UA62929C2 - Process for the treatment of particulate matter in the fluidised bed, process for producing melt of pig iron or liquid semi-finished steel products, use of capacity and plant for implementing these processes - Google Patents
Process for the treatment of particulate matter in the fluidised bed, process for producing melt of pig iron or liquid semi-finished steel products, use of capacity and plant for implementing these processes Download PDFInfo
- Publication number
- UA62929C2 UA62929C2 UA98116036A UA98116036A UA62929C2 UA 62929 C2 UA62929 C2 UA 62929C2 UA 98116036 A UA98116036 A UA 98116036A UA 98116036 A UA98116036 A UA 98116036A UA 62929 C2 UA62929 C2 UA 62929C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- fluidized bed
- gas
- particles
- reduction
- section
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 title claims description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 11
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 title abstract 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 41
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 19
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 10
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 2
- 241000252233 Cyprinus carpio Species 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000001914 calming effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
-
- 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
- C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0033—In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
-
- 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
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
- C22B5/14—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases fluidised material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
- C21B2100/44—Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
- C21B2100/66—Heat exchange
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Description
Винахід відноситься до способу обробки, переважно відновлення, подрібненого матеріалу в псевдозрідженому шарі, зокрема, дрібнозернистої руди, згідно з яким згаданий подрібнений матеріал підтримують в псевдозрідженому шарі за допомогою обробляючого газу, що проходить знизу вгору, і за рахунок цього обробляють, а також до ємкості для здійснення способу.
Подібний спосіб відомий, наприклад, з Ш5-А - 2,909,423, УМО 92/02458 і ЕР-А-0 571 358. У цьому способі оксидвмісний матеріал, наприклад, дрібнозернисту руду, відновлюють в псевдозрідженому шарі, що підтримується відновним газом всередині відновного реактора з псевдозрідженим шаром, за допомогою відновного газу, який через соплову решітку подають у відновний реактор з псевдозрідженим шаром, і який проходить через відновний реактор знизу вгору, в той час як оксид-вмісний матеріал входить у відновний реактор в приблизно поперечному напрямі відносно потоку відновного газу. Для створення псевдозрідженого шару необхідно, щоб проходячий через нього відновний газ мав певну швидкість, яка є функцією розміру частинок матеріалу, які завантажуються.
Із-за відносно високої швидкості відновного газу, яка необхідна у всіх відомих способах, відбувається значне винесення дрібних часток оксид-вмісного матеріалу, а на пізніх стадіях процесу відновлення - винесення відновленого оксид-вмісного матеріалу з псевдозрідженого шара, причому згадані дрібні частинки утримуються після цього у відновному газі. Щоб видалити згадані дрібні частинки з відновного газу - з одного боку для того, щоб мати можливість подальшого використання частково окисленого відновного газу, наприклад, в попередніх відновний реакторах, а з іншого боку - для повернення в процес оксид-вмісного матеріалу або вже відновленого матеріалу і уникнення його втрат - відновний газ, який містить дрібні частки, пропускають через пиловідділювачг, наприклад циклони, а відділений пил повертають зворотно в псевдозріджений шар. Пиловідділювач" або циклони, відповідно, переважно розташовані всередині реакторів (для порівняння Ш5-А - 2,909,423); однак вони можуть бути також встановлені зовні реакторів.
На практиці виявилося, що частково відновлені або повністю відновлені дрібнозернисті частки оксид- вмісного матеріалу мають тенденцію до злипання або спікання, взаємного і/або зі стінками реакторів або циклонів, а також із з'єднувальними або транспортувальними трубопроводами. Це явище називають "налипанням" або "засміченням". Процеси налипання або засмічення є функціями температури і міри відновлення оксид-вмісного матеріалу. Таке налипання або накопичення частково або повністю відновленого оксид-вмісного матеріалу на стінках відновних реакторів або на інших частинах установки може викликати збої в роботі, внаслідок чого тривала безперервна робота установки без відключення стає неможливою. Як з'ясувалося, практично неможлива безперервна робота установки більше за один рік.
Видалення накопичень або нагару вимагає величезних трудовитрат і великих фінансових витрат, зокрема, витрат на оплату праці, і приводять до втрат через зниження продуктивності установки. Часто ці накопичення відділяються довільно, внаслідок чого вони або падають в псевдозріджений шар, порушуючи параметри технологічного процесу, або - якщо накопичення відриваються від циклону - засмічують канали рециркуляції пилу, що ведуть від циклону до псевдозрідженого шару, внаслідок чого подальше відділення пилу, від відновного газу стає повністю неможливим.
На практиці один з недоліків відомих способів з псевдозрідженим шаром полягає в недостатній гнучкості, і основні проблеми полягають у відділенні і подачі потоку обробляючого газу, зокрема, в описаних вище відомих технологічних процесах - у відділенні і подачі потоку відновного газу. Інший недолік відомих способів полягає в тому, що на кожній технологічній стадії, тобто стадіях попереднього нагріву, часткового відновлення і остаточного відновлення, в більшості випадків два або декілька потоків продукту, що виходять з апаратів, призначених для цих технологічних стадій, повинні шлюзуватися, що зумовлює істотне зростання витрат на транспортування і на оснащення засобами шлюзування. Крім того, кожна стадія процесу повинна бути м оснащена двома системами які подають газ, що на практиці створює основні труднощі при наявності гарячих газів, які містять пил.
У доповнення до цього, із-за відносно високої швидкості відновного газу спостерігається значне його споживання. Споживається набагато більше відновного газу, ніж це необхідну для процесу відновлення як такого, а надмірна кількість служить просто для підтримки псевдозрідженого шару.
Спосіб відновлення металевих руд в псевдозрідженому шарі також відомий з (38-А-1 101 199. У цьому способі технологічні умови вибрані таким чином, що по ходу процесу відновлення, відбувається спікання матеріалу, за рахунок чого утворяться агломерати, які, завдяки їх розміру, не схильні до псевдозрідження.
Таким чином, є можливість повністю відділити відновлений матеріал, який вивантажується з реактора з псевдозрідженим шаром в напрямі зверху вниз, від частково відновленого матеріалу, який залишається псевдозрідженим. Більш дрібні частки продукту виводяться через верхню межу псевдозрідженого шара. Таким чином, в цьому процесі також утворюється два потоки продукту, що вимагає значних витрат на обладнання.
Винахід направлений на усунення цих недоліків і труднощів, ставить своєю задачею створення способу описаного вище, типу і ємкості для здійснення цього способу, які забезпечують можливість обробки подрібненого оксид-вмісного матеріалу при мінімальному споживанні обробляючого газу протягом тривалого. періоду часу без загрози збоїв, що викликаються налипанням або засміченням. Зокрема, повинна бути забезпечена можливість зниження кількості обробляючого газу, необхідного для підтримки псевдозрідженого шару, і його витрати, так щоб забезпечити лише мінімальне винесення дрібних часток.
Відповідно до винаходу, ця задача вирішується за рахунок того, що для обробки використовують подрібнений матеріал з широким розподілом розмірів часток, який містить більшу кількість дрібних часток і меншу кількість більш великих часток, і за рахунок того, що поверхневу швидкість ("зирепісіа!" - англ., "еетопгдезспміпаїдкеїй" - нім.: швидкість у вільному перетині) обробляючого газу в псевдозрідженому шарі підтримують менше, ніж швидкість,, яка потрібна, для псевдозрідженого шару більш великих часток згаданого подрібненого матеріалу, при цьому всі частки матеріалу, як великі, так і дрібні, рухаються вгору і вивантажуються через верхню область псевдозрідженого шару.
У разі широкого рівномірного розподілу розмірів зерна поверхневу швидкість в псевдозрідженому шарі підтримують в діапазоні 0,25-0,75 швидкості, яка потрібна для псевдозрідження самих великих часток згаданого подрібненого матеріалу.
Переважно використовують подрібнений матеріал з частками, які мають середній діаметр в діапазоні від 0,02 до 0,15, більш переважно від 0,05 до 0,10 максимального діаметра згаданого подрібненого матеріалу.
Переважно, поверхневу швидкість обробляючого газу над псевдозрідженим шаром відносно максимального діаметра ємкості, яка містить псевдозріджений шар, визначають для теоретичної вибірки розмірів зерна від 50 до 150мкм, переважно від 60 до 100мкм, для якої переважну поверхневу швидкість в псевдозрідженому шарі підтримують в діапазоні від 0О,Зм/с до 2,0м/с для відновлення початкових дрібнозернистих руд.
Спосіб отримання розплаву чушкового чавуну або рідких напівфабрикатів сталі із завантажувальних матеріалів, що складаються із залізняку і флюсів і принаймні, що частково включають дрібнозернисту фракцію, з використанням технології обробки за. винаходом відрізняється тим, що завантажувальні матеріали піддають прямому відновленню в губчасте залізо в як мінімум одній зоні відновлення з псевдозрідженим шаром, губчасте залізо плавлять в плавильно-газифікаційній зоні при подачі носив вуглеця і кисеньвмісного газу, при цьому утвориться СО- і Но-вмісний відновний газ, який вводять в зону відновлення, де він вступає в реакцію, і потім відводять у вигляді експортного газу і подають споживачу.
Ємкість для здійснення способу за винаходом яка відрізняється тим, що містить: - циліндричну нижню секцію псевдозрідженого шара, що містить псевдозріджений шар і що включає газорозподільне дно, живильний трубопровід для обробляючого газу, а також пристрій завантаження і пристрій вивантаження подрібненого матеріалу, розташовані над газорозподільним дном; - конічну секцію, розташовану над секцією псевдозрідженого шара таким чином, що вона конічно розширяється вгору від секції псевдозрідженого шару причому нахил стінки конічної секції відносно центральної осі реактора становить 6-15", переважно 8-10", - принаймні частково циліндричну секцію заспокоєння, розташовану над конічною секцією і закриту зверху, з якої виведений відвідний трубопровід обробляючого газу; - коефіцієнт відношення площі поперечного перерізу секції заспокоєння в циліндричній області до площі поперечного перерізу секції псевдозрідженого шар , становить 22.
Ємкість для здійснення способу відновлення руди в псевдозрідженому шарі, яка включає дві циліндричних частини різного діаметра і дуже коротка частина помітно конічної форми, розташована між циліндричними частинами, відома, наприклад, з ЕР-А - 0 022 098. Однак в цій ємкості с два трубопроводи подачі газу, зокрема, перший - під нижньою циліндричною частиною і другий - в конічній частині. Повністю відновлену руду вивантажують з цього реактора з псевдозрідженим шаром в направленні зверху вниз.
Відповідно до винаходу, бажано щоб площа поперечного перерізу зони заспокоєння в циліндричній області була досить велика для того, щоб поверхнева швидкість в цій області була достатньою для відділення часток від газу, які мають розмір зерна більше за 50мкм.
Установка для отримання розплаву чушкового чавуна або рідких напівфабрикатів стали із завантажувальних матеріалів, що складаються із залізняку і флюсів і принаймні що частково включають дрібнозернисту фракцію, відрізняється принаймні однією ємністю за винаходом виконаною у вигляді відновного реактора, в який входить транспортувальний трубопровід для завантажувальних матеріалів, які містять залізняк і флюси, газовий трубопровід для відновного газу, а також транспортувальний трубопровід для продукту відновлення, що утворюється в реакторі, і газовий трубопровід для доменного газу, і оснащена плавильно-газифікаційним апаратом, в який входить транспортувальний трубопровід, що відводить продукт відновлення з відновного реактора, і який включає живильні трубопроводи для кисеньутримуючих газів і носіїв вуглеця, а також відведення для чушкового чавуну або напівфабрикатів стали і шлаку, де газовий трубопровід, вхідний у відновний реактор і призначений для відновного газу, що утворюється в плавильно-газифікаційном апараті, виходить з плавильно-газифікаційного апарату, а відновний реактор має конструкцію відновного реактора з псевдозрідженим шаром.
Далі винахід буде описаний більш детально з посиланням на малюнки, де Фіг.1 показує розріз ємності за винаходом, а Фіг.2 являє собою технологічну схему способу відновлення залізняку, в якому можуть використовуватися ємкості за винаході. Фіг.З показує у вигляді діаграми деякі варіанти розподілу розмірів часток залізняку, що обробляються за винаходом.
Ємкість 1, яка показана на Фіг.1, утворює реактор з псевдозрідженим шаром, зокрема, відновний реактор, включає циліндричну нижню секцію псевдозрідженого шару З, яка призначена для прийняття псевдозрідженого шара 2 і на певній висоті забезпечена газорозподільним дном, яке виконане у вигляді соплової решітки 4 і призначене для подачі і рівномірного розподілу відновного газу. Відновний газ проходить через відновний реактор від соплової решітки 4 знизу вгору. Над сопловою решіткою 4 в тій же циліндричній секції псевдозрідженого шару З розташовані відвідні і транспортувальні трубопроводи 5, 6, тобто живильні трубопроводи і відвідні трубопроводи для дрібнозернистої руди. Псевдозріджений шар 2 має висоту шару 7 від соплової решітки 4 до рівня відвідного трубопровода 6 для дрібнозернистої руди, тобто до його отвору 8.
До циліндричної нижньої секції псевдозрідженого шару З приєднана виступаюча вгору конічна секція 9, причому нахил стінки 10 конічної секції 9 відносно центральної осі реактора 11 складає максимум 6-15", переважно 8-10". У цій області безперервне збільшення поперечного перетину 12 конічної секції 9 спричиняє постійне і рівномірне зменшення поверхневої швидкості потоку відновного газу, який тече вгору.
Завдяки тому, що конічна секція У мають лише незначний нахил стінки 10, можна отримати потік без турбулентності і без відриву від стінки 10 незважаючи на збільшення поперечного перерізу 12 в згаданій конічній секції 9. Таким чином, виключається турбулентність, яка може спричиняти локальне збільшення швидкості відновного газу. Отже, забезпечується постійне і рівномірне зменшення поверхневої швидкості відновного газу через поперечний переріз 12 по висоті конічної секції 9, тобто на кожному її рівні.
До верхнього краю 13 конічної секції 9 приєднана секція заспокоєння 15, що має циліндричну стінку 14 і закрита зверху перекриттям реактора 16, виконаним в формі зрізаної сфери, наприклад, півсфери. Газовий трубопровід 17 для відведення відновного газу розташований по центру перекриття реактора 16. Збільшення поперечного перерізу конічної секції 9 виконане таким чином, що відношення площі поперечного перерізу 18 секції заспокоєння 15 до площі поперечного перекину 19 секції псевдозрідженого шару З становить 22.
Газовий трубопровід 17 веде до циклону 20, призначеного для відділення пилу від відновного газу.
Трубопровід рециркуляції пилу 21, що виходить з циклону 20, направлений вниз і відкривається в псевдозріджений шар 2. Відведення газу з циклону 20 позначене позицією 22.
Відповідно до винаходу, у відновному реакторі 1 обробляється дрібнозерниста руда, що має широкий рівномірний розподіл розмірів часток при відносно високому вмісті дрібних часток. Наприклад, розподіл розмірів часток може бути наступним: маса фракцій до АМмм 10096 до 1мм 729 до 0,5мМмМ БОЮ до 0,125мМмМ Зоо
Було встановлено, що дрібнозерниста руда приблизно з таким розподілом може без сегрегації зазнавати псевдозрідження в псевдозрідженому шарі 2, причому, і це істотне для винаходу, поверхнева швидкість Мтоп завжди нижче, ніж мінімальна швидкість, необхідна для псевдозрідження великих часток дрібнозернистої руди.
Оптимальним робочим діапазоном для мпов виявилося співвідношення
Мпов--(0,25-0,75)Ммин(Омах), де
Мпов . поверхнева швидкість в псевдозрідженому шарі 2 над розподільним дном 4;
Ммин (дмах) - мінімальна швидкість псевдозрідження великих часток фракції, що завантажується.
Як вже було згадано вище, широкий розподіл розмірів часток в дрібнозернистій руді суттєвий для винаходу. Такий розподіл є характерною особливістю початкових дрібнозернистих руд, тобто дрібнозернистих руд, які не зазнавали фракціонування після подрібнення. Деякі приклади розподілу зерна початкового залізняку приведені на Фіг.3. При таких розподілах розмірів часток початкового залізняку завжди є велика частка дрібної фракції, частки якої так малі, що вони не залишаються в псевдозрідженому шарі, а несуться з газом і рециркулюють зворотно через циклони. Дрібна фракція необхідна для забезпечення псевдозрідження дуже великих часток при відносно низькій поверхневій швидкості обробляючого газу.
У винаході використане явище передачі імпульсу до більш великих часток, яке має місце при широкому розподілі розмірів часток. За рахунок цього забезпечується можливість псевдозрідження більш великих часток, навіть якщо поверхнева швидкість відновного газу менше поверхневої швидкості, необхідної для псевдозрідження великих часток. Відповідно до винаходу, забезпечується можливість використання дрібнозернистої руди з природним розподілом розмірів часток (початкової руди), яка має дмах переважно до 12мм, максимум до 1бмм, без якого-небудь попереднього фракціонування.
Використання відновного реактора, виконаного відповідно до критеріїв, сформульованих вище, і використання дрібнозернистої руди, що має відносний високий вміст дрібних часток, забезпечує наступні переваги в режимі псевдозрідження: - гнучкість системи по відношенню до змін в щільності твердого матеріалу і в розподілі розмірів часток, що відбуваються при зміні сировини, що завантажується; - нечутливість до дезинтеграції часток і, отже, до змін в вмісті дрібнозернистої фракції, які відбуваються в процесі обробки матеріала від сировини до продукту.
Ємкість 1 з такими ж перевагами може бути використана як ємкість для попереднього нагріву і ємкість для часткового відновлення і повного відновлення.
Установка, в якій використана ємкість 1 яка описана вище, сконструйована за винаходом, більш детально описана нижче з посиланням на фіг. 2.
Установка для виробництва чушкового чавуну, або напівфабрикатів сталі включає три реактори з псевдозрідженим шаром 1, 1", 1" описаних вище конструкцій, які з'єднані послідовно, де матеріал, який містить .оксид заліза, такий, як початкова дрібнозерниста руда, через живильний трубопровід руди 5 подається в перший реактор з псевдозрідженим шаром 1, в якому здійснюється стадія попереднього нагріву і, можливо, часткового відновлення дрібнозернистої руди, а потім передається з реактора з псевдозрідженим шаром 1 в реактор з псевдозрідженим шаром 1", або з 1" в 1", відповідно, через транспортувальні трубопроводи 5, 6. У другому реакторі з псевдозрідженим шаром 1 здійснюється часткове відновлення (стадія часткового відновлення), а в розташованому послідовно після нього реакторі 1" здійснюється остаточне відновлення дрібнозернистої руди в губчасте залізо (стадія повного відновлення).
Повністю відновлений матеріал, тобто, губчасте залізо, через транспортувальний трубопровід 6 передається в плавильно-газифікаційний апарат 25. У плавильно-газифікаційній зоні 26 плавильно- газифікаційного апарату 25 з вугілля і кисневмісного тазу виробляється СО- і Но-вмісний відновний газ, який через живильний трубопровід відновного газу 27 подається в реактор з псевдозрідженим шаром 1", розташований останнім в напрямі течії дрібнозернистої руди. Потім відновний газ передається протитечією руди з реактора з псевдозрідженим шаром 1" в реактор з псевдозрідженим шаром 1 або з 1" в 1, відповідно, через транспортувальні трубопроводи 28, 29, і виводиться з реактора з псевдозрідженим шаром 1 у вигляді доменного газу через відвідний трубопровід доменного газу 30, після чого охолоджується і очищується у вологому скрубері 31.
Плавильно-газифікаційний апарат 25 оснащений живильним трубопроводом 32 для твердих носіїв вуглеводня живильним трубопроводом 33 для кисневмісних газів, а також, можливо, живильними трубопроводами для носіїв вуглеводня таких як вуглеводень, що рідкі або газоподібні при кімнатній температурі, а також для кальцинованих флюсів. Всередині плавильно-газифікаційного апарата 25, нижче плавильно-газифікаційної зони 26, збирається розплавлений чушковий чавун або розплавлений напівфабрикат стали і розплавлений шлак, які відводяться через відведення 34.
У живильному трубопроводі відновного газу 27, що виходить з плавильно-газифікаційного апарату 25 і входить в реактор з псевдозрідженим шаром, є знепилювальний пристрій, такий як циклон гарячого газу 35, а частки пилу, відділені в цьому циклоні гарячого газу 35, подаються в плавильно-газифікаційний апарат 25 через поворотний трубопровід 36, з використанням азоту як транспортувальної середи, і через пальник при наддуві кисня.
Можливість регулювання температури відновного газу підвищується завдяки наявності трубопровода рециркуляції газу 37, який переважно передбачений в конструкції і який вийде з живильного трубопровода відновного газу 27 і передає частину відновного газу зворотно в згаданий живильний трубопровід відновного газу 27 через скрубер 38 і компресор 39, а саме - в точці, розташованій вище за течією від циклону гарячого газу 35.
7 М
З
28/29 30) м Му 8 й 1 7ю 12 ! т ет я;
КМ Щ 5 /
Е у; 6 | її ! / 28 дуття в 1 у б Н ще я дІФ(О») 1 М , 6 28 т
Но 6 | 37 " я В 39 2 іт еВеиИ-ЬА -х о 0 -ю, 33
З
Фа озподіл розмірів часток залізняКку в л розмірі юн Усрор НІ ШИ Я ШО ПА ОБУ сазан НОВ НН ОО ся во пиши пи ви МО Ж ох ня МОН МОЯ М я о я ННЯ Я Мрію «Даня НИ
І ТА ( ЛА 1 Ол кл о о 9 МилИ ПИЛ НО НО М НО ВО НЕ ПНННОЛНННННННЯХ НОНОЛНННЯ МОНАКО «ОХ Ра КО ВОК НН ПАННО МУ Меса МОУ «ай МК НИ ВЕН пр 2 З 32 «5 5 ю--- МИ НОЛ ЛІ НИ НО М К НОЛОНООНННННИХ КОНІ» ЗНО 7 НАХ НО. ОХ ЛО КОНОД а УКНОНЮ с И ПОН Н Я т ЕС --- КА ТИ А ук -- А- 4 У ил 5 2 А
Ся ЖАБ Я Я | о и З ОО де. Плани лих Ша ля Ми ми Ж ШІ Дитя АШЗ ШТ
В Пон НИ НОЖНІ ВО ЛО ВО п о др ВО Ву а но р Лан ПИВА пи о ВА о
В НИНІ І ШО А В В ВО НАНУ ДУ УНН НЛО й НОВ» сах ВУ НИВИ ВИНО М В НО ВА В ВК зо -А- - - Є -- -- -2--2- 5 5 555 5-2 1 1 У Ол Ул о тт У І ШТ юг А ЛОЗИ ССС
АЕН т с ий мі я- А Я т Я РА А т А ТЛ А -О ос лен 0! 01 / ю
Розмір часток (мм) ул З
Claims (9)
1. Спосіб обробки, переважно відновлення, подрібненого матеріалу в псевдозрідженому шарі, зокрема відновлення дрібнозернистої руди, в якому згаданий подрібнений матеріал підтримують в псевдозрідженому шарі (2) за допомогою обробляючого газу, що проходить знизу вгору, і за рахунок цього обробляють, який відрізняється тим, що для обробки використовують подрібнений матеріал з широким розподілом розмірів частинок, що має більший вміст дрібних частинок і менший вміст більш великих частинок, і що поверхневу швидкість обробляючого газу в псевдозрідженому шарі (2) підтримують меншою, ніж швидкість, яка потрібна для псевдозрідження більш великих часток згаданого подрібненого матеріалу, при цьому і більш великі, і дрібні частинки переміщуються вгору і їх вивантажують через верхню область псевдозрідженого шару.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що поверхневу швидкість в псевдозрідженому шарі (2) підтримують в діапазоні 0,25 - 0,75 швидкості, яка потрібна для псевдозрідження самих великих часток згаданого подрібненого матеріалу.
3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що використовують подрібнений матеріал, середній діаметр часток якого знаходиться в діапазоні від 0,02 до 0,15, переважно від 0,05 до 0,10 максимального діаметра часток згаданого подрібненого матеріалу.
4. Спосіб за будь-яким із пп. 1 - 3, який відрізняється тим, що поверхневу швидкість обробляючого газу над псевдозрідженим шаром (2) відносно максимального діаметра ємкості, що містить псевдозріджений шар (2), встановлюють для теоретичної вибірки часток з розміром від 50 до 150 мкм, переважно від 60 до 100 мкм.
5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що для відновлення початкових дрібнозернистих руд в псевдозрідженому шарі (2) поверхневу швидкість підтримують в діапазоні від 0,3 м/с до 2,0 м/с.
6. Спосіб отримання розплаву чушкового чавуну або рідких напівфабрикатів сталі із завантажувальних матеріалів, що складаються із залізняку і флюсів і принаймні такі, що частково включають дрібнозернисту фракцію, який відрізняється тим, що завантажувальні матеріали піддають прямому відновленню в губчасте залізо в як мінімум одній зоні відновлення способом псевдозрідженого шару за одним із пп. 1 - 5, губчасте залізо плавлять в плавильно-газифікаційній зоні (І - ІМ) при подачі носіїв вуглецю і кисневмісного газу, при якому утвориться СО- і Но-вмісний відновний газ, який вводять в зону відновлення, де він вступає там в реакцію, і потім відводять у вигляді експортного газу і подають споживачу.
7. Застосування ємкості (1) для здійснення способу за будь-яким із пп. 1-6, яка містить циліндричну нижню секцію псевдозрідженого шару (3), що містить псевдозріджений шар (2) і що включає газорозподільне дно (4), живильний трубопровід (27, 28) для обробляючого газу, а також пристрій завантаження і пристрій вивантаження подрібненого матеріалу, розташовані над газорозподільним дном (4), конічну секцію (9), розташовану над секцією псевдозрідженого шара (3) таким чином, що вона конічно розширяється вгору від секції псевдозрідженого шару, де нахил стінки (10) конічної секції (9) відносно центральної осі (11) реактора становить 6-15", переважно 8-10", принаймні частково циліндричну секцію заспокоєння (15), розташовану над конічною секцією (9) і закриту зверху, з якої виходить відвідний трубопровід обробляючого газу (28, 29, 30), при цьому коефіцієнт відношення площі поперечного перерізу (18) секції заспокоєння (15) в циліндричній області до площі поперечного перерізу (19) секції псевдозрідженого шару (3) більший або дорівнює г 2.
8. Застосування за п. 7, яке відрізняється тим, що площа поперечного перерізу (18) зони заспокоєння (15) в циліндричній області досить велика для того, щоб поверхнева швидкість в цій області була достатньою для відділення від газу часток, що мають розмір, більший за 50 мкм.
9. Застосування установки для отримання розплаву чушкового чавуну або рідких напівфабрикатів сталі для здійснення способу за п.б, яка включає принаймні одну ємкість, виконану у вигляді відновного реактора (1, 17, 17, в яку входить транспортувальний трубопровід (5) для завантажувальних матеріалів, які містять залізняк і флюси, газовий трубопровід (27, 28) для відновного газу, а також транспортувальний трубопровід (6) для продукту відновлення, що утворюється в реакторі, і газовий трубопровід (30) для доменного газу, і що включає плавильно-газифікаційний апарат (25), в який входить транспортувальний трубопровід (6), що відводить продукт відновлення з відновного реактора (1, 17, 1 7), і який включає живильні трубопроводи (32, 33) для кисневмісних газів і носіїв вуглецю, а також відведення (34) для чушкового чавуну або напівфабрикатів сталі і шлаку, де газовий трубопровід (27), який входить у відновний реактор (1,1,1 3) їі призначений для відновного газу, що утворюється в плавильно-газифікаційном апараті (25), виходить з плавильно-газифікаційного апарата (25), а відновний реактор має конструкцію відновного реактора з псевдозрідженим шаром (1,17,17).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0087596A AT405521B (de) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | Verfahren zum behandeln teilchenförmigen materials im wirbelschichtverfahren sowie gefäss und anlage zur durchführung des verfahrens |
| PCT/AT1997/000098 WO1997044496A1 (de) | 1996-05-17 | 1997-05-15 | Verfahren zum behandeln teilchenförmigen materials im wirbelschichtverfahren sowie gefäss und anlage zur durchführung des verfahrens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA62929C2 true UA62929C2 (en) | 2004-01-15 |
Family
ID=3501834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA98116036A UA62929C2 (en) | 1996-05-17 | 1997-05-15 | Process for the treatment of particulate matter in the fluidised bed, process for producing melt of pig iron or liquid semi-finished steel products, use of capacity and plant for implementing these processes |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6241801B1 (uk) |
| EP (1) | EP0958386B1 (uk) |
| JP (1) | JP4316673B2 (uk) |
| KR (1) | KR100458553B1 (uk) |
| CN (1) | CN1059930C (uk) |
| AT (1) | AT405521B (uk) |
| AU (1) | AU729127B2 (uk) |
| BR (1) | BR9709591A (uk) |
| CA (1) | CA2255811C (uk) |
| CZ (1) | CZ294884B6 (uk) |
| DE (1) | DE59710586D1 (uk) |
| RU (1) | RU2178001C2 (uk) |
| SK (1) | SK284964B6 (uk) |
| TW (1) | TW426745B (uk) |
| UA (1) | UA62929C2 (uk) |
| WO (1) | WO1997044496A1 (uk) |
| ZA (1) | ZA974252B (uk) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8968441B2 (en) | 2009-01-30 | 2015-03-03 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh | Method and system for producing pig iron or fluid steel pre-products |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT410323B (de) * | 2001-06-19 | 2003-03-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und vorrichtung zum behandeln von teilchenförmigem material |
| EP1397521A2 (de) | 2001-06-19 | 2004-03-17 | Voest-Alpine Industrieanlagenbau GmbH & Co. | Verfahren und vorrichtung zum behandeln von teilchenförmigem material |
| AT410802B (de) * | 2001-11-09 | 2003-08-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und vorrichtung zur behandlung eines feinteilchenförmigen, insbesondere metallhaltigen, einsatzmateriales |
| KR100413323B1 (ko) * | 2001-12-01 | 2004-01-03 | 고려아연 주식회사 | 유동층이 안정화된 아연정광 유동배소로 |
| FR2873795B1 (fr) * | 2004-07-30 | 2007-08-10 | F M I Process Sa Sa | Cuve pour le traitement thermique de produits divers en lit fluidise |
| WO2011001288A2 (en) | 2009-06-29 | 2011-01-06 | Bairong Li | Metal reduction processes, metallurgical processes and products and apparatus |
| KR101428382B1 (ko) | 2013-04-25 | 2014-09-23 | 주식회사 포스코 | 용선제조장치 및 용선제조방법 |
| MX2015017351A (es) * | 2013-06-17 | 2016-07-13 | Hatch Ltd | Acondicionador de flujo de alimentacion para materiales de alimentacion particulados. |
| EP3708684B1 (de) * | 2019-03-15 | 2022-03-02 | Primetals Technologies Austria GmbH | Verfahren zur direktreduktion in einem fliessbett |
| KR102265696B1 (ko) * | 2019-04-11 | 2021-06-15 | 주식회사 포스코 | 분환원철 저장장치 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2909423A (en) | 1957-06-04 | 1959-10-20 | United States Steel Corp | Method and apparatus for handling fluidized solids |
| GB1101199A (en) * | 1966-11-01 | 1968-01-31 | Texaco Development Corp | Ore reduction |
| SE419129B (sv) * | 1979-05-29 | 1981-07-13 | Stora Kopparbergs Bergslags Ab | Anordning for reduktion av finfordelat jernoxidhaltigt material i en cirkulerande flytbedd |
| US5118479A (en) | 1990-08-01 | 1992-06-02 | Iron Carbide Holdings, Limited | Process for using fluidized bed reactor |
| DE4131962C2 (de) * | 1991-09-25 | 1998-03-26 | Hismelt Corp Pty Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von heissen Gasen mit Feststoffen in einem Wirbelbett |
| AT402937B (de) | 1992-05-22 | 1997-09-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und anlage zur direktreduktion von teilchenförmigem eisenoxidhältigem material |
| US5407179A (en) * | 1992-05-26 | 1995-04-18 | Fior De Venezuela | Fluidized bed direct steelmaking plant |
| US5338336A (en) * | 1993-06-30 | 1994-08-16 | Bechtel Group, Inc. | Method of processing electric arc furnace dust and providing fuel for an iron making process |
| AT405057B (de) * | 1994-09-27 | 1999-05-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zum reduzieren von oxidhältigem material und anlage zur durchführung des verfahrens |
| AT406485B (de) * | 1995-10-10 | 2000-05-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten und anlage zur durchführung des verfahrens |
-
1996
- 1996-05-17 AT AT0087596A patent/AT405521B/de not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-05-15 EP EP97921514A patent/EP0958386B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-15 CZ CZ19983729A patent/CZ294884B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1997-05-15 WO PCT/AT1997/000098 patent/WO1997044496A1/de active IP Right Grant
- 1997-05-15 SK SK1568-98A patent/SK284964B6/sk not_active IP Right Cessation
- 1997-05-15 CA CA 2255811 patent/CA2255811C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-15 CN CN97194720A patent/CN1059930C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-15 JP JP54125197A patent/JP4316673B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-15 RU RU98122337A patent/RU2178001C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1997-05-15 UA UA98116036A patent/UA62929C2/uk unknown
- 1997-05-15 BR BR9709591A patent/BR9709591A/pt not_active IP Right Cessation
- 1997-05-15 KR KR10-1998-0709267A patent/KR100458553B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-05-15 AU AU27562/97A patent/AU729127B2/en not_active Ceased
- 1997-05-15 DE DE59710586T patent/DE59710586D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-16 ZA ZA9704252A patent/ZA974252B/xx unknown
- 1997-07-30 TW TW86110891A patent/TW426745B/zh not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-11-17 US US09/193,544 patent/US6241801B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8968441B2 (en) | 2009-01-30 | 2015-03-03 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh | Method and system for producing pig iron or fluid steel pre-products |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6241801B1 (en) | 2001-06-05 |
| CN1219205A (zh) | 1999-06-09 |
| ZA974252B (en) | 1997-12-11 |
| WO1997044496A1 (de) | 1997-11-27 |
| ATA87596A (de) | 1999-01-15 |
| AU729127B2 (en) | 2001-01-25 |
| KR20000011108A (ko) | 2000-02-25 |
| AU2756297A (en) | 1997-12-09 |
| EP0958386A1 (de) | 1999-11-24 |
| SK156898A3 (en) | 1999-07-12 |
| CA2255811C (en) | 2006-07-18 |
| KR100458553B1 (ko) | 2005-04-21 |
| JP4316673B2 (ja) | 2009-08-19 |
| RU2178001C2 (ru) | 2002-01-10 |
| CN1059930C (zh) | 2000-12-27 |
| BR9709591A (pt) | 2000-04-25 |
| AT405521B (de) | 1999-09-27 |
| TW426745B (en) | 2001-03-21 |
| DE59710586D1 (de) | 2003-09-18 |
| SK284964B6 (sk) | 2006-03-02 |
| EP0958386B1 (de) | 2003-08-13 |
| CZ372998A3 (cs) | 1999-08-11 |
| JP2000510908A (ja) | 2000-08-22 |
| CA2255811A1 (en) | 1997-11-27 |
| CZ294884B6 (cs) | 2005-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100529118C (zh) | 用流化床反应器对含氧化铁的固体进行热处理的方法和装置 | |
| RU2070936C1 (ru) | Способ обработки газов и твердых частиц в кипящем слое и устройство для его осуществления | |
| UA62929C2 (en) | Process for the treatment of particulate matter in the fluidised bed, process for producing melt of pig iron or liquid semi-finished steel products, use of capacity and plant for implementing these processes | |
| CS264123B2 (en) | Method of preparing particles of spongy iron and liquid steel and device for making this method | |
| PL174365B1 (pl) | Sposób i układ do wytwarzania surówki z rud żelaza | |
| RU2158769C2 (ru) | Трехступенчатое устройство для восстановления мелкозернистой железной руды в псевдоожиженном слое | |
| RU2122586C1 (ru) | Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов и установка для его осуществления | |
| RU2175675C2 (ru) | Способ получения жидкого чушкового чугуна или жидких полуфабрикатов стали | |
| RU2195501C1 (ru) | Реактор с кипящим слоем, предотвращающий налипание измельченной железной руды, и предназначенный для этого способ | |
| RU98122337A (ru) | Способ обработки измельченного материала в псевдоожиженном слое, емкость и установка для осуществления способа | |
| RU2135598C1 (ru) | Способ получения расплавленного чушкового чугуна или полупродуктов стали и установка для осуществления этого способа | |
| US3511616A (en) | Fluidized bed reactor windbox with scavenging jets | |
| RU2131471C1 (ru) | Способ восстановления тонкоизмельченной руды и установка для его осуществления | |
| AU728390B2 (en) | Method for treating particulate material in the fluidized bed method and vessel and plant for carrying out the method | |
| KR101153352B1 (ko) | 용철 제조 장치 | |
| KR100466634B1 (ko) | 용융선철또는용강중간제품을생산하는방법및그설비 | |
| CZ294682B6 (cs) | Způsob recyklování jemnozrnných částic pevné látky a zařízení pro provádění tohoto způsobu | |
| JPS59100205A (ja) | 塊状鉄鉱石から海綿鉄粒子および液状銑鉄を直接製造する方法および設備 | |
| UA45454C2 (uk) | Спосіб завантаження металовмісних речовин в плавильно-газифікаційну зону та установка для його здійснення | |
| KR20000038829A (ko) | 용융가스화로에 공급되는 미분의 분급장치 및 이를 이용한 미분의 분급방법 | |
| JPH0649520A (ja) | 流動層炉 | |
| JP2000503353A (ja) | 鉄含有材料から液状銑鉄または鋼予備製造物を製造する方法 | |
| RU98122370A (ru) | Способ обработки измельченного материала в псевдоожиженном слое, емкость и установка для осуществления способа |