СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СОДЕРЖАЩИХ ЖЕЛЕЗНУЮ РУДУ ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЛИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЧУГУНА ИЛИ ЖИДКИХ СТАЛЬНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ Российский патент 2014 года по МПК C21B13/14 

Изобретение относится к способу и устройству для восстановления содержащей железную руду шихтовых материалов или для производства чугуна или жидких стальных полуфабрикатов в плавильном агрегате, в частности газификаторе плавления, причем шихтовые материалы по меньшей мере частично восстанавливаются в агрегате восстановления, в частности, в реакторе кипящего слоя, посредством восстановительного газа, и при необходимости по меньшей мере часть по меньшей мере частично восстановленного шихтового материала расплавляется в газификаторе плавления или доменной печи под действием угля или кокса и кислородсодержащего газа при одновременном образовании восстановительных газов, и подают восстановительный газ или внешний, в частности, произведенный в процессе риформинга, восстановительный газ к агрегату восстановления.

Из уровня техники известно, что горячий восстановленный материал, как например, оксид железа, во время хранения должен находиться под защитным газом, чтобы избежать процесса повторного окисления. Для этого известны различные средства, которые предусматривают защиту от воздуха или также продувку защитным газом.

В US 5192486 раскрыто применение пневматической подачи восстанавливаемой железной руды в устройство брикетирования, причем восстанавливаемая железная руда находится под восстановительной атмосферой.

Из WO 2009/146982 А1 известны способ и устройство для восстановления железной руды и производства чугуна. Восстанавливаемую железную руду охлаждают после устройства брикетирования или подают в плавильный реактор.

В WO 2006/111574 А1 раскрыт агрегат восстановления и установка для приема горячей восстановленной железной руды или для охлаждения восстановленного железа.

Кроме того, в WO 01/14598 А1 раскрыты способ и устройство для производства железа прямым восстановлением (DRI) и установка для охлаждения или хранения DRI под защитным газом.

При восстановлении шихтовых материалов или при восстановительной плавке трудности состоят в том, что при нарушениях процесса или также при запланированных остановах шихтовые материалы из агрегатов должны удаляться, чтобы они не охлаждались и не замораживались, что приводит к отверждению шихтовых материалов в реакторах. В дальнейшем шихтовые материалы должны удаляться перед запланированными остановами, чтобы обеспечить проведение обслуживания оборудования. В соответствии с габаритами оборудования в случае останова следует иметь возможность справиться с преимущественно большим количеством горячих шихтовых материалов.

И потому задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства, которые обеспечат быстрое и малозатратное приостановление процесса восстановления или восстановительной плавки.

Эта задача решается соответствующими изобретению признаками п. 1 и характеризующими устройство признаками п. 11.

В первом аспекте настоящего изобретения предлагается способ производства чугуна или жидких стальных полуфабрикатов, в котором по меньшей мере частично восстанавливают железосодержащие шихтовые материалы по меньшей мере в одном агрегате восстановления, преимущественно в восстановительной шахте или реакторе кипящего слоя, посредством восстановительного газа, и расплавляют по меньшей мере часть по меньшей мере частично восстановленных шихтовых материалов в плавильном агрегате, преимущественно в газификаторе плавления или доменной печи, при подаче угля или кокса и кислородсодержащего газа и при одновременном образовании восстановительного газа, при этом в агрегат восстановления подают упомянутый образованный или внешний, в частности, произведенный в процессе риформинга, восстановительный газ.

Способ характеризуется тем, что при приостановлении процесса восстановления или процесса производства чугуна или стальных полуфабрикатов, в частности, при останове процесса, разгружают по меньшей мере агрегат восстановления, причем по меньшей мере частично восстановленные шихтовые материалы переносят по меньшей мере в одну емкость, в частности, бункер или другой агрегат восстановления, и удерживают под неокисляющей защитной газовой атмосферой, причем предусматривают от 2 до 6, в частности, 4, соединенных в каскад агрегата восстановления, в частности, реакторов кипящего слоя, которые соответственно соединяют друг с другом трубопроводом восстановительного газа и транспортной магистралью для шихтовых материалов, так что восстановительный газ и шихтовые материалы текут в противотоке, причем разгрузку агрегатов восстановления в емкость осуществляют через общий отвод, который соединен с агрегатами восстановления и с емкостью.

Целесообразно, если выгружаемые шихтовые материалы охлаждают до температуры, в частности, ниже 150°С, при которой не происходит повторное окисление шихтовых материалов.

В другом варианте шихтовые материалы продувают в емкости для разрыхления материала, и/или для повышения инертности, и/или по меньшей мере для частичного охлаждения, защитным газом, в частности, азотом.

Может быть предусмотрено, что шихтовые материалы выгружают из емкости и при этом охлаждают, в частности, посредством охлаждаемого шнека.

Охлажденные шихтовые материалы из емкости подают, в частности, пневматически посредством несущего газа, на склад для хранения охлажденных шихтовых материалов на воздухе, так что они после окончания упомянутого приостановления процесса восстановления или процесса производства чугуна или стальных полуфабрикатов могут вновь дозировано подаваться в процесс.

В одном варианте реализации шихтовые материалы подают в емкость под рабочим давлением агрегата восстановления.

Далее целесообразно, если давление в емкости понижают перед выгрузкой шихтовых материалов до разницы давления по меньшей мере 0,1 бар, в частности по меньшей мере до 0,5 бар, относительно агрегата восстановления.

Также может быть предусмотрено, что восстановительный газ, который подают вместе с шихтовым материалом в емкость, вводят в загрузочный бункер для подачи восстановленных шихтовых материалов к устройству брикетирования.

Шихтовые материалы могут подаваться попеременно по меньшей мере в две емкости.

При использовании восстановительного газа из агрегата восстановления в качестве газа-носителя транспортирование шихтовых материалов из агрегата восстановления в емкость осуществляют гравитацией и/или пневматически.

Во втором аспекте настоящее изобретение относится к устройству производства чугуна или жидких стальных полуфабрикатов, содержащее по меньшей мере один агрегат восстановления, в частности, восстановительную шахту или реактор кипящего слоя, для по меньшей мере частичного восстановления железосодержащих шихтовых материалов посредством восстановительного газа,

плавильный агрегат, в частности, газификатор плавления или доменную печь, для расплавления по меньшей мере части по меньшей мере частично восстановленных шихтовых материалов при подаче угля или кокса и кислородосодержащего газа и при одновременном образовании восстановительного газа, и

трубопровод восстановительного газа, выполненный для подачи упомянутого образованного или внешнего, полученного в частности, в процессе риформинга, восстановительного газа к агрегату восстановления.

Предлагаемое устройство характеризуется тем, что предусмотрена по меньшей мере одна емкость, в частности, бункер или другой агрегат восстановления, в которую при приостановлении процесса восстановления или процесса производства чугуна или стальных полуфабрикатов, в частности, при останове процесса, может разгружаться по меньшей мере агрегат восстановления, причем в емкости предусмотрено оборудование повышения инертности для удерживания по меньшей мере частично восстановленных шихтовых материалов в неокисляющей защитной газовой атмосфере, причем оборудование повышения инертности выполнено в виде множества подводов для защитного газа в емкость и обеспечивает повышение инертности, и/или псевдоожижение, и/или охлаждение шихтовых материалов, причем предусмотрены от 2 до 6, в частности, 4, соединенных в каскад агрегата восстановления, в частности, реакторов кипящего слоя, которые соответственно соединены друг с другом трубопроводом восстановительного газа и транспортной магистралью для шихтовых материалов, так что восстановительный газ и шихтовые материалы могут течь в противотоке, причем агрегаты восстановления соответственно соединены с общим отводом для разгрузки агрегатов восстановления, при этом отвод соединен с емкостью.

В усовершенствованном варианте предусмотрены по меньшей мере две емкости, которые могут загружаться шихтовыми материалами попеременно.

Также может быть предусмотрено, что емкость имеет по меньшей мере один охлаждаемый шнек для охлаждения и дозируемой выгрузки шихтовых материалов.

В другом усовершенствованном варианте предусмотрено оборудование для пневматического транспорта шихтовых материалов из емкости, которое соединяет емкость со складом для хранения охлажденных шихтовых материалов на воздухе.

Также, поскольку предусмотрены от 2 до 6, в частности, 4, соединенных в каскад агрегата восстановления, в частности, реакторов кипящего слоя, то они могут быть соответственно соединены друг с другом трубопроводом восстановительного газа, транспортной магистралью для шихтовых материалов и отдельной выпускной магистралью, так чтобы восстановительный газ и шихтовые материалы протекают в противотоке, причем при останове процесса сначала разгружают ниже всего расположенный агрегат восстановления через отвод и затем в ниже расположенный агрегат восстановления через отдельную выпускную магистраль разгружается расположенный выше агрегат восстановления.

Целесообразно, если емкость соединена трубопроводом с загрузочным бункером для подачи восстановленных шихтовых материалов в устройство брикетирования, так что отведенный из емкости восстановительный газ подводится к загрузочному бункеру.

Также целесообразно, если емкость соединена трубопроводом с установкой очистки отведенного из емкости газа, в частности, скруббером или установкой сухого пылеулавливания.

Благодаря изобретению осуществляют приостановление процесса восстановления или производства чугуна или стального полуфабриката, как это происходит, например, при останове процесса, при котором по меньшей мере разгружают агрегат восстановления. Однако предполагается, что только частичный поток продукции выгружают через шлюз. По меньшей мере частично восстановленные и, как правило, горячие шихтовые материалы, такие как мелкозернистая или кусковая железная руда, переносятся по меньшей мере в емкость, такую как например, бункер или другой восстановительный агрегат, и содержатся под неокислительной защитной газовой атмосферой. Защитной газовой атмосферой обеспечивается, чтобы не доходило до повторного окисления по меньшей мере уже частично восстановленных шихтовых материалов. Таким образом, восстановленное состояние шихтовых материалов может поддерживаться также в случае приостановления процесса изготовления чугуна или стальных полуфабрикатов и подаваться для последующего использования после окончания простоя, как например, при продолжении процесса. Вследствие этого сложная обработка шихтовых материалов может быть исключена, в частности, может быть быстро достигнуто стабильное рабочее состояние при продолжении процесса. Далее процесс может останавливаться в случае незапланированных остановов более малозатратно и агрегат восстановления выгружаться. Это значительно уменьшает продолжительность охлаждения оборудования и вместе с тем уменьшает время простоя благодаря работам на оборудовании. Далее уменьшаются издержки на обработку шихтовых материалов, так как они больше не должны охлаждаться, как обычно в уровне техники в емкости с водой, и затем обрабатываться. Отмена этого охлаждения в емкости с водой исключает обработку возникающих при этом шламов и необходимую последующую подготовку оборудования.

Согласно особенному воплощению соответствующего изобретению способа выгружаемые шихтовые материалы охлаждают до температуры, в частности, ниже 150°С, при которой не происходит повторное окисление шихтовых материалов. Так как процессы окисления с ростом температуры протекают быстрее, повторное окисление при хранении на воздухе может также значительно подавляться охлаждением, так как процессы окисления происходят незначительно или только лишь очень медленно.

Предпочтительный вариант осуществления соответствующего изобретению способа состоит в том, что шихтовые материалы продувают в емкости для разрыхления материала, и/или для повышения инертности, и/или по меньшей мере для частичного охлаждения с защитным газом, в частности, азотом. При хранении горячих частично восстановленных шихтовых материалов, которые имеют преимущественно кусковую или гранулированную структуру, может происходить образования агломератов. Чтобы избегать таких нежелательных агломератов, следует разрыхлять шихтовые материалы защитным газом, причем также можно достичь и охлаждения шихтовых материалов. Повышением инертности предотвращают окисление.

Согласно частному исполнению соответствующего изобретению способа шихтовые материалы охлаждают при выгрузке из емкости, в частности, посредством охлаждаемого шнека. Вместе с тем шихтовые материалы удаляют сначала из агрегата восстановления и хранят под защитной газовой атмосферой в емкости. В зависимости от срока приостановления процесса шихтовые материалы могут оставаться нагретыми во временном хранилище или также контролируемо охлаждаться. Охлаждение может происходить в ходе выгрузки из емкости посредством охлаждаемого шнека. Шихтовые материалы подают посредством шнека в охлаждаемый (водой) корпус в форме трубы, в котором расположен охлаждаемый (водой) шнек, которые сильно охлаждены и подняты из емкости. Охлаждением надежно предотвращают повторное окисление шихтовых материалов, причем скорость охлаждения и конечная температура могут подбираться по мере надобности.

Согласно предпочтительному исполнению соответствующего изобретению способа охлажденные шихтовые материалы подают из емкости, в частности, пневматически посредством несущего газа, на склад для хранения охлажденных шихтовых материалов. Пневматический транспорт шихтовых материалов, которые выносятся из емкости, является особенно простым и малозатратным решением, причем могут использоваться как несущий газ, например, защитный газ из емкости, так и другой газ процесса или их смеси.

Частный вариант соответствующего изобретению способа предусматривает, чтобы шихтовые материалы подводились под рабочим давлением агрегата восстановления в металлургическую емкость. Рабочее давление может использоваться для транспорта шихтовых материалов в емкость, причем давление в емкости можно установить соответственно более низким, чем рабочее давление. Однако по возможности давление в емкости и в агрегате восстановления нужно устанавливать одинаковым и добиваться выгрузки шихтовых материалов посредством силы тяжести.

Согласно преимущественному варианту соответствующего изобретению способа перед выгрузкой шихтовых материалов понижают давление в емкости, в частности, до разницы давления по меньшей мере 0,1 бар, в частности, до по меньшей мере 0,5 бар относительно агрегата восстановления. Поэтому давление в емкости может подбираться при наполнении из агрегата восстановления соответствующим его рабочему давлению и опускаться снова перед выгрузкой шихтовых материалов из емкости. Вместе с тем может устанавливаться разница давления в емкости и окружающей среде, в которую выгружают шихтовые материалы. Предпочтительный вариант соответствующего изобретению способа достигают, в то время как восстановительный газ, который поступает вместе с шихтовым материалом в емкость, вводят в загрузочный бункер для загрузки восстановленных шихтовых материалов в устройство брикетирования. Агрегаты восстановления или устройства восстановительной плавки требуют преимущественно загрузочный бункер, в котором шихтовые материалы сохраняются перед подачей в соответствующий агрегат и который служит также для подбора давления и рабочего давления агрегата. Согласно изобретению избыточный восстановительный газ подводят из емкости в загрузочный бункер. Благодаря этому приему можно использовать оборудование для обработки восстановительного газа из плавильного агрегата, которое соединено с загрузочным бункером и устройством брикетирования. Альтернативно можно осуществить собственное газовое обслуживание посредством, например скруббера или установки сухого пылеулавливания.

Согласно преимущественному варианту соответствующего изобретению способа шихтовые материалы подают попеременно по меньшей мере в две емкости. Это делает возможным попеременное использование емкостей, так что, например, одна емкость может разгружаться, в то время как другая емкость наполняется. Однако следует предусматривать две или более емкости, которые могут наполняться при необходимости одновременно, так чтобы обеспечить очень быстрое удаление шихтовых материалов из нее или агрегатов восстановления.

Частный вариант соответствующего изобретению способа предусматривает, чтобы транспорт шихтовых материалов из агрегата восстановления в емкость осуществлялся гравитацией и/или пневматически, при использовании восстановительного газа из агрегата восстановления в качестве несущего газа. При этом при необходимости устанавливают скорость, с которой шихтовые материалы из агрегата восстановления подаются в емкость, причем давление подачи восстановительного газа и разницу давлений между агрегатом восстановления или емкостью можно устанавливать.

Соответствующее изобретению устройство для восстановления шихтовых материалов или для производства чугуна или жидких стальных полуфабрикатов содержит по меньшей мере агрегат восстановления, как, например, восстановительную шахту или реактор кипящего слоя по меньшей мере для частичного восстановления железосодержащих шихтовых материалов посредством восстанавливающего газа, и при необходимости, при помощи плавильного агрегата, в частности, газификатора плавления или доменной печи, причем по меньшей мере часть по меньшей мере частично восстановленных шихтовых материалов может расплавляться в газификаторе плавления при подаче угля или кокса и кислородосодержащего газа при одновременном образовании восстанавливающего газа и при этом образованный или внешний, полученный в частности, в процессе риформинга, восстановительный газ подан через трубопровод восстановительного газа к агрегату восстановления. Предусмотрена по меньшей мере одна емкость, в частности, бункер или другой агрегат восстановления, в которую при приостановлении процесса восстановления или производства чугуна или стальных полуфабрикатов, в частности, при останове процесса, может выгружаться по меньшей мере агрегат восстановления. В емкости предусмотрено оборудование повышения инертности, так что по меньшей мере частично восстановленные шихтовые материалы можно подавать и содержать под неокисляющейся защитной газовой атмосферой. Оборудование повышения инертности выполнено в виде множества соединительных элементов для защитного газа в емкости, так что шихтовые материалы могут повышать инертность, и/или псевдоожижаться, и/или охлаждаться. Выбор вида емкости руководствуется, по существу, производственной мощностью устройства для восстановления железосодержащих шихтовых материалов или для производства чугуна или жидких стальных полуфабрикатов, причем можно учитывать потребности способа останова. Как правило, так выбирают их мощность или мощность емкости, что возможна полная выгрузка за короткое время, причем, например, длительность полной выгрузки агрегата восстановления составляет от ½ до 4 ч и является технически реалистичной. Общий объем одной или всех емкостей таков, что она может принять по меньшей мере шихтовые материалы из одного агрегата восстановления и максимально из всех агрегатов восстановления.

Согласно частному исполнению соответствующего изобретению устройства предусмотрены по меньшей мере две емкости, так что они могут загружаться шихтовыми материалами попеременно. Вследствие этого, например, одна емкость может наполняться, в то время как другая разгружаться. Одновременное заполнение емкостей также возможно, это допускает еще более быструю разгрузку агрегатов восстановления.

Согласно частному варианту соответствующего изобретению устройства емкость имеет по меньшей мере один охлаждаемый шнек для охлаждения и дозируемой загрузки шихтовых материалов. Охлаждаемый шнек имеет шнекоподобный транспортный механизм, который расположен в охлаждаемом, преимущественно водоохлаждаемом, по существу в форме трубы корпусе. Благодаря высокой удельной поверхности, а также хорошему перемешиванию шихтовых материалов, охлаждаемый шнек удовлетворяет особенным требованиям относительно охлаждения так называемых восстановленных оксидов железа. Длина шнека, его форма, диаметр, рабочая скорость и прочие параметры могут подбираться по мере надобности, так что целенаправленная скорость охлаждения при определенном объемном расходе могла быть гарантирована. Также количество охлаждаемых шнеков на каждую емкость подбирается по мере надобности. Обычно каждая емкость имеет 1 до 6 охлаждаемых шнеков. При этом расчет параметров проводят так, что полная выгрузка емкостей может обеспечиваться за примерно от 4 до 16 ч.

Согласно частному исполнению соответствующего изобретению устройства предусмотрено оборудование пневматического транспорта шихтовых материалов из емкости, которое соединяет емкость со складом для хранения охлажденных шихтовых материалов на воздухе. Пневматический транспорт является простым и малозатратным транспортом, причем отменой механического подъемно-транстпортного оборудования можно снизить износ механизма подачи по причине высокой абразивности используемых шихтовых материалов.

Согласно предпочтительному варианта соответствующего изобретению устройства предусмотрено от 2 до 6, в частности, 4, соединенных в каскад агрегата восстановления, в частности, реактора кипящего слоя, которые соответственно соединены друг с другом трубопроводом восстанавливающего газа, транспортной магистралью для шихтовых материалов и отдельной выпускной магистралью, так что восстановительный газ и шихтовые материалы могли течь в противотоке, причем при останове процесса сначала выгружают ниже всего расположенный агрегат восстановления R1 последовательности и затем может разгружаться ближний выше расположенный агрегат восстановления в глубже расположенный агрегат восстановления через отдельную выпускную магистраль.

Отдельная выпускная магистраль между агрегатами восстановления выполнена так, что ее вход начинается почти над фурменным днищем выше нижнего агрегата восстановления и может проводить вследствие этого по меньшей мере большую часть слоя материала в глубже лежащий агрегат восстановления. Отдельная выпускная магистраль между агрегатами восстановления может закрываться в нормальном режиме работы вентилем. Шихтовые материалы глубже всего лежащего агрегата восстановления могут подаваться, например, на брикетирование. Агрегат восстановления в таком варианте принимает роль емкости, так что благодаря постепенной разгрузке в нем или нижестоящем агрегате восстановления может осуществляться хранение и охлаждение.

Согласно другому частному варианту соответствующего изобретению устройства предусмотрено от 2 до 6, в частности, 4, соединенных в каскад агрегата восстановления R1, R2, R3, R4, в частности, реактора кипящего слоя, которые соответственно соединены друг с другом трубопроводом восстановительного газа и транспортной магистралью для шихтовых материалов, так что восстановительный газ и шихтовые материалы могли течь в противотоке, причем агрегаты восстановления соответственно соединены с общим отводом для выгрузки агрегатов восстановления и отвод соединен с емкостью или соединительным трубопроводом с устройством брикетирования. Это частное решение допускает разгрузку агрегатов восстановления через общий отвод для выгрузки в емкость или в устройство брикетирования. В последующем охлаждение возможно в обоих случаях.

Согласно другому частному исполнению соответствующего изобретению устройства емкость соединена магистралью отходящих газов с загрузочным бункером для подачи восстановленных шихтовых материалов в устройство брикетирования, так что отведенный из емкости восстановительный газ можно подводить к загрузочному бункеру. Восстановительный газ можно подводить к загрузочному бункеру также магистралью отходящих газов и обрабатывать таким образом, как правило, в имеющейся установке очистки восстановительного газа. Поэтому дополнительное оборудование можно исключить.

Согласно частному исполнению соответствующего изобретению устройства емкость соединена трубопроводом отходящих газов с установкой очистки отведенного из емкости газа, в частности, скруббером. При необходимости может быть предусмотрен скруббер или установка сухого пылеулавливания, которые обеспечивают очистку отходящего из емкости газа, причем отделять из газа, например, твердые вещества, пыли и так далее, и чистый газ подавать для повторного использования в процесс восстановления.

Далее изобретение описывается в качестве примера посредством фигур.

Фиг.1: Соответствующее изобретению устройство для производства чугуна или жидких стальных полуфабрикатов, соединенных с загрузочным бункером

фиг.2: Соответствующее изобретению устройство для производства чугуна или жидких стальных полуфабрикатов со скруббером

фиг.3: Соответствующее изобретению устройство для восстановления железосодержащих шихтовых материалов, соединенное с загрузочным устройством

фиг.4: Соответствующее изобретению устройство для восстановления железосодержащих шихтовых материалов со скруббером

фиг.1 показывает плавильный агрегат 1, как например, газификатор плавления, в котором выплавляются при подаче носителей углерода, как например, угля и/или кокса K, шихтовые материалы Е, которые по меньшей мере частично восстанавливаются, как например, рудная мелочь или измельченная железная руда, причем образуется восстановительный газ, который подается в ряд соединенных в серию агрегатов восстановления с R1 до R4. При этом восстановительный газ устремляется в противотоке к восстанавливаемым шихтовым материалам Е и при необходимости материалам добавки Z, которые смешиваются перед загрузкой в агрегат восстановления R4 и сушатся. Установки для очистки восстановительного газа, в которых очищают произведенный в плавильном агрегате восстановительный газ и устанавливают его температуру перед подачей в агрегаты восстановления, не приведены здесь подробно, так как они относятся к уровню техники.

По меньшей мере, частично восстановленные шихтовые материалы могут окусковываться в устройстве горячего компактирования 2 и преимущественно еще горячими подаваться в загрузочный бункер 3 и выплавляться в плавильном агрегате 1 в чугун RE.

Дополнительно к трубопроводам восстановительного газа 12 и транспортной магистрали 13, которые соединяют агрегаты восстановления друг с другом, предусмотрен общий отвод 4, по которому шихтовые материалы могут отводиться из агрегатов восстановления R4, R3 и R2 по меньшей мере в емкость. Дополнительно предусмотрен отвод 14 из агрегата восстановления R1 в емкость. На фиг.1 представлены две емкости 5 и 6, которые предусмотрены для попеременной работы. Альтернативно емкости 5 и 6 так расположены и соединены, что они также могут принимать шихтовые материалы из агрегатов восстановления одновременно. Емкости 5 и 6 оснащены соответственно оборудованием повышения инертности 7а, 7b, так что шихтовые материалы могут продуваться или охлаждаться защитным газом, как например, азотом, или смесью защитных газов.

На фиг.1 представлен следующий вариант соответствующего изобретению устройства. Он предусматривает отдельную выпускную магистраль 15, которая соответственно так расположена, чтобы ее вход начинается почти над фурменным днищем выше нижнего агрегата восстановления и может проводить вследствие этого по меньшей мере большую часть слоя материала в глубже лежащий агрегат восстановления. Эта отдельная выпускная магистраль 15 может предусматриваться либо вместо общего отвода 4, либо вместе с ним.

Сосуды 5, 6 оснащены соответственно одним или несколькими охлаждаемыми шнеками 8 а, 8b, которые в процессе выгрузки шихтовых материалов из емкости вызывают охлаждение шихтовых материалов. Это происходит преимущественно благодаря водоохлаждаемому корпусу по меньшей мере в одном выгружном шнеке с (водо-) охлаждаемой спиралью шнека. Выгружаемые шихтовые материалы могут вноситься в несущий газовый поток оборудованием пневматического транспорта 9 и подаваться таким образом на склад. Благодаря магистралям 10а, 10b осуществляют выравнивание давления между охлаждаемыми шнеками 8 а, 8b и емкостью 5, 6 и подают несущий газ. Альтернативно следует использовать также по возможности другие системы охлаждения, чтобы охлаждать шихтовые материалы после выгрузки из емкостей.

Предпочтительно выгрузка шихтовых материалов и пневматический транспорт можно осуществлять в закрытой системе, так что не обнаруживаются никакие воздействия на окружающую среду, как например, выброс вредных веществ в атмосферу.

Альтернативно шихтовые материалы из агрегата восстановления R1 могут подаваться также в устройство брикетирования 2.

Благодаря трубопроводам 11а и 11b поданные в емкость 5, 6 восстановительные газы могут отводиться и регулируемо подаваться в загрузочный бункер 3 устройства брикетирования 2. Для этого предусмотрены не представленные ближе вентили исполнительных механизмов на трубопроводах 11а, 11b.

Согласно фиг.2 альтернативно могут подаваться восстановительные газы через трубопроводы 12а, 12b в скруббер 16а, 16b, причем при добавлении промывной жидкости происходит очистка газа. Очищенный газ CG может подаваться для повторного использования в процессе производства чугуна или стальных полуфабрикатов, отделенная пыль, которая получается в качестве шлама S, поступает на последующую обработку.

Фиг.3 в качестве примера представляет соответствующее изобретению устройство для восстановления железосодержащих шихтовых материалов, соединенное с загрузочным бункером. Восстановительный газ, который при необходимости производится смешиванием очищенного топ-газа и газа газового риформинга, дополнительно очищенный от СO₂ и охлажденный, подводится к агрегату восстановления R1.

Фиг.4 представляет соответствующее изобретению устройство для восстановления железосодержащих шихтовых материалов со скрубберами 16а и 16b. Вместо скрубберов могли быть применены установки сухой очистки пылеулавливания, в частности, сухого обеспыливания.

Изобретение относится к производству чугуна или жидких стальных полуфабрикатов. Шихтовые материалы по меньшей мере частично восстанавливают в агрегате восстановления R1, посредством восстановительного газа, и при необходимости по меньшей мере часть по меньшей мере частично восстановленного шихтового материала расплавляют в агрегате плавления 1 при подаче угля или кокса и кислородсодержащего газа при одновременном образовании восстановительных газов. Подают образованный или внешний восстановительный газ в агрегат восстановления R1. В случае приостановления процесса производства чугуна или стальных полуфабрикатов выгружают по меньшей мере один агрегат восстановления R1, и по меньшей мере частично восстановленные шихтовые материалы загружают по меньшей мере в одну емкость 5 и хранят под неокислительной защитной газовой атмосферой, обеспечивая быстрое и малозатратное приостановление процесса. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ производства чугуна или жидких стальных полуфабрикатов, в котором по меньшей мере частично восстанавливают железосодержащие шихтовые материалы по меньшей мере в одном агрегате восстановления, преимущественно в восстановительной шахте или реакторе кипящего слоя, посредством восстановительного газа, и расплавляют по меньшей мере часть по меньшей мере частично восстановленных шихтовых материалов в плавильном агрегате, преимущественно, в газификаторе плавления или доменной печи, при подаче угля или кокса и кислородсодержащего газа и при одновременном образовании восстановительного газа, при этом в агрегат восстановления подают упомянутый образованный или внешний, в частности, произведенный в процессе риформинга, восстановительный газ, отличающийся тем, что при приостановлении процесса восстановления или процесса производства чугуна или стальных полуфабрикатов, в частности при останове процесса, разгружают по меньшей мере агрегат восстановления, причем по меньшей мере частично восстановленные шихтовые материалы переносят по меньшей мере в одну емкость, в частности бункер или другой агрегат восстановления, и удерживают под неокисляющей защитной газовой атмосферой, причем предусматривают от 2 до 6, в частности 4, соединенных в каскад агрегата восстановления, в частности реакторов кипящего слоя, которые соответственно соединяют друг с другом трубопроводом восстановительного газа и транспортной магистралью для шихтовых материалов, при этом восстановительный газ и шихтовые материалы текут в противотоке, а разгрузку агрегатов восстановления в емкость осуществляют через общий отвод, который соединен с агрегатами восстановления и с емкостью.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выгружаемые шихтовые материалы охлаждают до температуры, в частности ниже 150°С, при которой не происходит повторное окисление шихтовых материалов.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что шихтовые материалы продувают в емкости для разрыхления материала и/или для повышения инертности и/или по меньшей мере для частичного охлаждения защитным газом, в частности азотом.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что шихтовые материалы выгружают из емкости и при этом охлаждают, в частности, посредством охлаждаемого шнека.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что охлажденные шихтовые материалы из емкости подают, в частности, пневматически посредством несущего газа, на склад для хранения охлажденных шихтовых материалов на воздухе, причем после окончания упомянутого приостановления процесса восстановления или процесса производства чугуна или стальных полуфабрикатов они могут вновь дозировано подаваться в процесс.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что шихтовые материалы подают в емкость под рабочим давлением агрегата восстановления.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что давление в емкости понижают перед выгрузкой шихтовых материалов до разницы давления по меньшей мере 0,1 бар, в частности, по меньшей мере, до 0,5 бар, относительно агрегата восстановления.

8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что восстановительный газ, который подают вместе с шихтовым материалом в емкость, вводят в загрузочный бункер для подачи восстановленных шихтовых материалов к устройству брикетирования.

9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что шихтовые материалы подают попеременно по меньшей мере в две емкости.

10. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при использовании восстановительного газа из агрегата восстановления в качестве газа-носителя транспортирование шихтовых материалов из агрегата восстановления в емкость осуществляют гравитацией и/или пневматически.

11. Устройство для производства чугуна или жидких стальных полуфабрикатов, содержащее по меньшей мере один агрегат (R1) восстановления, в частности восстановительную шахту или реактор кипящего слоя, для по меньшей мере частичного восстановления железосодержащих шихтовых материалов посредством восстановительного газа,
плавильный агрегат (1), в частности газификатор плавления или доменную печь, для расплавления по меньшей мере части, по меньшей мере частично восстановленных шихтовых материалов при подаче угля или кокса и кислородосодержащего газа и при одновременном образовании восстановительного газа, и
трубопровод восстановительного газа, выполненный для подачи упомянутого образованного или внешнего, полученного в частности, в процессе риформинга, восстановительного газа к агрегату восстановления, отличающееся тем, что в нем предусмотрена по меньшей мере одна емкость, в частности бункер или другой агрегат восстановления, в которую при приостановлении процесса восстановления или процесса производства чугуна или стальных полуфабрикатов, в частности при останове процесса, может разгружаться, по меньшей мере агрегат восстановления, при этом в емкости (5, 6) предусмотрено оборудование (7а, 7b) повышения инертности для удерживания по меньшей мере частично восстановленных шихтовых материалов в неокисляющей защитной газовой атмосфере, причем оборудование (7а, 7b) повышения инертности выполнено в виде множества подводов для защитного газа в емкость и обеспечивает повышение инертности, и/или псевдоожижение, и/или охлаждение шихтовых материалов, при этом предусмотрены от 2 до 6, в частности 4, соединенных в каскад агрегата (R1, R2, R3, R4) восстановления, в частности реакторов кипящего слоя, которые соответственно соединены друг с другом трубопроводом восстановительного газа (12) и транспортной магистралью (13) для шихтовых материалов, причем восстановительный газ и шихтовые материалы могут течь в противотоке, а агрегаты (R1, R2, R3, R4) восстановления соответственно соединены с общим отводом (4) для разгрузки агрегатов (R1, R2, R3, R4) восстановления, при этом отвод (4) соединен с емкостью (5, 6).

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что предусмотрены по меньшей мере две емкости (5, 6), которые могут загружаться шихтовыми материалами попеременно.

13. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что емкость (5, 6) имеет по меньшей мере один охлаждаемый шнек (8а, 8b) для охлаждения и дозируемой выгрузки шихтовых материалов.

14. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что предусмотрено оборудование (9) пневматического транспорта шихтовых материалов из емкости (5, 6), которое соединяет емкость со складом для хранения охлажденных шихтовых материалов на воздухе.

15. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что предусмотрены от 2 до 6, в частности 4, соединенных в каскад агрегата (R1, R2, R3, R4) восстановления, в частности, реакторов кипящего слоя, которые соответственно соединены друг с другом трубопроводом (12) восстановительного газа, транспортной магистралью (13) для шихтовых материалов и отдельной выпускной магистралью (15), причем восстановительный газ и шихтовые материалы протекают в противотоке, а при останове процесса сначала разгружают ниже всего расположенный агрегат восстановления (R1) через отвод (14) и затем в ниже расположенный агрегат восстановления через отдельную выпускную магистраль (15) разгружается расположенный выше агрегат восстановления.

16. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что емкость (5, 6) соединена трубопроводом (11а, 11b) с загрузочным бункером (3) для подачи восстановленных шихтовых материалов в устройство брикетирования (2), при этом отведенный из емкости восстановительный газ подводится к загрузочному бункеру.

17. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что емкость (5, 6) соединена трубопроводом (12а, 12b) с установкой очистки отведенного из емкости газа, в частности скруббером (16а, 16b) или установкой сухого пылеулавливания.