CZ2003168A3 - Způsob přímého tavení a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Způsob přímého tavení a zařízení k jeho provádění Download PDF

Info

Publication number
CZ2003168A3
CZ2003168A3 CZ2003168A CZ2003168A CZ2003168A3 CZ 2003168 A3 CZ2003168 A3 CZ 2003168A3 CZ 2003168 A CZ2003168 A CZ 2003168A CZ 2003168 A CZ2003168 A CZ 2003168A CZ 2003168 A3 CZ2003168 A3 CZ 2003168A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
region
molten
vessel
molten bath
oxygen
Prior art date
Application number
CZ2003168A
Other languages
English (en)
Inventor
Rodney James Dry
Original Assignee
Technological Resources Pty Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technological Resources Pty Ltd filed Critical Technological Resources Pty Ltd
Publication of CZ2003168A3 publication Critical patent/CZ2003168A3/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
    • C21B11/08—Making pig-iron other than in blast furnaces in hearth-type furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0026—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide in the flame of a burner or a hot gas stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
    • 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
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

Způsob přímého tavení a zařízení k jeho provádění
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu a zařízení na výrobu železa a/nebo slitin železa z materiálu, obsahujícího železo, a to včetně železných rud, dalších rud, obsahujících železo, jako jsou chromové železné rudy, částečně redukovaných rud a odpadních materiálů, obsahujících železo.
Vynález se týká zejména přímého tavícího procesu, využívajícího lázně roztaveného kovu, a zařízení na výrobu roztaveného železa a/nebo slitin železa.
Dosavadní stav techniky
Jeden známý způsob přímého tavení, založený na roztavené lázni a určený pro výrobu roztaveného železa, je způsob DIOS. Tento způsob DIOS zahrnuje etapu předběžné redukce a etapu redukce při tavení.
U způsobu DIOS je ruda (-8 mm) předehřívána (750° C) a předběžně redukována (10 až 30 %) v probublávajících fluidních ložích s využitím odpadních plynů z tavné redukční nádoby, která obsahuje roztavenou lázeň železa a strusky, přičemž struska vytváří na železe silnou vrstvu.
• · • · · ·
Jemné částice (-3 mm) a hrubé částice (-8 mm) rudy jsou oddělovány v etapě předběžné redukce daného způsobu, přičemž jemné částice - 0,3 mm jsou shromažďovány v cyklámovém vírovém odprašovači a jsou vháněny do tavící redukční nádoby
spolu s dusíkem, zatímco prostřednictvím gravitace. hrubá ruda je přiváděna
Předem vysušené uhlí je přiváděno přímo do taviči
redukční nádoby z její horní strany. Uhlí se rozkládá na
aktivní uhlí a na těkavé látky ve vrstvě strusky, přičemž ruda se rozpouští v roztavené strusce a vytváří oxid železnatý FeO. Oxid železnatý FeO je redukován na rozhraní strusky a železa a na rozhraní strusky a aktivního uhlí za účelem výroby železa.
Oxid uhelnatý, vytvářející se na rozhraní železa a strusky a na rozhraní strusky a aktivního uhlí, způsobuje zpěňování strusky.
Kyslík je vháněn nebo dmýchán speciálně zkonstruovanou přívodní trubkou, kterou je kyslík přiváděn do zpěněné strusky, což přispívá k sekundárnímu spalování ve zpěněné strusce. Proudy kyslíku spalují oxid uhelnatý, který je vytvářen v průběhu tavných redukčních reakcí, v důsledku čehož je vytvářeno teplo, které je přenášeno nejprve do roztavené strusky a poté na rozhraní strusky a železa prostřednictvím silného promíchávacího účinku v důsledku zespoda proudícího plynu.
Promíchávací plyn, přiváděný do horké železné lázně zespoda nebo ze strany tavné redukční nádoby, zdokonaluje účinnost přenosu tepla a zvětšuje rozhraní železa a strusky
pro účely redukce, v důsledku čehož dochází ke zvyšování produktivity nádoby a její tepelné účinnosti.
Rychlosti vstřikování však musejí být omezeny, neboť silné promíchávání snižuje přídavné spalování v důsledku zvýšeného vzájemného působení mezi proudem kyslíku a kapičkami železa ve strusce, v důsledku čehož dochází k následnému snížení produktivity a ke zvýšení opotřebení žáruvzdorných materiálů. Struska a železo jsou pravidelně odpichovány.
Dalším známým způsobem přímého tavení za účelem výroby roztaveného železa je proces Romelt. Tento proces Romelt je založen na využívání velkého objemu, a to silně promíchávané lázně strusky jako média pro tavení vstupního materiálu, obsahujícího kov, na železo v tavící redukční nádobě, a pro přídavné spalování plynných produktů reakce a přenášení tepla pro požadované pokračování tavení vstupního materiálu, obsahujícího železo.
Vstupní materiál, obsahující železo, uhlí a struskotvorné přísady jsou působení gravitace přiváděny do lázně strusky otvorem v klenbě hutnické nádoby. Proces Romelt zahrnuje dmýchání primárního proudu kyslíkem obohaceného vzduchu do strusky prostřednictvím spodní řady dmyšních trubic pro zajištění nezbytného promíchávání strusky, a dmýchání kyslíkem obohaceného vzduchu nebo kyslíku do strusky prostřednictvím horní řady dmyšních trubic pro podporu přídavného spalování.
Roztavené železo, vytvářené ve strusce, se pohybuje směrem dolů a vytváří vrstvu železa, načež je odváděno přes
·· · · · · · · ··· • · · · * • · · · · » ·· · · · · · 4 ······» • · · · · · · • · · · · · · • · · · • · *
• · · • · • · • • · • ·
předpecí. U procesu Romelt nepředstavuje vrstva železa
významné reakční médium.
Dalším známým postupem přímého tavení pro výrobu
roztaveného železa je způsob AISI. Tento způsob AISI rovněž
zahrnuje etapu předběžné redukce a etapu redukce při tavení.
U způsobu AISI jsou předehřátá a částečně předběžně zredukovaná zrnka železné rudy společně s uhlím nebo hráškovým koksem a se struskotvornými přísadami přiváděny seshora do tlakového tavícího reaktoru, který obsahuje roztavenou lázeň železa a strusky.
Uhlí se ve vrstvě strusky rychle odplyňuje, přičemž se zrnka železné rudy rozpouštějí ve strusce a jsou následně redukována s pomocí uhlíku (aktivního uhlí) ve strusce. Procesní podmínky způsobují zpěnění strusky. Oxid uhelnatý CO a vodík H, vytvářené při tomto procesu, jsou přídavně spalovány ve vrstvě strusky nebo přímo nad ní za účelem vytváření energie, nezbytné pro endotermické redukční reakce.
Kyslík je vháněn nebo dmýchán seshora přes středovou vodou chlazenou přívodní trubku, přičemž dusík je vháněn dmyšními trubicemi ve spodní části reaktoru pro zajištění dostatečného promíchávání za účelem usnadnění přenosu tepla, získaného z energie přídavného spalování, do lázně.
Odpadní plyny z daného procesu jsou zbavovány prachu v cyklónovém odlučovači prachu ještě předtím, než jsou přiváděny do pece šachtového typu pro předehřívání a předběžnou redukci zrnek oxidu železnatého FeO nebo wustitu.
• · · · • · · · • · • · · ·
Další známý způsob přímého tavení, který je založen na vrstvě roztaveného železa jako na reakčním médiu, a který je obecně nazýván jako tavící proces HI, je popsán v mezinárodní patentové přihlášce PCT/AU 96/00197 (WO 96/31627) na jméno přihlašovatele.
Tento tavící proces HI, tak jak je popsán ve shora uvedené mezinárodní patentové přihlášce, obsahuje:
(a) vytváření lázně roztaveného železa a strusky v hutnické nádobě;
(b) přivádění či vhánění do této lázně:
(i) vstupního materiálu, obsahujícího kov, kterým jsou obvykle oxidy kovů; a (ii) pevného uhlíkatého materiálu, obvykle uhlí, které působí jako redukční činidlo pro oxidy kovů a jako zdroj energie; a (c) tavení vstupního materiálu, obsahujícího kov, na kov ve vrstvě železa.
Tavící proces HI rovněž zahrnuje vhánění plynu, obsahujícího kyslík, do prostoru nad lázní, a reakčních plynů pro přídavné spalování, jako jsou například oxid uhelnatý CO a vodík H2, uvolňovaných z lázně a přenášejících vytvářené teplo do lázně za účelem zvyšování tepelné energie, požadované pro tavení vstupních materiálů, obsahujících kov.
• · • · · ·
Tavící proces HI rovněž zahrnuje vytváření přechodové oblasti v prostoru nad nominálním nehybným klidovým povrchem lázně, ve které je výhodné množství stoupajících a poté klesajících rozstřikovaných a šplíchajících kapiček nebo proudů roztaveného kovového materiálu, které vytvářejí účinné médium pro přenášení do lázně tepelné energie, která je vytvářena prostřednictvím přídavného spalování reakčních plynů v prostoru nad lázní.
Způsob tavení HI, popsaný v mezinárodní patentové přihlášce, je charakterizován vytvářením přechodové oblasti prostřednictvím vhánění nosného plynu, vstupního materiálu, obsahujícího kov, a tuhého uhlíkatého materiálu do lázně přes úsek strany nádoby, který je ve styku s lázní, a/nebo z horní strany lázně tak, že nosný plyn a tuhý materiál pronikají do lázně a způsobují vypuzování roztaveného materiálu do prostoru nad povrchem lázně.
Způsob tavení HI, popsaný v mezinárodní patentové přihlášce, představuje zdokonalení vzhledem k dřívějším formám způsobu tavení HI, kde byla přechodová oblast vytvářena prostřednictvím spodního vhánění plynu a/nebo uhlíkatého materiálu do lázně, což způsobovalo vypuzování rozstřikovaných a šplíchajících kapiček nebo proudů roztaveného materiálu z lázně.
Podstata vynálezu
Přihlašovatelem byly provedeny rozsáhlé výzkumy a zkušební a vývojové práce v oblasti způsobů přímého tavení včetně výzkumů a vývojových prací z hlediska požadavků na • · • · · ·
komerční provozování těchto způsobů, přičemž bylo dosaženo celé řady významných zjištění v souvislosti s těmito způsoby.
V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl proto vyvinut způsob přímého tavení pro výrobu železa a/nebo slitin železa, který je provozován v komerčním měřítku v hutnické nádobě, která má nístěj, boční stěny a klenbu, přičemž minimální šířka vnitřku nístěje činí alespoň 4 m, přičemž předmětný způsob obsahuje následující kroky:
(a) vhánění vstupních materiálů, kterými jsou tuhý materiál a nosný plyn, do roztavené lázně roztaveného kovu a roztavené strusky třemi nebo více dolů směřujícími přívodními trubkami pro vhánění tuhého materiálu, a tím vytváření proudění plynu, které způsobuje:
(i) vytváření expandované oblasti roztavené lázně, a (ii) vypuzování rozstřikovaných a šplíchajících kapiček nebo proudů roztaveného materiálu směrem vzhůru z expandované oblasti roztavené lázně, a (b) dmýchání plynu, obsahujícího kyslík, do oblasti hutnické nádoby prostřednictvím alespoň jedné přívodní trubky pro dmýchání plynného kyslíku, a přídavné spalování hořlavých plynů, uvolňovaných z roztavené lázně, • · • « « · • · · · • · · · přičemž se zvolí počet přívodních trubek pro vhánění tuhých materiálů a pro dmýchání plynného kyslíku a vzájemná poloha těchto přívodních trubek, přičemž se regulují procesní provozní podmínky, včetně množství vháněných vstupních materiálů a plynu, obsahujícího kyslík, přes přívodní trubky ve shora uvedených krocích (a) a (b) tak, že:
(i) expandovaná oblast roztavené lázně obsahuje vyvýšenou oblast kolem oblasti nádoby pro dmýchání plynného kyslíku mezi oblastí a bočními stěnami, (ii) rozstřikované a šplíchající kapičky nebo proudy roztaveného materiálu jsou vypuzovány směrem vzhůru z vyvýšené oblasti, přičemž vytvářejí clonu kolem oblasti vhánění plynného kyslíku mezi oblastí a bočními stěnami a zvlhčují boční stěny, a (iii) „volný prostor se vytváří kolem spodního konce přívodní trubky nebo každé přívodní trubky pro dmýchání plynného kyslíku, přičemž v tomto volném prostoru je nižší koncentrace roztaveného materiálu, než je koncentrace roztaveného materiálu v expandované oblasti roztavené lázně.
Proudění plynu, vytvářené v kroku (a) , s výhodou způsobuje výrazný pohyb materiálu v roztavené lázni a silné promíchávání roztavené lázně.
•9 9 99 9 • · · • · · • 9 4 9« · • ·
9 9 9
Vhánění vstupních materiálů v kroku (a) a proudění plynu, vytvářené vháněním vstupních materiálů, a reakce vstupních materiálů v roztavené lázni způsobují výrazný pohyb materiálu do expandované oblasti roztavené lázně a z této expandované oblasti.
Způsob podle tohoto vynálezu s výhodou zahrnuje periodické odpichování roztavené strusky z nádoby.
Způsob podle tohoto vynálezu může s výhodou zahrnovat kontinuální odpichování roztavené strusky z nádoby.
Způsob podle tohoto vynálezu s výhodou zahrnuje periodické odpichování roztaveného železa a/nebo slitin železa z nádoby.
Způsob podle tohoto vynálezu může s výhodou zahrnovat kontinuální odpichování roztaveného železa a/nebo slitin železa z nádoby.
Krok (a) s výhodou zahrnuje vhánění alespoň 80 % hmotnostních z celkové hmotnosti tuhého materiálu, používaného v daném způsobu, přes přívodní trubky pro vhánění tuhých materiálů.
Krok (a) s výhodou zahrnuje vhánění vstupních materiálů do roztavené lázně při rychlosti alespoň 40 m/s přes přívodní trubky pro vhánění tuhých materiálů.
Rychlost leží s výhodou v rozmezí od 80 m/s do 100 m/s.
*
Krok (a) s výhodou zahrnuje vhánění vstupních materiálů do roztavené lázně přes přívodní trubky pro vhánění tuhých materiálů při hmotnostní průtokové rychlosti až do 2,0 t/m2/s, kde m2 se týká průřezové plochy dodávací trubky přívodní trubky.
Krok (a) s výhodou zahrnuje vhánění vstupních materiálů do roztavené lázně přes přívodní trubky pro vhánění tuhých materiálů při poměru tuhých látek ku plynu od 10 do 18 kg/Nm3.
Krok (b) s výhodou zahrnuje dmýchání vzduchu nebo kyslíkem obohaceného vzduchu jako plynu, obsahujícího kyslík, do nádoby při teplotě od 800 °C do 1 400 °C a při rychlosti od 200 m/s do 600 m/s přes přívodní trubku nebo přívodní trubky pro dmýchání plynného kyslíku.
Způsob podle tohoto vynálezu s výhodou zahrnuje dmýchání vzduchu nebo kyslíkem obohaceného vzduchu jako plynu, obsahujícího kyslík, do nádoby při vířivém pohybu v kroku (b).
V kroku (a) se s výhodou vytváří proudění plynu alespoň 0,35 Nm3/s/m2, kde m2 se týká oblasti vodorovného průřezu nístěje v její minimální šířce.
V kroku (a) se vytváří proudění plynu alespoň 0,5 Nm3/s/m2.
V kroku (a) se s výhodou vytváří proudění plynu menší, než 2 Nm3/s/m2.
9999 ·»««
V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu bylo dále rovněž vyvinuto zařízení na výrobu železa a/nebo slitin železa způsobem přímého tavení, které obsahuje:
(a) pevnou nevýklopnou nádobu pro uložení roztavené lázně kovu a strusky, která obsahuje na kov bohatou oblast a expandovanou oblast roztavené lázně nad na kov bohatou oblastí, přičemž nádoba obsahuje nístěj, jejíž minimální vnitřní šířka činí alespoň 4 m, a boční stěny, vybíhající směrem vzhůru od nístěje, přičemž nístěj je vytvořena ze žáruvzdorného materiálu a boční stěny jsou vytvořeny z vodou chlazených desek, (b) alespoň jednu přívodní trubku, zasahující dolů do nádoby, pro dmýchání plynu, obsahujícího kyslík, do oblasti nádoby nad roztavenou lázní, (c) alespoň tři přívodní trubky pro vhánění tuhých látek pro přivádění vstupních materiálů a nosného plynu do roztavené lázně, a (d) prostředky pro odpichování roztaveného kovu a strusky z nádoby.
Přívodní trubky pro vhánění tuhých látek jsou s výhodou podlouhlé a procházejí vodou chlazenými deskami v bočních stěnách nádoby a směrem dolů a dovnitř do oblasti nístěje nádoby.
Nístěj s výhodou vymezuje válcovitou oblast v nádobě, přičemž směrem dolů směřující přívodní trubky pro vhánění • · • · • · · · tuhých látek jsou umístěny tak, že přímky, vedené svisle dolů od výstupních konců přívodních trubek, protínají základnu nístěje v množině míst na kružnici v nístěji.
Kružnice má s výhodou průměr, který je větší nebo stejný jako 2/3 průměru šířky nístěje.
Oblast dmýchání plynného kyslíku je s výhodou středovou oblastí nádoby.
Boční stěny s výhodou obsahují:
(a) horní válcový úsek, který vymezuje válcovou oblast v nádobě o větším průměru, než má oblast, vymezená nístěji, a (b) spodní válcový úsek, který je opatřen vnitřním obložením ze žáruvzdorného materiálu, přičemž vymezuje komole kuželovitou oblast v nádobě, přičemž tato komole kuželovitá oblast tvoří přechod mezi horním válcovým úsekem a nístěji.
Přívodní trubky pro vhánění tuhých látek zasahují s výhodou alespoň o 1 m do nádoby, přičemž jsou samonosné po celé své délce.
Shora popsaný způsob vede ke vhánění vstupních materiálů, kterými jsou tuhý materiál a nosný plyn, do více oblastí v roztavené lázni, které jsou umístěny kolem oblasti nádoby pro dmýchání plynného kyslíku.
• · • · · ·
Předmět tohoto vynálezu se spoléhá na proudění plynu směrem vzhůru z těchto oblastí o vysoké koncentraci vháněného tuhého materiálu a nosného plynu, což je postačující pro zdvihání roztavené lázně, která je nad těmito oblastmi, a pro vypuzování některého roztaveného materiálu do horního prostoru nádoby.
Zdvih roztaveného materiálu způsobuje vytváření shora popsané vyvýšené oblasti expandované oblasti roztavené lázně, jakož i shora popsané clony rozstřikovaných a šplíchajících kapiček nebo proudů roztaveného materiálu, vypuzovaných z vyvýšené oblasti.
Rozstřikované a šplíchající kapičky nebo proudy roztaveného materiálu mohou být rovněž popisovány jako „prsty.
Zdvih roztaveného materiálu může být rovněž popsán tak, že vytváří sérii fontán roztaveného materiálu, vybíhajících směrem vzhůru z oblastí o vysoké koncentraci vháněných tuhých látek a nosného plynu do roztavené lázně.
Předmět tohoto vynálezu se rovněž spoléhá na výběru umístění přívodních trubek pro vhánění tuhých látek a plynného kyslíku tak, že se vyvýšená oblast expandované oblasti roztavené lázně a rozstřikované a šplíchající kapičky nebo proudy roztaveného materiálu těchto fontán vytvářejí kolem oblasti nádoby pro dmychání plynného kyslíku.
Účelem shora popsané vyvýšené oblasti expandované oblasti roztavené lázně, jakož i shora popsané clony • · · · • · · · roztaveného materiálu, vypuzovaného z vyvýšené oblasti kolem oblasti dmýchání plynného kyslíku je:
(a) optimalizovat přídavné spalování prostřednictvím vytváření prostoru mezi každou z přívodních trubek pro dmýchání plynného kyslíku, jakož i vyvýšené oblasti a clony pro unášení a promíchávání plynu lázně a dmýchaného plynu, obsahujícího kyslík, (b) poskytovat médium pro vysoké rychlosti přenosu tepla výsledné spalovací energie do roztavené lázně, (c) poskytovat médium, tj . vyvýšenou oblast a clonu, pro snížení tepelných ztrát v nádobě, a (d) minimalizovat reakce mezi kapičkami železa a strusky a plynem, obsahujícím kyslík, což snižuje přídavné spalování.
Směrem dolů probíhající přívodní trubky pro vhánění tuhých látek jsou s výhodou umístěny tak, že přímky, vedoucí svisle dolů od výstupních konců přívodních trubek, protínají základnu nístěje v množině míst na kružnici.
Krok (a) s výhodou zahrnuje vhánění vstupních materiálů s dostatečnou hybností tak, že oblasti vysoké koncentrace vháněných tuhých materiálů leží uvnitř kružnice.
Kružnice má s výhodou takový průměr, který je větší, nebo stejný, než 2/3 průměru základny nístěje.
• · · · • * *
Vyvýšená oblast může být kontinuální nebo nespojitá.
Clona může být rovněž kontinuální nebo nespojitá.
Oblastí pro dmýchání plynného kyslíku může být s výhodou středová oblast nádoby.
Přívodní trubky pro vhánění tuhých materiálů jsou s výhodou alespoň čtyři.
Expandovaná oblast roztavené lázně je charakterizována vysokým objemovým podílem bublinek plynu v roztaveném materiálu v této oblasti.
Objemový podíl plynu činí s výhodou alespoň 30 % objemu expandované oblasti roztavené lázně.
Proudění plynu, vytvářené v kroku (a), způsobuje výrazný pohyb materiálu v roztavené lázni a silné promíchávání roztavené lázně.
Vhánění vstupních materiálů a proudění plynu, způsobované vháněním vstupních materiálů a reakcemi vstupních materiálů v roztavené lázni, způsobuje výrazný pohyb materiálu směrem do expandované oblasti roztavené lázně a směrem ven z této oblasti.
Na kov bohatá oblast se s výhodou vytváří ve spodní oblasti nístěje, přičemž expandovaná oblast roztavené lázně se s výhodou vytváří na na kov bohaté oblasti.
• · • · · · • · · ·
Způsob podle tohoto vynálezu s výhodou zahrnuje periodické nebo kontinuální odpichování roztavené strusky z nádoby.
Způsob podle tohoto vynálezu rovněž s výhodou zahrnuje periodické nebo kontinuální odpichování roztaveného železa a/nebo slitin železa z nádoby.
Vstupní materiály, vháněné v kroku (a), mohou obsahovat jakékoliv vhodné materiály, obsahující železo, a to včetně železných rud, jiných rud, obsahujících železo, jako jsou například chromové rudy, částečně redukované rudy, a odpadní materiály, obsahující železo.
Je nutno poznamenat, že přestože je materiál, obsahující železo, to znamená materiál, ve kterém železo tvoří základní složku, výhodným a doporučovaným materiálem, obsahujícím železo, není předmět tohoto vynálezu nikterak omezen pouze na využívání materiálu, obsahujícího železo.
Tuhý materiál s výhodou zahrnuje materiál, obsahující železo, a/nebo tuhý uhlíkatý materiál.
Krok (a) s výhodou zahrnuje vhánění alespoň 80 % hmotnostních z celkové hmotnosti tuhého materiálu, nezbytného pro provoz daného způsobu, s pomocí přívodních trubek pro vhánění tuhého materiálu.
Krok (a) rovněž s výhodou zahrnuje vhánění vstupních materiálů do roztavené lázně při rychlosti alespoň 40 m/s přívodními trubkami pro vhánění tuhých materiálů.
• · · · • · • · · • · · ♦ · · · · : : . : : .· .: :
....... ...
······. ·· ·
Rychlost leží s výhodou v rozmezí od 80 m/s do 100 m/s.
Krok (a) s výhodou zahrnuje vhánění vstupních materiálů do roztavené lázně přívodními trubkami pro vhánění tuhých materiálů při hmotnostní průtokové rychlosti až do 2,0 t/m2/s, kde m2 se týká průřezové plochy dodávací trubky přívodní trubky.
Krok (a) s výhodou zahrnuje vhánění vstupních materiálů do roztavené lázně s pomocí přívodních trubek pro vhánění tuhých materiálů při poměru tuhých materiálů ku plynu o velikosti 10 až 18 kg/Nm3.
Plynem, obsahujícím kyslík, je s výhodou vzduch nebo kyslíkem obohacený vzduch.
Způsob podle tohoto vynálezu s výhodou zahrnuje dmýchání vzduchu nebo kyslíkem obohaceného vzduchu do nádoby při teplotě od 800 °C do 1 400 °C a při rychlosti od 200 m/s do 600 m/s s pomocí přívodní trubky nebo více přívodních trubek pro dmýchání plynného kyslíku.
Koncentrace roztaveného materiálu ve volném prostoru kolem spodního konce přívodní trubky pro dmýchání plynného kyslíku činí s výhodou 5 % nebo méně objemu volného prostoru.
Volným prostorem kolem spodního konce přívodní trubky je s výhodou polokulový objemový prostor, jehož průměr činí alespoň dvojnásobek vnějšího průměru spodního konce přívodní trubky.
• ·« · • · · · • · • · · · ···· ··. ···
Volný prostor kolem spodního konce přívodní trubky s výhodou nepřesahuje čtyřnásobek vnějšího průměru spodního konce přívodní trubky.
S výhodou alespoň 50 %, přičemž ještě výhodněji alespoň 60 % objemových kyslíku ve vzduchu nebo v kyslíkem obohaceném vzduchu je spalováno ve volném prostoru kolem spodního konce přívodní trubky.
Způsob podle tohoto vynálezu s výhodou zahrnuje dmýchání vzduchu nebo kyslíkem obohaceného vzduchu do nádoby ve vířivém pohybu.
V kontextu předmětu tohoto vynálezu je nutno výraz „tavení chápat tak, že znamená tepelné zpracování, při kterém dochází k chemickým reakcím, které redukují vstupní materiály za účelem výroby tekutého železa a/nebo slitin železa.
Proudění plynu, vytvářené v roztavené lázni v kroku (a), je s výhodou alespoň 0,35 Nm3/s/m2, kde m2 se týká oblasti vodorovného průřezu nístěje v její minimální šířce.
Proudění plynu, vytvářené v roztavené lázni v kroku (a), je s výhodou alespoň 0,5 Nm3/s/m2.
Proudění plynu, vytvářené v roztavené lázni v kroku (a), je s výhodou menší, než 2 Nm3/s/m2.
Proudění plynu, vytvářené v roztavené lázni, může být vytvářeno částečně v důsledku dmýchání plynu do roztavené lázně zezdola a/nebo bočními stěnami.
• * • · * · • · · · ·····! I ’ ί J. í ·· ·· ·· · .. ..
Roztavený materiál může vytvářet „mokrou vrstvu nebo „suchou vrstvu na bočních stěnách.
„Mokrá vrstva obsahuje ztuhlou vrstvu, která ulpívá na bočních stěnách, polotuhou vrstvu a vnější kapalný filmový povlak.
„Suchá vrstva je taková, ve které je v podstatě veškerá struska ztuhlá.
Vytváření strusky v nádobě může být regulováno prostřednictvím změny množství přiváděného materiálu, obsahujícího kov, uhlíkatého materiálu a struskotvorných přísad do nádoby, a prostřednictvím změny provozních parametrů, jako je množství dmýchaného plynu, obsahujícího kyslík.
V situacích, kdy se daný způsob týká výroby železa, tak tento způsob s výhodou zahrnuje regulování hladiny rozpuštěného uhlíku v roztaveném železe tak, aby tvořila alespoň 3 % hmotnostní, a udržování strusky v silně zredukovaném stavu, což vede k hladinám oxidů železa menším, než 6 % hmotnostních, přičemž ještě výhodněji menším, než 5 % hmotnostních (měřeno jako množství železa v oxidech železa ve strusce, odpichované z nádoby).
Vhánění materiálu, obsahujícího železo, a uhlíkatého materiálu může být prováděno stejnými nebo samostatnými přívodními trubkami.
• · ♦ «<· • · * * * »-* <
Úroveň přídavného spalování je s výhodou alespoň 40 %, přičemž přídavné spalování je definováno jako:
\CO2\ + \H2Ó [C02] + [772č?] + [CO + [//2] kde:
[m] - znamená objem oxidu uhličitého CO2 v odpadních plynech v procentech, [M - znamená objem vody H2O v odpadních plynech v procentech, [co] - znamená objem oxidu uhelnatého CO v odpadních plynech v procentech, a
- znamená objem vodíku H2 v odpadních plynech v procentech.
Obecně řečeno se předmět tohoto vynálezu rovněž týká zařízení na výrobu železa a/nebo slitin železa z materiálu, obsahujícího železo, s pomocí způsobu přímého tavení, kteréžto zařízení obsahuje pevnou nesklopnou nádobu, která má nístěj, boční stěny a klenbu, přičemž má minimální šířku alespoň 4 m, s výhodou alespoň 6 m uvnitř nístěje pro přechovávání roztavené lázně železa a strusky, která zahrnuje na kov bohatou oblast a expandovanou oblast roztavené lázně nad touto na kov bohatou oblastí.
Konkrétněji lze říci, že:
* · <· *<* ···* » · « · « · • · · « r · « · · ♦ · <
·*·· » » · ·»«« • · · * ·» * ·« «* (a) nístěj je vytvořena ze žáruvzdorného materiálu, přičemž má základnu a strany, (b) boční stěny vybíhají směrem vzhůru od stran nístěje, přičemž boční stěny zahrnují vodou chlazené desky, (c) alespoň jedna přívodní trubka zasahuje směrem dolů do nádoby pro dmýchání plynu, obsahujícího kyslík, do oblasti nádoby nad roztavenou lázní, (d) alespoň tři přívodní trubky pro vhánění tuhých vstupních materiálů, kterými jsou materiál, obsahující železo, a/nebo uhlíkatý materiál a nosný plyn, do roztavené lázně, s výhodou do na kov bohaté oblasti roztavené lázně, a (e) prostředky pro odpichování roztaveného kovu a strusky z nádoby.
Přívodní trubky pro vhánění tuhých materiálů jsou s výhodou podlouhlé a procházejí vodou chlazenými deskami v bočních stěnách nádoby a směrem dolů a dovnitř do oblasti nístěje nádoby.
Nístěj s výhodou vymezuje válcovitou oblast v nádobě, přičemž směrem dolů směřující přívodní trubky pro vhánění tuhých látek jsou umístěny tak, že přímky, vedené svisle dolů od výstupních konců přívodních trubek, protínají základnu nístěje v množině míst na kružnici v nístěji.
• · · · · · • · · • · ·
Kružnice má s výhodou průměr, který je větší nebo stejný jako 2/3 průměru šířky nístěje.
Oblastí dmýchání plynného kyslíku je s výhodou středová oblast nádoby.
Boční stěny s výhodou obsahují:
(a) horní válcový úsek, který vymezuje válcovou oblast v nádobě o větším průměru, než má oblast, vymezená nístějí, a (b) spodní válcový úsek, který je opatřen vnitřním obložením ze žáruvzdorného materiálu, přičemž vymezuje komole kuželovitou oblast v nádobě, přičemž tato komole kuželovitá oblast tvoří přechod mezi horním válcovým úsekem a nístějí.
Komole kuželová oblast zajišťuje přechod mezi nístějí a horní válcovou oblastí.
Přívodní trubky pro vhánění tuhých materiálů zasahují s výhodou alespoň 1 m, ještě výhodněji alespoň 1,5 m, do nádoby, přičemž jsou samonosné po celé své délce.
Počet přívodních trubek pro vhánění tuhých materiálů se může měnit v závislosti na rozměrech nístěje.
Za situace, kdy je nístěj obecně válcová a má například průměr 4 m, lze s výhodou použít minimálně čtyř přívodních trubek pro vhánění tuhých materiálů.
23 • · • • • • • · ···· ·· ··· • · · · • · · · · . · · » · * • · · · · · t· ·· · • · · ·« • · · • · • · · • · · • ·
Pokud má nístěj průměr 6 m, lze s výhodou použít
minimálně šesti přívodních trubek pro vhánění tuhých
materiálů.
Pokud má nístěj průměr 8 m, lze s výhodou použít
minimálně osmi přívodních trubek pro vhánění tuhých
materiálů.
Počet přívodních trubek pro vhánění tuhých materiálů se může rovněž prakticky měnit v důsledku změny jejich velikosti tak, že je možno zvýšit jednotlivý přísun příslušných materiálů.
Přívodní trubky pro vhánění tuhých materiálů jsou s výhodou rovnoměrně rozmístěny kolem obvodu nádoby.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladu jeho konkrétního provedení, jehož popis bude podán s přihlédnutím k přiloženému jedinému obrázku výkresů, který znázorňuje pohled ve svislém řezu, zobrazujícím schematickou formu příkladného výhodného provedení způsobu a zařízení podle tohoto vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Následující popis je podán v souvislosti s tavením železné rudy za účelem výroby roztaveného železa, přičemž je zcela pochopitelné, že předmět tohoto vynálezu není omezen pouze na toto uplatnění, neboť je uplatnitelný pro tavení jakýchkoliv vhodných vstupních materiálů.
• ·
Zařízení pro přímé tavení, znázorněné na přiloženém vyobrazení, obsahuje hutnickou nádobu, která je obecně označena vztahovou značkou 11. Hutnická nádoba 11 má nístěj,
která obsahuje: ze žáruvzdorných
základnu 12 a strany 13, vytvořené
cihel;
boční stěny 14, které tvoří obecně válcovitý buben,
vybíhající vzhůru od stran 13 nístěje a obsahující horní
válcový úsek 51, vytvořený z vodou chlazených desek, a spodní válcový úsek 53, vytvořený z vodou chlazených desek, opatřených vnitřním obložením ze žáruvzdorných cihel;
klenbu 17;
výstup 18 pro odpadní plyny;
předpecí 19 pro kontinuální odvádění roztaveného železa; a odpichový otvor 21 pro odvádění roztavené strusky.
Nístěj a horní válcový úsek 51 vymezují válcovité oblasti v hutnické nádobě 11. Spodní válcový úsek 53 vymezuje obecně komole kuželovou válcovitou oblast v hutnické nádobě 11, která tvoří přechod mezi užším průměrem nístěje a širším průměrem horního válcového úseku 51. U zařízení pro komerční využívání, to znamená u zařízení, která produkují alespoň 500 000 tun roztaveného železa ročně, činí průměr nístěje alespoň 4 m, přičemž s výhodou alespoň 6 m.
• · • · · · • · · ·
Je nutno poznamenat, že předmět tohoto vynálezu není omezen pouze na tuto geometrii hutnické nádoby 11, neboť se vztahuje rovněž na jakékoliv jinak vhodně tvarované a dimenzované hutnické nádoby, určené pro výrobu roztaveného kovu v komerčním měřítku.
Za provozu hutnická nádoba obsahuje roztavenou lázeň kovu a strusky.
Hutnická nádoba 11 je opatřena dolů směřující přívodní trubkou 26 pro dmýchání horkého vzduchu, která je určena pro přivádění proudu horkého vzduchu do středové horní oblasti 91 hutnické nádoby 11 a pro přídavné spalování reakčních plynů, uvolňovaných z roztavené lázně. Přívodní trubka 26 pro dmýchání horkého vzduchu má vnější průměr D na svém spodním konci.
Přívodní trubka 26 pro dmýchání horkého vzduchu je umístěna tak, že:
(i) středová osa přívodní trubky 26 leží pod úhlem od 20° do 90° vzhledem k vodorovné ose (přívodní trubka 26, znázorněná na obr. 1, leží pod úhlem 90°) ;
(ii) přívodní trubka 26 zasahuje do hutnické nádoby 11 ve vzdálenosti, která má velikost alespoň vnějšího průměru D spodního konce přívodní trubky 2 6; a (iii) spodní konec přívodní trubky 26 má velikost alespoň trojnásobku vnějšího průměru D • · · · • · • · · · spodního konce přívodní trubky 26 nad klidovým povrchem (neznázorněno) roztavené lázně.
Výrazem „klidový povrch je nutno rozumět takový povrch roztavené lázně, kde nedochází k žádnému vhánění nebo dmýchání plynu a tuhých látek do hutnické nádoby 11.
Je nutno poznamenat, že v závislosti na rozmezí vzájemně spolu souvisejících faktorů, a to včetně rozměrů a geometrie hutnické nádoby 11, může být použito více než jedné přívodní trubky 26.
Hutnická nádoba 11 je rovněž opatřena šesti přívodními trubkami 27 pro vhánění tuhých materiálů (znázorněny jsou pouze dvě), probíhajícími směrem dolů a směrem dovnitř přes boční stěny 14 a do roztavené lázně pod úhlem od 20° do 70° vzhledem k vodorovné rovině pro vhánění vstupních materiálů, kterými jsou železná ruda, tuhý uhlíkatý materiál a struskotvorné přísady, unášené v nosném plynu s nedostatkem kyslíku, do roztavené lázně.
Přívodní trubky 27 jsou umístěny tak, že výstupní konce 39 přívodních trubek 27 leží ve stejných vzdálenostech kolem středové osy hutnické nádoby 11. Kromě toho jsou přívodní trubky 27 umístěny tak, že přímky, vedené svisle dolů od výstupních konců 39, protínají základnu 12 ní stě je v místech 71 na kružnici, která má průměr o velikosti řádově 2/3 průměru nístěje.
Je nutno poznamenat, že poloha přívodních trubek 27 je zvolena v souvislosti s polohou přívodní trubky 26 pro • · • · · · dmýchání kyslíku a za účelem vytváření clony 72 roztaveného materiálu alespoň v podstatě kolem přívodní trubky 26 a mezi bočními stěnami 14 hutnické nádoby 11 a přívodní trubkou 26, přičemž rozdílné uspořádání přívodních trubek 27 může být velmi vhodné pro dosažení tohoto úkolu u rozdílných uspořádání hutnické nádoby 11 a přívodní trubky 26.
Zejména je nutno poznamenat, že předmět tohoto vynálezu není nikterak omezen na taková uspořádání, u kterých je přívodní trubka 26 umístěna ve středu.
Za provozu jsou železná ruda, tuhý uhlíkatý materiál (obvykle uhlí) a struskotvorné přísady (obvykle vápno a oxid hořečnatý MgO), unášené v nosném plynu (obvykle dusík N2), vháněny do roztavené lázně prostřednictvím přívodních trubek 27 při rychlosti alespoň 40 m/s, s výhodou pak 80 až 100 m/s.
Pohybová energie tuhého materiálu a nosného plynu unáší tuhý materiál a nosný plyn směrem k základně 12 nístěje do oblastí (do kruhových oblastí, označených vztahovou značkou 24), které jsou rozmístěny kolem středové osy hutnické nádoby. Tyto oblasti jsou v následujícím popise označovány jako oblasti 24 vysoké koncentrace vháněných tuhých látek a plynů.
Uhlí se rychle odplyňuje, v důsledku čehož je vytvářen plyn. Uhlík se částečně rozpouští do kovu, přičemž částečně zůstává jako tuhý uhlík. Železná ruda se taví na kov, přičemž při této tavící reakci je vyvíjen plynný oxid uhelnatý CO.
• · • · · ·
Plyny, přiváděné do spodní oblasti lázně a vyvíjené prostřednictvím odplyňování a tavení, vytvářejí výrazný vztlakový zdvih roztaveného materiálu (včetně kovu a strusky) a tuhého uhlíku z roztavené lázně.
Vztlakový zdvih roztaveného materiálu a tuhého uhlíku způsobuje výrazné promíchávání bezprostředně nad oblastmi _ vstřikovaných tuhých látek a plynu oblastí 24, což způsobuje, oblast 28 roztavené lázně, šipkou 30.
ze roztavené lázně, zejména 24 vysoké koncentrace a směrem od těchto vytváří expandovaná se která má povrch, označený
Povrch expandované oblasti 28 roztavené lázně zejména vytváří prstencovitou vyvýšenou oblast 70 mezi středovou horní oblastí 91 a bočními stěnami 14 hutnické nádoby 11. Rozsah promíchávání je takový, že zde dochází k výraznému pohybu roztaveného materiálu v expandované oblasti 28 roztavené lázně a k silnému promíchávání roztaveného materiálu v této expandované oblasti 28 do takové míry, že je zde s výhodou stejnoměrná teplota o velikosti obvykle od 1 450 °C do 1 550 °C, a to s teplotními výkyvy v řádu 30 °C v dané oblasti.
Bez ohledu na silné promíchávání roztaveného materiálu v expandované oblasti 28 roztavené lázně se roztavené železo postupně usazuje směrem k nižší části nístěje a vytváří na kov bohatou oblast 23, přičemž je kontinuálně odváděno přes předpecí 19.
Rozhraní mezi expandovanou oblastí 28 roztavené lázně a na kov bohatou oblastí 23 je do značné míry určeno • · • · · · • · • · · · oblastmi 24 vysoké koncentrace vháněných tuhých látek a plynů. Výrazný pohyb roztaveného materiálu z těchto oblastí 24 přiváděním kompenzován kontinuálním materiálů prostřednictvím směrem vzhůru je dalších vstupních přívodních trubek 27 a pohybem již roztaveného materiálu směrem dolů.
Kromě toho proudění plynu směrem vzhůru z oblastí 24 vysoké koncentrace vháněných tuhých látek a plynů vypuzuje některý roztavený materiál (především strusku ve formě rozstřikovaných a šplíchajících kapiček nebo proudů za prstencovitou vyvýšenou oblast 70 expandované oblasti 28 roztavené lázně, přičemž je vytvářena shora popsaná clona 72 roztaveného materiálu. Roztavený materiál ve cloně 72 přichází do styku s horním válcovým úsekem 51 bočních stěn 14, to znamená nad expandovanou oblastí 28 roztavené lázně a klenbou 17.
Obecně řečeno je expandovaná oblast 28 roztavené lázně tvořena kontinuálním objemem kapaliny s bublinkami plynu.
Shora popsaný pohyb roztaveného materiálu si lze vizuálně představit jako série tryskajících proudů, vycházejících z oblastí 24 vysoké koncentrace vháněných tuhých látek a plynů, které vytvářejí prstencovitou vyvýšenou oblast 70 expandované oblasti 28 roztavené lázně a clonu 72 roztaveného materiálu.
Kromě toho je za provozu horký vzduch o teplotě od 800 °C do 1 400 °C a o rychlosti od 200 m/s do 600 m/s vháněn do středové horní oblasti 91 hutnické nádoby 11 prostřednictvím přívodní trubky 26 pro dmýchání horkého • · · · • · • · · · • · · · · • · · « • ·· · vzduchu a ohýbá vzhůru vypuzovaný roztavený materiál v této oblasti, což způsobuje vytváření v podstatě volného prostoru 29 bez kovu a strusky kolem konce přívodní trubky 26. Tento dolů směřující proud horkého vzduchu přispívá ke tvarování vypuzovaného roztaveného materiálu do shora popsané clony 72 roztaveného materiálu.
Poloha přívodních trubek 27 je zvolena tak, že jejich výstupní konce 39 leží nad povrchem na kov bohaté oblasti 23 během provádění předmětného způsobu. Tato poloha přívodních trubek 27 snižuje riziko jejich poškození v důsledku styku s roztaveným kovem, přičemž rovněž umožňuje provádět chlazení přívodních trubek 27 prostřednictvím nuceného vnitřního oběhu chladicí vody bez výrazného rizika, že by se voda dostala do styku s roztaveným kovem v hutnické nádobě 11.
Poloha přívodních trubek 27 je zejména zvolena tak, že výstupní konce 39 leží v rozmezí od 150 m do 1 500 mm nad povrchem na kov bohaté oblasti 23 za klidových podmínek. V této souvislosti je nutno poznamenat, že přestože přívodní trubky 27 jsou na výkrese znázorněny tak, že zasahují do hutnické nádoby 11, mohou rovněž výstupní konce 39 přívodních trubek 27 ležet v jedné rovině s boční stěnou 14.
Proud horkého vzduchu, dmýchaný přívodní trubkou 26, zajišťuje přídavné spalování reakčních plynů, tj. oxidu uhelnatého CO a vodíku H2, ve volném prostoru 29 bez kovu a strusky kolem konce přívodní trubky 26 a v obklopujícím roztaveném materiálu, přičemž dochází k vytváření vysokých teplot v řádu 2 000 °C nebo i vyšších. Teplo je přenášeno do roztaveného materiálu v oblasti vhánění plynu, načež je teplo
• · poté částečně přenášeno prostřednictvím roztaveného materiálu do na kov bohaté oblasti 23.
Volný prostor 29 bez kovu a strusky je velice důležitý pro dosahování vysoké úrovně přídavného spalování, neboť umožňuje unášení plynů v prostoru nad expandovanou oblastí 28 roztavené lázně do koncové oblasti přívodní trubky 26, v důsledku čehož dochází ke zvyšování podrobení dostupných reakčních plynů přídavnému spalování.
Clona 72 roztaveného materiálu je rovněž velice důležitá při vytváření částečné překážky pro přenášení sálavé energie z přídavného spalování do bočních stěn 14.
Kromě toho stoupající a klesající rozstřikované a šplíchající kapičky nebo proudy roztaveného materiálu v oblasti clony 72 vytvářejí účinné prostředky pro přenos tepla, vyvíjeného během přídavného spalování, do roztavené lázně.
Je zcela pochopitelné, že předmět tohoto vynálezu není nikterak omezen pouze na podrobnosti popsané a znázorněné konstrukce, neboť může být prováděna celá řada jeho modifikací a variant, které spadají do myšlenky a rozsahu předmětu tohoto vynálezu.

Claims (16)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob přímého tavení pro výrobu železa a/nebo slitin železa, který je provozován v komerčním měřítku v hutnické nádobě, která má nístěj, boční stěny a klenbu, přičemž minimální šířka vnitřku nístěje činí alespoň 4 m, přičemž předmětný způsob obsahuje následující kroky:
    (a) vhánění vstupních materiálů, kterými jsou tuhý materiál a nosný plyn, do roztavené lázně roztaveného kovu a roztavené strusky třemi nebo více dolů směřujícími přívodními trubkami pro vhánění tuhého materiálu, a tím vytváření proudění plynu, které způsobuje:
    (i) vytváření expandované oblasti roztavené lázně, a (ii) vypuzování rozstřikovaných a šplíchajících kapiček nebo proudů roztaveného materiálu směrem vzhůru z expandované oblasti roztavené lázně, a (b) dmýchání plynu, obsahujícího kyslík, do oblasti hutnické nádoby prostřednictvím alespoň jedné přívodní trubky pro dmýchání plynného kyslíku, a přídavné spalování hořlavých plynů, uvolňovaných z roztavené lázně, vyznačující se tím, že se' zvolí počet přívodních trubek pro vhánění tuhých materiálů a pro dmýchání plynného kyslíku a vzájemná poloha těchto přívodních trubek, • · · · • · • · přičemž se regulují procesní provozní podmínky, včetně množství vháněných vstupních materiálů a plynu, obsahujícího kyslík, přes přívodní trubky ve shora uvedených krocích (a) a (b) tak, že:
    (i) expandovaná oblast roztavené lázně obsahuje vyvýšenou oblast kolem oblasti nádoby pro dmýchání plynného kyslíku mezi oblastí a bočními stěnami, (ii) rozstřikované a šplíchající kapičky nebo proudy roztaveného materiálu jsou vypuzovány směrem vzhůru z vyvýšené oblasti, přičemž vytvářejí clonu kolem oblasti vhánění plynného kyslíku mezi oblastí a bočními stěnami a zvlhčují boční stěny, a (iii) „volný prostor se vytváří kolem spodního konce přívodní trubky nebo každé přívodní trubky pro dmýchání plynného kyslíku, přičemž v tomto volném prostoru je nižší koncentrace roztaveného materiálu, než je koncentrace roztaveného materiálu v expandované oblasti roztavené lázně.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že proudění plynu, vytvářené v kroku (a) , způsobuje výrazný pohyb materiálu v roztavené lázni a silné promíchávání roztavené lázně.
    • · · · • · • ·· ·
  3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vhánění vstupních materiálů v kroku (a) a proudění plynu, vytvářené vháněním vstupních materiálů, a reakce vstupních materiálů v roztavené lázni způsobují výrazný pohyb materiálu do expandované oblasti roztavené lázně a z této expandované oblasti.
  4. 4. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje periodické odpichování roztavené strusky z nádoby.
  5. 5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že zahrnuje kontinuální odpichování roztavené strusky z nádoby.
  6. 6. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje periodické odpichování roztaveného železa a/nebo slitin železa z nádoby.
  7. 7. Způsob podle kteréhokoliv vyznačující se tím, kontinuální odpichování roztaveného železa z nádoby.
    z nároků 1 až 5, že zahrnuje železa a/nebo slitin
  8. 8. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že krok (a) zahrnuje vhánění alespoň 80 % hmotnostních z celkové hmotnosti tuhého materiálu, používaného v daném způsobu, přes přívodní trubky pro vhánění tuhých materiálů.
  9. 9. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že krok (a) zahrnuje • · · · vhánění vstupních materiálů do roztavené lázně při rychlosti
    alespoň 40 m/s materiálů. přes přívodní trubky pro vhánění tuhých 10. Způsob podle nároku 9, vyznačuj ící se t i m , že rychlost leží v rozmezí od 80 m/s do 100 m/s. 11. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačuj ící se t í m , že krok (a) zahrnuje
    vhánění vstupních materiálů do roztavené lázně přes přívodní trubky pro vhánění tuhých materiálů při hmotnostní průtokové rychlosti až do 2,0 t/m2/s, kde m2 se týká průřezové plochy dodávací trubky přívodní trubky.
  10. 12. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že krok (a) zahrnuje vhánění vstupních materiálů do roztavené lázně přes přívodní trubky pro vhánění tuhých materiálů při poměru tuhých látek ku plynu od 10 do 18 kg/Nm3.
  11. 13. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že krok (b) zahrnuje dmýchání vzduchu nebo kyslíkem obohaceného vzduchu jako plynu, obsahujícího kyslík, do nádoby při teplotě od 800 °C do 1 400 °C a při rychlosti od 200 m/s do 600 m/s přes
    přívodní kyslíku. trubku nebo přívodní trubky pro dmýchání plynného 14. Způsob podle kteréhokoliv z předcházej ících nároků, v y z n a č u j ící se tím, že zahrnuje dmýchání vzduchu nebo kyslíkem obohaceného vzduchu jako plynu,
    • · * · • · · ·
    obsahujícího kyslík, do nádoby při vířivém pohybu v kroku (b) . 15. Způsob podle kteréhokoliv z předcházej ících nároků, v y z n a č u j ící se tím, že v kroku (a) se vytváří proudění plynu alespoň 0,35 Nm3/s/m2, kde m2 se týká oblasti vodorovného průřezu nístěje v její minimální šířce. 16. Způsob podle nároku 15, v y z n a č u j ící se tím, že v kroku (a) se vytváří proudění plynu alespoň 0,5 Nm3/s/m2. 17. Způsob podle nároku 15, v y z n a č u j ící se tím, že v kroku (a) se vytváří proudění plynu menší, než 2 Nm3/s/m2. 18. Zařízení na výrobu železa a/nebo slitin železa způsobem přímého tavení, vyznač u j i c i se tím,
    že obsahuje:
    (a) pevnou nevýklopnou nádobu pro uložení roztavené lázně kovu a strusky, která obsahuje na kov bohatou oblast a expandovanou oblast roztavené lázně nad na kov bohatou oblastí, přičemž nádoba obsahuje nístěj, jejíž minimální vnitřní šířka činí alespoň 4 m, a boční stěny, vybíhající směrem vzhůru od nístěje, přičemž nístěj je vytvořena ze žáruvzdorného materiálu a boční stěny jsou vytvořeny z vodou chlazených desek, • ·· · • · < · • · • · (b) alespoň jednu přívodní trubku, zasahující dolů do nádoby, pro dmýchání plynu, obsahujícího kyslík, do oblasti nádoby nad roztavenou lázní, (c) alespoň tři přívodní trubky pro vhánění tuhých látek pro přivádění vstupních materiálů a nosného plynu do roztavené lázně, a (d) prostředky pro odpichování strusky z nádoby.
    roztaveného kovu a
    19. Zařízení podle vyznačující se tím, vhánění tuhých látek jsou podlouhl chlazenými deskami v bočních stěnách dovnitř do oblasti nístěje nádoby.
    nároku 18, že přívodní trubky pro é a procházejí vodou nádoby a směrem dolů a
    20. Zařízení podle vyznačující se
  12. 18 nebo 19, že nístěj vymezuje nároku tím, válcovitou oblast v nádobě, přičemž směrem dolů směřující přívodní trubky pro vhánění tuhých látek jsou umístěny tak, že přímky, vedené svisle dolů od výstupních konců přívodních trubek, protínají základnu nístěje v množině míst na kružnici v nístěji.
  13. 21. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že kružnice má průměr, který je větší nebo stejný jako 2/3 průměru šířky nístěje.
  14. 22. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 18 až 21, vyznačující se tím, že oblast dmýchání plynného kyslíku je středovou oblastí nádoby.
    • ·
  15. 23. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 18 až 22, vyznačující se tím, že boční stěny obsahuj i:
    (a) horní válcový úsek, který vymezuje válcovou oblast v nádobě o větším průměru, než má oblast, vymezená nístějí, a (b) spodní válcový úsek, který je opatřen vnitřním obložením ze žáruvzdorného materiálu, přičemž vymezuje komole kuželovitou oblast v nádobě, přičemž tato komole kuželovitá oblast tvoří přechod mezi horním válcovým úsekem a nístějí.
  16. 24. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 18 až 23, vyznačující se tím, že přívodní trubky pro vhánění tuhých látek zasahují alespoň o 1 m do nádoby, přičemž jsou samonosné po celé své délce.
CZ2003168A 2000-07-20 2001-07-19 Způsob přímého tavení a zařízení k jeho provádění CZ2003168A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPQ8907A AUPQ890700A0 (en) 2000-07-20 2000-07-20 A direct smelting process and apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2003168A3 true CZ2003168A3 (cs) 2003-10-15

Family

ID=3822970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2003168A CZ2003168A3 (cs) 2000-07-20 2001-07-19 Způsob přímého tavení a zařízení k jeho provádění

Country Status (18)

Country Link
US (1) US6626977B1 (cs)
EP (1) EP1320633B1 (cs)
JP (1) JP2004503681A (cs)
KR (1) KR100792988B1 (cs)
CN (1) CN100342036C (cs)
AT (1) ATE378430T1 (cs)
AU (1) AUPQ890700A0 (cs)
BR (1) BR0112657A (cs)
CA (1) CA2411789A1 (cs)
CZ (1) CZ2003168A3 (cs)
DE (1) DE60131426T2 (cs)
ES (1) ES2295181T3 (cs)
MX (1) MXPA03000230A (cs)
MY (1) MY127238A (cs)
RU (1) RU2265062C2 (cs)
TW (1) TW568952B (cs)
WO (1) WO2002008471A1 (cs)
ZA (1) ZA200209781B (cs)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPQ599400A0 (en) * 2000-03-03 2000-03-23 Technological Resources Pty Limited Direct smelting process and apparatus
AUPQ695000A0 (en) * 2000-04-17 2000-05-11 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process and apparatus
AUPQ890700A0 (en) * 2000-07-20 2000-08-10 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process and apparatus
CN1320128C (zh) * 2002-02-24 2007-06-06 技术资源有限公司 直接熔炼容器
AU2003901692A0 (en) * 2003-04-10 2003-05-01 Technological Resources Pty Ltd Direct smelting plant
US20060108721A1 (en) * 2004-11-19 2006-05-25 Lew Holdings, Llc Single vessel blast furnace and steel making/gasifying apparatus and process
US20060157899A1 (en) * 2005-01-15 2006-07-20 Lew Holdings, Llc Single vessel blast furnace and steel making/gasifying apparatus and process
AU2006239733B2 (en) * 2005-04-26 2011-09-22 Technological Resources Pty. Limited Forehearth
US7828873B2 (en) 2005-04-26 2010-11-09 Technological Resources Pty. Limited Forehearth
AU2007229270B2 (en) * 2006-03-22 2011-09-22 Technological Resources Pty. Limited A forehearth
JP5411466B2 (ja) * 2008-08-08 2014-02-12 株式会社神戸製鋼所 鉄浴式溶解炉およびそれを用いた溶鉄製造方法
CN102365373B (zh) * 2009-02-09 2014-12-17 技术资源有限公司 直接熔炼方法和装置
KR20140064714A (ko) * 2011-02-09 2014-05-28 테크놀라지칼 리소시스 피티와이. 리미티드. 직접 제련 공정
CN102127609B (zh) * 2011-02-21 2012-07-18 唐山市嘉恒实业有限公司 一种短流程铁合金熔炼装置
CN111504046B (zh) * 2019-01-30 2023-04-07 新疆八一钢铁股份有限公司 料仓热烟气烘料装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5060913A (en) * 1989-08-30 1991-10-29 Regents Of The University Of Minnesota Integrated metallurgical reactor
SG45386A1 (en) 1989-09-29 1998-01-16 Ausmelt Ltd Top submerged injection with a shrouded lance
KR100242565B1 (ko) 1991-09-20 2000-03-02 제이 엠. 플로이드 철의 제조방법
AUPN226095A0 (en) 1995-04-07 1995-05-04 Technological Resources Pty Limited A method of producing metals and metal alloys
AU708381B2 (en) 1995-12-22 1999-08-05 Ausmelt Limited Continuous smelting and refining of iron
WO1997035038A1 (en) 1996-03-22 1997-09-25 Steel Technology Corporation Stable operation of a smelter reactor
AUPO944697A0 (en) * 1997-09-26 1997-10-16 Technological Resources Pty Limited A method of producing metals and metal alloys
AUPP442598A0 (en) 1998-07-01 1998-07-23 Technological Resources Pty Limited Direct smelting vessel
AUPP442698A0 (en) 1998-07-01 1998-07-23 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process
AUPP570098A0 (en) * 1998-09-04 1998-10-01 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process
AUPQ152299A0 (en) * 1999-07-09 1999-08-05 Technological Resources Pty Limited Start-up procedure for direct smelting process
AUPQ308799A0 (en) * 1999-09-27 1999-10-21 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process
AUPQ365799A0 (en) * 1999-10-26 1999-11-18 Technological Resources Pty Limited A direct smelting apparatus and process
AUPQ525500A0 (en) * 2000-01-25 2000-02-17 Technological Resources Pty Limited A method of relining a vessel
AUPQ532800A0 (en) * 2000-01-28 2000-02-17 Technological Resources Pty Limited Apparatus for injecting solid particulate material into a vessel
AUPQ630600A0 (en) * 2000-03-16 2000-04-15 Technological Resources Pty Limited Direct smelting plant
AUPQ890700A0 (en) * 2000-07-20 2000-08-10 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process and apparatus
AUPR023100A0 (en) * 2000-09-19 2000-10-12 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
ES2295181T3 (es) 2008-04-16
CN1443246A (zh) 2003-09-17
AUPQ890700A0 (en) 2000-08-10
KR20030011938A (ko) 2003-02-11
ATE378430T1 (de) 2007-11-15
RU2265062C2 (ru) 2005-11-27
MY127238A (en) 2006-11-30
EP1320633A4 (en) 2005-06-08
US6626977B1 (en) 2003-09-30
EP1320633B1 (en) 2007-11-14
TW568952B (en) 2004-01-01
EP1320633A1 (en) 2003-06-25
ZA200209781B (en) 2003-08-19
CA2411789A1 (en) 2002-01-31
CN100342036C (zh) 2007-10-10
JP2004503681A (ja) 2004-02-05
WO2002008471A1 (en) 2002-01-31
BR0112657A (pt) 2003-06-24
MXPA03000230A (es) 2003-09-10
DE60131426D1 (de) 2007-12-27
KR100792988B1 (ko) 2008-01-08
DE60131426T2 (de) 2008-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ299875B6 (cs) Zpusob výroby kovu prímým tavením z oxidu kovu
TW499481B (en) A direct smelting apparatus and process
KR100625921B1 (ko) 직접 용융 공정
KR100728760B1 (ko) 직접제련 방법 및 그 장치
AU6254400A (en) A direct smelting process
JP2012255215A (ja) 直接熔錬法及び装置
CZ2003168A3 (cs) Způsob přímého tavení a zařízení k jeho provádění
JP2001158906A (ja) 直接製錬法
JP2001049329A (ja) 直接精錬方法及び装置
CZ278679B6 (en) Process for producing steel from a charge of liquid pig iron and steel scrap in a converter
JP5033302B2 (ja) 直接製錬法および装置
CZ301945B6 (cs) Zpusob prímého tavení
AU2001272223B2 (en) A direct smelting process and apparatus
WO1998042878A1 (en) Process for direct production of cast iron from fine iron ore and fine coal and apparatus suitable to carry out said process
AU2001287371B2 (en) A direct smelting process and apparatus
AU768628B2 (en) A direct smelting process
AU2001272223A1 (en) A direct smelting process and apparatus
AU2001287371A1 (en) A direct smelting process and apparatus
MXPA00009410A (en) A direct smelting process
MXPA00002928A (en) Direct smelting process for producing metals from metal oxides
MXPA01000806A (en) A direct smelting process