RU2618297C1 - Способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт - Google Patents

Способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт Download PDF

Info

Publication number
RU2618297C1
RU2618297C1 RU2015156791A RU2015156791A RU2618297C1 RU 2618297 C1 RU2618297 C1 RU 2618297C1 RU 2015156791 A RU2015156791 A RU 2015156791A RU 2015156791 A RU2015156791 A RU 2015156791A RU 2618297 C1 RU2618297 C1 RU 2618297C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag bath
coal
liquid slag
furnace
romelt
Prior art date
Application number
RU2015156791A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Андреевич Роменец
Валерий Сергеевич Валавин
Юрий Валентинович Похвиснев
Сергей Александрович Макеев
Александр Константинович Зайцев
Наталия Вячеславовна Симакова
Алена Александровна Федорова
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority to RU2015156791A priority Critical patent/RU2618297C1/ru
Priority to PCT/RU2016/000194 priority patent/WO2017116275A1/en
Priority to EA201800393A priority patent/EA033747B1/ru
Priority to KR1020187021655A priority patent/KR20180097739A/ko
Priority to EP16882176.7A priority patent/EP3397779A4/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2618297C1 publication Critical patent/RU2618297C1/ru

Links

Images

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
    • C21B13/0013—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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/008—Use of special additives or fluxing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/02—Working-up flue dust
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
    • 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
    • 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
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству жидкого углеродистого полупродукта и чугуна. В жидкую шлаковую ванну печи Ромелт через верхнее загрузочное отверстие одновременно загружают железосодержащие материалы, флюсы и фракции угля более 5 мм. Барботаж жидкой шлаковой ванны и инициирование неполного горения угля достигают путем подачи воздушно-кислородного дутья на нижние фурмы печи Ромелт. Окисление в зоне дожигания CO и H2, выделяющихся из жидкой шлаковой ванны газов, осуществляют путем подачи кислорода на верхние фурмы печи Ромелт. Степень дожигания выходящих из жидкой шлаковой ванны газов поддерживают на уровне 60-85% от максимально возможной степени дожигания путем разделения угля на фракции более 5 мм и менее 5 мм. Фракцию угля менее 5 мм подвергают измельчению до крупности менее 1 мм и подают в жидкую шлаковую ванну через нижние фурмы печи Ромелт вместе с воздушно-кислородным дутьем с интенсивностью 400-1000 м3/м2 площади печи на уровне нижних фурм. Тепловой поток из зоны дожигания в жидкую шлаковую ванну обеспечивают в пределах 3-6 МВт/м2 поверхности жидкой шлаковой ванны. Изобретение позволяет уменьшить потери железа со шлаком и исключить возможность неконтролируемого вскипания шлаковой ванны. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству жидкого углеродистого полупродукта и чугуна, но может найти применение и в других отраслях промышленности, например в цветной металлургии, производстве стройматериалов и т.д.
Известен способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт, включающий непрерывную загрузку в одну шлаковую ванну железосодержащих материалов различного минералогического состава, всего угля, извести, подачу кислорода и кислородсодержащего дутья в зоны выше и ниже уровня шлака, вывод образующегося металла, шлака и газов (Процесс Ромелт / В.А. Роменец [и др.] - М.: МИСиС, Издательский дом «Руда и металлы», 2005, с. 8).
Недостатком этого способа является управление процессом только на основании расчета расхода угля и кислорода по уравнениям материального баланса; при этом плавка осуществляется вне зависимости от гранулометрического состава углей. При этом весь уголь подается через загрузочные отверстия сверху печи на шлаковую ванну. Как показывают практические опыты, при работе печи Ромелт по этой технологии степень дожигания, вычисляемая по составу выходящих из печи углеродсодержащих газов CO2/(CO2+CO), не превышает 0,3-0,5 при теоретически возможной величине, близкой к единице. Работа печи Ромелт при низких степенях дожигания существенно увеличивает расходы энергоносителей и снижает производительность. При этом также не осуществляется контроль за количеством тепла, передаваемого шлаковой ванне, и интенсивностью дутья, подаваемого на нижние фурмы.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является «Способ управления процессом Ромелт» (RU 2182603, опублик. 20.05.2000 г.), согласно которому в ходе плавки поддерживают и регулируют содержание оксидов железа в шлаке на заданном уровне в зависимости от температуры шлака и состава газа за счет увеличения/уменьшения количества загружаемого угля и увеличения/уменьшения количества кислорода, подаваемого выше уровня расплавленного шлака.
По этому способу управление процессом и производство чугуна осуществляется также вне зависимости от гранулометрического состава угля, и весь уголь загружается сверху печи. При этом также не обеспечиваются высокие степени дожигания газа в печи.
Недостатком этих способов является то, что при загрузке угля сверху на шлаковую ванну фракции менее 3-5 мм не достигают шлаковой ванны или выносятся из нее, не взаимодействуя с оксидами железа, витают в зоне дожигания и взаимодействуют с образовавшимися при дожигании CO2 и H2O, снижая степень дожигания, количество тепла, выделившегося от дожигания, и передачу тепла в ванну. При этом степень дожигания не превышает 0,3-0,5, и имеет место перерасход кислорода и угля.
По упомянутым выше технологиям не учитывается и не контролируется тепловой поток из зоны дожигания в шлаковую ванну, который должен быть оптимизирован и находиться в определенных пределах. Особенно опасна недооценка этого фактора при выполнении проектных расчетов печей Ромелт, так как без учета этих факторов могут быть получены недостоверные результаты.
В изобретении достигается технический результат, заключающийся в
- возможности работы печи Ромелт при высоких степенях дожигания и эффективном использовании углей, содержащих мелкие фракции угля, без снижения показателей плавки;
- возможности эффективной утилизации мелких фракций угля за счет их вдувания в шлаковую ванну в районе расположения нижних фурм;
- уменьшении потери железа со шлаком до величины менее 5% по сравнению с плавкой высокоокисленных материалов классической технологией Ромелт путем увеличения скорости восстановления оксидов железа;
- исключении возможности неконтролируемого вскипания шлаковой ванны;
- контроле и поддержании на оптимальном уровне теплового потока, передаваемого из зоны дожигания в шлаковую ванну;
- контроле и поддержании на необходимом уровне удельного расхода дутья на нижние фурмы.
Технический результат достигается следующим образом.
В способе производства чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт одновременно загружают железосодержащие материалы, флюсы и фракции угля более 5 мм в жидкую шлаковую ванну печи Ромелт через верхнее загрузочное отверстие. Барботаж жидкой шлаковой ванны и инициирование неполного горения угля достигают путем подачи воздушно-кислородного дутья на нижние фурмы печи Ромелт. Окисление в зоне дожигания CO и H2, выделяющихся из жидкой шлаковой ванны газов, осуществляют путем подачи кислорода на верхние фурмы печи Ромелт. Степень дожигания выходящих из жидкой шлаковой ванны газов поддерживают на уровне 60-85% от максимально возможной степени дожигания путем разделения угля на фракции более 5 мм и менее 5 мм.
Фракцию угля менее 5 мм подвергают измельчению до крупности менее 1 мм и подают в жидкую шлаковую ванну через нижние фурмы печи Ромелт вместе с воздушно-кислородным дутьем с интенсивностью 400-1000 м3/м2 площади печи на уровне нижних фурм. Тепловой поток из зоны дожигания в жидкую шлаковую ванну обеспечивают в пределах 3-6 МВт/м2 поверхности жидкой шлаковой ванны.
При этом в качестве железосодержащих материалов используют отходы металлургического производства в виде шламов, пыли, окалины и железные руды.
Также в качестве флюсов используют известь, или обожженный доломит, или кварцевый песок, или их смесь.
Степень дожигания выходящих из жидкой шлаковой ванны газов определяют по соотношению углеродсодержащих компонентов α=CO2/(CO2+CO)-100%, где CO2 и CO - содержание в объемных процентах соответствующих газов после дожигания.
При этом в торцевых и боковых стенах печи Ромелт могут быть установлены дополнительные нижние фурмы.
Количество фракции угля менее 1 мм, подаваемого на дополнительные нижние фурмы, составляет не менее 20% от общего количества загружаемого угля.
Изобретение поясняется чертежом, где приведена схема реализации способа. На чертеже показаны переходной шибер 1, односитный грохот 2, загрузочные желоба 3 и 4 для угля, первый вертикальный конвейер 5, установка 6 для измельчения угля крупности менее 1 мм, второй вертикальный конвейер 7, шихтовый бункер 8 фракций угля более 5 мм, шихтовый бункер 9 фракций угля менее 5 мм, жидкая шлаковая ванна 10, верхние фурмы 11, нижние фурмы 12, верхнее загрузочное отверстие 13.
В известной технологии Ромелт часть мелких частиц угля, загружаемого через верхнее загрузочное отверстие, из-за небольшой относительной плотности угля витает в зоне дожигания над шлаковой ванной, а часть выносится из печи в виде пыли. Этому способствуют значительные газовые потоки как выделившихся из ванны газов, так и образующиеся от дутья, подаваемого на верхние фурмы. В качестве примера можно привести расчет скорости газов над шлаковой ванной опытной печи Ромелт. При площади печи на уровне нижних фурм 20 м2 выделение газов из шлаковой ванны достигало 40-60 тыс. м3/час. Таким образом, учитывая высокую температуру газов, линейную скорость восходящих потоков можно оценить в 5,4 м/с.
Угольная пыль взаимодействует с газовой фазой, что приводит к уменьшению степени дожигания. Это отражается и на выделении тепла от дожигания, т.к. в условиях неполного дожигания и недостатка кислорода уголь горит только до CO, а тепловой эффект этой реакции, составляющий 117 кДж/моль, более чем в два раза меньше, чем тепловой эффект реакции горения CO и H2 составляет соответственно 279 кДж/моль и 251 кДж/моль.
Запыленность газа углеродом приведет не только к повышению доли CO, но и к перераспределению кислорода между углерод- и водородсодержащими компонентами газовой фазы.
В предлагаемом способе устраняются эти недостатки.
Способ осуществляется следующим образом.
В жидкую шлаковую ванну 10 печи Ромелт одновременно загружают железосодержащие материалы, флюсы и фракции угля более 5 мм через верхнее загрузочное отверстие 13. При этом в качестве железосодержащих материалов используют отходы металлургического производства в виде шламов, пыли, окалины и железную руду. Также в качестве флюсов используют известь или обожженный доломит или кварцевый песок или их смесь.
Одновременно с загрузкой железосодержащих материалов, флюсов и угля на нижние фурмы 12 подают воздушно-кислородное дутье, которое инициирует неполное горение угля и барботаж жидкой шлаковой ванны 10.
Для окисления в зоне дожигания CO и H2, выделяющихся из жидкой шлаковой ванны 10, подают на верхние фурмы 11 печи Ромелт кислород чистотой не менее 80%.
В процессе Ромелт в шлаковой ванне протекают все основные эндотермические реакции восстановления оксидов железа и других металлов:
(MexOy)+yC=xMe+yCO.
Единственная экзотермическая реакция неполного горения углерода
C+1/2O2=CO
не компенсирует дефицит тепла, что приводит к отрицательному тепловому балансу ванны. Полное горение угля в шлаковой ванне до CO2 по реакции
C+O2=CO2.
невозможно, т.к. в этом случае не будут обеспечиваться термодинамические условия, необходимые для восстановления оксида железа.
При производстве чугуна из влажного железосодержащего материала с общим содержанием Feобщ 50% с использованием энергетического угля 65% Cфикс затраты тепла в среднем составят примерно 12,3 МДж/кг чугуна с учетом потерь тепла в окружающую среду, в то время как от реакции горения углерода выделится не более 3 МДж/кг чугуна, что недостаточно для компенсации недостатка тепла.
Поэтому основным источником тепла в печи Ромелт является дожигание выделяющихся восстановительных газов над шлаковой ванной и передача получившегося тепла в ванну. Объем выделяющихся из ванны газов CO и H2 больше необходимого для устранения дефицита тепла в шлаковой ванне, поэтому даже частичное дожигание этих газов позволяет получить достаточное количество тепла. При правильной организации зоны дожигания достаточно горения 60-85% объема выделяющихся из ванны газов. Увеличение тепла от дожигания можно достичь путем удаления витающих частиц угля и, соответственно, перераспределения всего кислорода, подаваемого выше уровня шлака, на реакции горения газов, что обеспечивается в предлагаемом патенте.
Уголь подается через шибер 1 на односитный грохот 2, где происходит разделение угля на фракции более 5 мм и менее 5 мм. Крупная фракция угля более 5 мм через второй вертикальный контейнер 7 подается в шихтовый бункер 8, а из шихтового бункера 8 в жидкую шлаковую ванну 10 через верхнее загрузочное отверстие 13.
Фракция угля менее 5 мм через загрузочный желоб 3 подается на первый вертикальный конвейер 5, откуда поступает в шихтовый бункер 9. После этого фракция угля менее 5 мм из шихтового бункера 9 поступает в установку 6 для измельчения угля, где получают фракции угля менее 1 мм.
Данная фракция вдувается в жидкую шлаковую ванну 10 через нижние фурмы 12 или через дополнительные фурмы, выполненные в торцевых и боковых стенах печи Ромелт на высоте 0,8-1,8 м от пода печи.
Уголь фракции менее 1 мм подается на нижние фурмы 12 печи Ромелт при интенсивности дутья 400-1000 м3/м2 площади печи.
При интенсивности дутья менее 400 м3/м2 площади печи барботаж в жидкой шлаковой ванне осуществляется в пузырьковом режиме, что приводит к недостаточной интенсивности перемешивания.
При интенсивности дутья более 1000 м3/м2 площади печи появляются пробои струи через жидкую шлаковую ванну и уменьшение интенсивности перемешивания.
Оксиды железа, попадая в слой барботируемого шлака, содержащего уголь, растворяются в шлаке и восстанавливаются на замешиваемых в шлак угольных частицах. Железо, получаемое при восстановлении, науглероживается и в виде капелек металла под действием собственного веса осаждается на подину печи. Таким образом, в печи образуется три слоя расплавов: металл на подине печи, слой спокойного шлака между металлом и нижними фурмами и слой барботируемого шлака (реакционная зона). Вдувание мелкодисперсных фракций угля существенно увеличивает количество центров восстановления железа, что приводит к возрастанию количества полученного металла и повышению производительности агрегата.
При разделении угля на фракции более 5 мм и менее 5 мм поддерживают степень дожигания выходящих газов из жидкой шлаковой ванны 10 на уровне 60-85% от максимально возможной степени дожигания.
Разделение на фракции ±5 мм обусловлено тем, что при загрузке угля сверху через загрузочное отверстие фракция больше 5 мм падает в шлаковую ванну, а фракция меньше 5 мм вследствие относительно малой плотности угля и высоких скоростей газового потока витает в зоне дожигания и взаимодействуют с кислородом дутья верхних фурм.
При степени дожигания газов, выходящих из жидкой шлаковой ванны, вычисленной по соотношению CO2/(CO2+CO)-100%, менее 60% ухудшаются показатели работы печи Ромелт и увеличивается расход энергоносителей.
При степени дожигания газов, выходящих из жидкой шлаковой ванны, более 85% могут происходить процессы диссоциации образовавшихся CO2 и H2O вследствие высокой температуры, что уменьшает количество тепла, полученного от дожигания, а также увеличиваются потери тепла через стенки печи.
При недостаточной степени дожигания газов фракция угля менее 5 мм с помощью перекидного шибера 1 подается через загрузочный желоб 4 на вертикальный конвейер 5 и на установку 6 для измельчения угля фракции менее 1 мм.
Подача фракций угля менее 1 мм обусловлена следующим. В случае подачи в нижние фурмы 12 угля крупностью более 1 мм на внутренних поверхностях системы подготовки и подачи угля интенсивно протекают процессы механического износа вследствие взаимодействия материала системы с острыми гранями частиц угля, а также имеет место снижение скорости восстановления в слое шлака.
Количество фракций угля менее 1 мм, подаваемых на дополнительные и нижние фурмы 12, составляет не менее 20% от общего количества угля. При меньшем количестве увеличение степени дожигания недостаточно для получения величины более 60%, а количество центров зарождения металлической фазы на угле возрастает недостаточно.
В этих условиях создают тепловой поток из зоны дожигания в жидкую шлаковую ванну в пределах 3-6 МВт/м2 поверхности жидкой шлаковой ванны. При тепловом потоке менее 3 МВт/м2 поверхности жидкой шлаковой ванны происходит недостаточная передача тепла в шлаковую ванну от зоны дожигания и наблюдается перерасход угля и кислорода на нижний ряд фурм.
При тепловом потоке более 6 МВт/м2 поверхности жидкой шлаковой ванны наблюдается повышенная степень дожигания, диссоциация CO2 и H2O, увеличение тепловых нагрузок на стены печи.
При этом расход кислорода на верхние фурмы уменьшается на 10 м3 при снижении количества фракции угля менее 5 мм в зоне дожигания на 1 кг, фиксированного углерода в угле. Одновременно увеличение производительности печи Ромелт по чугуну составит 1,2 кг на 1 кг вдуваемого угля за счет увеличения числа центров восстановления оксидов железа на угольных частицах.
Примеры осуществления способа.
Пример 1
В жидкую шлаковую ванну печи Ромелт одновременно загружают смесь железосодержащих отходов металлургического производства (шламы, пыли, окалина) со средним содержанием Feобщ 50,4% и уголь марки «ТСШ» Кузнецкого угольного бассейна с содержанием фиксированного углерода 67,5%. При этом фракцию угля более 5 мм подают в жидкую шлаковую ванну печи Ромелт через верхнее загрузочное отверстие, а фракцию угля менее 5 мм подвергают измельчению до крупности менее 1 мм. После чего фракцию угля менее 1 мм вдувают в жидкую шлаковую ванну через нижние фурмы и через установленные в торцевых и боковых стенах печи Ромелт дополнительные фурмы вместе с воздушно-кислородным дутьем с интенсивностью 10003/м2 площади печи на уровне нижних фурм. Степень дожигания выходящих из шлаковой ванны газов составляет 60% от максимально возможной. Таким образом обеспечивают тепловой поток из зоны дожигания в жидкую шлаковую ванну 3 МВт/м2 поверхности жидкой шлаковой ванны. Количество фракции угля менее 1 мм, подаваемой на нижние фурмы, составляет 20% от общего расхода угля. При этом удельные расходы угля и кислорода составляют 820 кг/т чугуна и 940 м3/т чугуна соответственно. По сравнению с загрузкой всего угля через верхнее загрузочное отверстие производительность печи увеличилась на 15%.
Пример 2
В жидкую шлаковую ванну печи Ромелт одновременно загружают железную руду со средним содержанием Feобщ 38,5% и уголь марки «T» Кузнецкого угольного бассейна с содержанием фиксированного углерода 76,5%. При этом фракцию угля более 5 мм подают в жидкую шлаковую ванну печи Ромелт через верхнее загрузочное отверстие, а фракцию угля менее 5 мм подвергают измельчению до крупности менее 1 мм. После чего фракцию угля менее 1 мм вдувают в жидкую шлаковую ванну через нижние фурмы и через установленные в торцевых и боковых стенах печи Ромелт дополнительные фурмы вместе с воздушно-кислородным дутьем с интенсивностью 400 м3/м2 площади печи на уровне нижних фурм. Степень дожигания выходящих из шлаковой ванны газов составляет 85% от максимально возможной. Таким образом, обеспечивают тепловой поток из зоны дожигания в жидкую шлаковую ванну 6 МВт/м2 поверхности жидкой шлаковой ванны. Количество фракции угля менее 1 мм, подаваемой на нижние фурмы, составляет 40% от общего расхода угля. При этом удельные расходы угля и кислорода составляют 980 кг/т чугуна и 1030 м3/т чугуна, соответственно. По сравнению с загрузкой всего угля через верхнее загрузочное отверстие производительность печи увеличилась на 30%.
Таким образом, предлагаемый способ увеличивает производительность технологии и обеспечивает экономию расхода угля и кислорода по сравнению с загрузкой угля только сверху на жидкую шлаковую ванну.

Claims (6)

1. Способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт, включающий одновременную загрузку железосодержащих материалов, флюсов и фракций угля более 5 мм в жидкую шлаковую ванну печи Ромелт через верхнее загрузочное отверстие, барботаж жидкой шлаковой ванны и инициирование неполного горения угля путем подачи воздушно-кислородного дутья на нижние фурмы печи Ромелт, окисление в зоне дожигания СО и Н2, выделяющихся из жидкой шлаковой ванны, путем подачи кислорода на верхние фурмы печи Ромелт и отвод чугуна и шлака из печи Ромелт, при этом степень дожигания выходящих из жидкой шлаковой ванны газов поддерживают на уровне 60-85% от максимально возможной степени дожигания путем разделения угля на фракции более 5 мм и менее 5 мм, причем фракцию угля менее 5 мм подвергают измельчению до крупности менее 1 мм и подают в жидкую шлаковую ванну через нижние фурмы печи Ромелт вместе с воздушно-кислородным дутьем с интенсивностью 400-1000 м3/м2 площади печи на уровне нижних фурм, при этом обеспечивают тепловой поток из зоны дожигания в жидкую шлаковую ванну в пределах 3-6 МВт/м2 поверхности жидкой шлаковой ванны.
2. Способ по п. 1, в котором в качестве железосодержащих материалов используют отходы металлургического производства в виде шламов, пыли, окалины и руды.
3. Способ по п. 1, в котором в качестве флюсов используют известь, или обожженный доломит, или кварцевый песок, или их смесь.
4. Способ по п. 1, в котором степень дожигания выходящих из жидкой шлаковой ванны газов определяют по соотношению α=CO2/(CO2+CO)⋅100%.
5. Способ по п. 1, в котором выполняют в торцевых и боковых стенах печи Ромелт дополнительные нижние фурмы.
6. Способ по п. 1, в котором количество фракции угля менее 1 мм, подаваемого на дополнительные и нижние фурмы, составляет не менее 20% от общего количества угля.
RU2015156791A 2015-12-29 2015-12-29 Способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт RU2618297C1 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156791A RU2618297C1 (ru) 2015-12-29 2015-12-29 Способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт
PCT/RU2016/000194 WO2017116275A1 (en) 2015-12-29 2016-04-06 Method of pig iron production using romelt liquid phase reduction process
EA201800393A EA033747B1 (ru) 2015-12-29 2016-04-06 Способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления ромелт
KR1020187021655A KR20180097739A (ko) 2015-12-29 2016-04-06 로멜트 액상 환원 공정을 이용한 선철 제조방법
EP16882176.7A EP3397779A4 (en) 2015-12-29 2016-04-06 PROCESS FOR PRODUCING CRUDE CAST IRON USING A ROMELT LIQUID PHASE REDUCTION PROCESS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156791A RU2618297C1 (ru) 2015-12-29 2015-12-29 Способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2618297C1 true RU2618297C1 (ru) 2017-05-03

Family

ID=58697605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015156791A RU2618297C1 (ru) 2015-12-29 2015-12-29 Способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3397779A4 (ru)
KR (1) KR20180097739A (ru)
EA (1) EA033747B1 (ru)
RU (1) RU2618297C1 (ru)
WO (1) WO2017116275A1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5480474A (en) * 1993-06-15 1996-01-02 Mannesmann Aktiengesellschaft Process and apparatus for smelting reduction of ores or pre-reduced metal carriers
RU2182603C2 (ru) * 2000-05-18 2002-05-20 ЗАО Научно-производственное объединение "АЛГОН" Способ управления процессом "ромелт"
RU2191831C1 (ru) * 2001-02-08 2002-10-27 МГИСиС (технологический университет) Способ переработки железомарганцевого сырья

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4252560A (en) * 1978-11-21 1981-02-24 Vanjukov Andrei V Pyrometallurgical method for processing heavy nonferrous metal raw materials
CN1399688A (zh) * 1999-09-06 2003-02-26 日本钢管株式会社 金属冶炼方法和金属冶炼设备
RU2541239C1 (ru) * 2013-07-30 2015-02-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Способ переработки железосодержащих материалов в двухзонной печи
RU2542050C1 (ru) * 2013-07-30 2015-02-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Способ пирометаллургической переработки железосодержащих материалов

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5480474A (en) * 1993-06-15 1996-01-02 Mannesmann Aktiengesellschaft Process and apparatus for smelting reduction of ores or pre-reduced metal carriers
RU2182603C2 (ru) * 2000-05-18 2002-05-20 ЗАО Научно-производственное объединение "АЛГОН" Способ управления процессом "ромелт"
RU2191831C1 (ru) * 2001-02-08 2002-10-27 МГИСиС (технологический университет) Способ переработки железомарганцевого сырья

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУРУНОВ И.Ф. и др. Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа., М.: Черметинформация, 2002, cc.129-138. *

Also Published As

Publication number Publication date
EA201800393A1 (ru) 2018-12-28
EA033747B1 (ru) 2019-11-21
KR20180097739A (ko) 2018-08-31
WO2017116275A1 (en) 2017-07-06
EP3397779A1 (en) 2018-11-07
EP3397779A4 (en) 2019-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2647403B2 (ja) 製鋼用の中間生産物である高炭素鉄の生成法ならびに炉
US8088195B2 (en) Method for manufacturing titanium oxide-containing slag
AU2007204927B2 (en) Use of an induction furnace for the production of iron from ore
CA1244656A (en) Processes and appparatus for the smelting reduction of smeltable materials
US3912501A (en) Method for the production of iron and steel
US5431710A (en) Method for continuously producing iron, steel or semi-steel and energy
RU2127321C1 (ru) Способ получения стали и устройство для его осуществления
US7740681B2 (en) Reductant addition in a channel induction furnace
RU2591925C2 (ru) Способ прямой плавки
US4756748A (en) Processes for the smelting reduction of smeltable materials
WO1997020954A1 (en) Simplified duplex processing of nickel ores and/or concentrates for the production of ferronickels, nickel irons and stainless steels
US7785389B2 (en) Feed material composition and handling in a channel induction furnace
US7776126B2 (en) Processing parameters for operation of a channel induction furnace
RU2618297C1 (ru) Способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт
WO2008002114A1 (fr) Procédé de transformation de matériaux contenant du plomb
US3102806A (en) Reverberatory smelting method and apparatus
WO2009114157A2 (en) Feed material compostion and handling in a channel induction furnace
RU2380633C1 (ru) Дуплекс-печь для выплавки марганцевых сплавов из железомарганцевых бедных руд и концентратов и техногенных отходов металлургии
US3471283A (en) Reduction of iron ore
CA2372809A1 (en) Method and installation with smelting and reduction cyclone and a coupled lower furnace for utilising residual material containing iron and heavy metals and optionally iron ore
RU2637840C1 (ru) Способ производства чугуна дуплекс-процессом Ромелт (варианты)
RU2272849C1 (ru) Способ получения металлов из рудных материалов и агрегат для его осуществления
CN117858968A (zh) 铁液制造方法
WO2009145672A1 (ru) Способ выплавки ферросплавов и дуплекспечь для его реализации
WO2007120026A1 (fr) Installation de traitement de matières premières contenant du plomb et du zinc