agglomerates or ores | |
| US4753677A (en) | Process and apparatus for producing steel from scrap | |
| PL76243B1 (en) | ||
| CN117858968A (en) | Method for producing molten iron | |
| SK124299A3 (en) | Apparatus for manufacturing molten pig iron and reduced iron by utilizing fluidized bed, and method therefor | |
| KR20140027163A (en) | Direct smelting process for high sulphur feed | |
| US4857105A (en) | Process for producing pig iron using coal degassing reactor to form reductants | |
| US5558696A (en) | Method of direct steel making from liquid iron | |
| AU2012350151B2 (en) | Starting a smelting process | |
| US20050151307A1 (en) | Method and apparatus for producing molten iron | |
| UA82783C2 (en) | Method for production of iron-carbon melt, in particular of steel melt | |
| JP2916516B2 (en) | Method for producing liquid metal from metal oxide fine particles and reduction smelting furnace for carrying out this method | |
| RU2151197C1 (en) | Method of iron smelting and unit for realization of this method | |
| AU769901B2 (en) | Method for producing pig iron | |
| RU2086657C1 (en) | Apparatus for reducing metal oxides by carbon and melting metals in blast furnace | |
| RU2342442C2 (en) | Facility for receiving of iron melt |