SK278799B6

SK278799B6 - Spôsob výroby tekutého surového železa taviacou re

Info

Publication number: SK278799B6
Application number: SK5909-89A
Authority: SK
Inventors: Werner L. Kepplinger
Original assignee: Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh
Priority date: 1988-10-25
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1998-03-04
Also published as: DE3932182C2; UA15505A; AT390622B; AU4248289A; CZ590989A3; CA1338125C; KR0129765B1; EP0368835B1; RU1813099C; DE58907174D1; JPH02156010A; CZ279991B6; KR900006525A; AU626325B2; US4978387A; BR8905412A; JP2955306B2; CN1042185A; EP0368835A1; DD297844A5

Description

Spôsob výroby tekutého surového železa taviacou redukciou železných rúd s rôznou zrnitosťou, ktoré obsahujú podiel A so zrnami s priemerom menším ako 0,2 mm, pričom je ruda redukčným plynom predredukovaná, predredukovaný materiál je dokonale zredukovaný a v taviacom splynovači roztavený na tekuté surové železo, pri ktorom sa predredukovaná frakcia A rudy vrstvami vetra redukčným plynom oddeľuje od frakcie B pozostávajúcej z častíc s väčšou veľkosťou zrna a obidve frakcie A a B sa dokonale redukujú oddelene a privádzajú sa do taviacej zóny taviaceho splynovača. Zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu pozostáva z taviaceho splyňovača (1) a z redukčnej cyklóny (12), pričom do potrubia (9) redukčného plynu je zaradený medzi taviaci splyňovač (1) a redukčnú cyklónu (12) redukčný reaktor (21), ktorý' má vírivú vrstvu (V), tvorenú redukčným plynom, a prípadne tiež pevné lôžko (VII) a na vynášacej strane je aspoň cez jedno transportné zariadenie (22', 22) na zredukovanú železnú rudu spojený s taviacim splyňovačom (1).

SK 278799 Β6

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby tekutého surového železa taviacou redukciou železných rúd s rôznou zrnitosťou, ktoré obsahujú podiel A so zrnami s priemerom menším ako 0,2 mm, pričom je ruda redukčným plynom predredukovaná, predredukovaný materiál je konečným spôsobom zredukovaný a natavený v taviacom splyňovači na tekuté surové železo a zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu.

Doterajší stav techniky

Spôsoby spracovania zrnitých rúd s priemerom zrna menším ako 0,1 mm sú známe (pozri napr. World Steel and Metalworking, zv. 6, 84/85, str. 19). Jemné rudy s priemerom častíc menším ako 0,5 mm môžu byť redukované v cirkulujúcej vírivej vrstve, ako je to opísané napr. v patentovom spise DE-A 25 21 038. Všetky tieto spôsoby sa však nehodia na spracovanie železných rúd so širokou granulometriou, ako to je napr. pri jemných nepreosiatych rudách, ktoré boli oddelené z hrubej frakcie rúd. Bez predbežnej úpravy sa nedajú takéto rudy spracovávať vo veľkom vo vysokej peci alebo iným druhom taviacej redukcie. To platí najmä pre jemné rudy s obsahom prachového podielu, čím sa myslia častice rudy s priemerom menším ako 0,2 mm (frakcia A). Takéto rudy sa musia pred zhutnením vopred rozomlieť a aglomerovať na jednotnú veľkosť zma.

Z patentového spisu DE-C 35 35 572 je známy spôsob taviacej redukcie jemnej rudy a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu, pričom sa ruda pri prejdení bližšie neopísanými predredukovacími agregátmi zavádza do taviaceho splyňovača na úrovni dúchania kyslíka. Toto zariadenie sa však nehodí na spracovanie jemných rúd so širokou granulometriou, pretože pri vsádzaní do prvého predredukovacieho agregátu sú prinajmenšom prachové podiely rudy proti prúdiacim redukčným plynom strhávané a opäť vynášané. So spätným zavádzaním tohto podielu sa neráta.

Ďalšou nevýhodou menovaného spôsobu podľa DE-C 35 35 572 je, že jemná ruda v predredukovanom stave sa privádza do taviaceho splyňovača v blízkosti taviacej zóny, a tým vzniká dodatočná potreba tepla, ktorá musí byť krytá plazmovým horákom.

Ďalší spôsob taviacej redukcie jemných rúd je opísaný v časopise The Tex Rcport (s. 19, č. 14, 418, str. 5 až 9, 1987), podľa ktorého predredukcia jemnej rudy prebieha vo vírivej vrstve predredukčného reaktora, ktorý je priradený na taviaci splynovač. Ale i podľa tohto spôsobu dochádza k dokončeniu redukcie až v taviacom splyňovači, čoho dôsledkom je vysoká spotreba energie, a tým zníženie teploty. Taktiež tu nie je riešený problém spracovania prachového podielu, ktorý je nevyhnutne strhávaný redukčným plynom a z predredukčného reaktora vynášaný.

Úlohou vynálezu je odstrániť tieto nedostatky pri spracovaní železných rúd s rôznou veľkosťou zma, hlavne s prachovým podielom (frakcia A) a poskytnúť zariadenie a spôsob, ktorým môžu byť rudy so širokou granulometriou natavované na tekuté surové železo bez predbežného zomletia a aglomerácie spôsobom taviacej redukcie v taviacom splyňovači.

Podstata vynálezu

Tento cieľ sa podľa vynálezu dosahuje tým, že predredukovaná frakcia rudy A sa vetrovým triedením pro5 stredníctvom redukčného plynu oddelí od frakcie B pozostávajúcej z častíc väčšej veľkosti, obidve frakcie sa oddelene konečným spôsobom zredukujú a privedú sa do taviacej zóny taviaceho splyňovača.

Konečná redukcia frakcie A prebieha výhodne v re10 dukčnej cyklóne, do ktorej sa redukčný plyn unášajúci predredukovanú frakciu A, zavádza. Vzhľadom na malý priemer jednotlivých častíc frakcie A stačí na konečnú redukciu krátky časový interval, ktorý je bežne potrebný na odlúčenie pevnej látky v cyklóne.

Zvyšná frakcia B sa v priebehu odlučovania frakcie

A rovnako redukčným plynom do určitej miere predredukuje, pričom prirodzene je stupeň predredukcie tým menší, čím väčšie sú jednotlivé častice. Predredukované jednotlivé častice s priemerom menším ako 2,0 mm mô20 žu byť jednoduchým spôsobom privedené ku konečnej redukcii tým, že sa pôsobením tiaže vedú vírivou vrstvou, ktorou prúdi redukčný plyn, kde sa redukcia dokončí. Častice rudy tejto veľkosti vykazujú po tomto spracovaní prakticky rovnakú kovnatosť ako frakcia A 25 po odlúčení v redukčnej cyklóne, pretože vo vírivej vrstve sú v styku s redukčným plynom pomerne dlhšiu dobu. V porovnaní so šachtovými pecami, ktoré sa bežne na priamu redukciu používajú, umožňuje vírivá vrstva rýchlejšiu a výkonnejšiu redukciu.

Dokonale zredukované frakcie A a B sa potom účelne tavia v taviacom splynovači na tekuté surové železo tým, že sa privádzajú do taviaceho splyňovača v oblasti roviny dúchania kyslíka alebo nad touto rovinou v oblasti koksového lôžka. Vzhľadom na vysokú kovnatosť 35 redukovaných frakcií A a B je v taviacom splyňovači potrebné len malé množstvo tepla na výrobu tekutého surového železa.

Ak frakcia B obsahuje zrná, ktorých veľkosť zodpovedá priemeru maximálne 5,0 mm, je táto frakcia rovna40 ko výhodne vedená vírivou vrstvou, ktorou prúdi redukčný plyn. Na to sa oddelí podiel B! s veľkosťou zma zodpovedajúcou priemeru pod 2,0 mm a podiel B₂ so zrnami, ktorých veľkosť zodpovedá priemeru najmenej 2,0 mm, sa vedie dodatočne pôsobením tiaže pevným 45 lôžkom, ktorým prúdi redukčný plyn a pri tom sa ďalej redukuje.

Tým sa zaistí, že aj tie jednotlivé častice, ktoré vykazujú priemer najmenej 2,0 mm a maximálne 5,0 mm, dosiahnu vysokú kovnatosť, takže redukovaný podiel B] je 50 možné priviesť do taviaceho splyňovača v oblasti roviny dúchania kyslíka alebo nad touto rovinou v oblasti koksového lôžka a redukovaný podiel B₂ je možné priviesť do taviaceho splyňovača nad rovinou dúchadiel, pričom sa surové železo nataví.

Ak frakcia B obsahuje okrem toho zrná, ktorých priemer zodpovedá až 20,0 mm, výhodne do 10,0 mm, vedie sa podiel B₂, ktorý vykazuje v tomto prípade častice s priemerom 2,0 až 20,0 mm, výhodne 2,0 až 10,0 mm, účelne do upokoj ovacej zóny taviaceho splyňovača, 60 ktorá sa nachádza nad jeho vírivou vrstvou.

Jednotka vykonávania spôsobu podľa vynálezu pozostáva z kombinácie taviaceho splyňovača a redukčnej cyklóny, pričom redukčná cyklóna je na výstupnej strane spojená zariadením na dopravu redukovanej železnej ru65 dy so spodným dielom taviaceho splyňovača a z upokojovacieho priestoru taviaceho splyňovača vedie potrubie redukčného plynu do redukčnej cyklóny.

Takáto jednotka je vhodná najmä na ekonomické spracovanie prachových rúd, prípadne jemných rúd, ktorých veľkosť zrna zodpovedá priemeru častíc až do 0,5 mm. V porovnaní s bežnými jednotkami na priamu redukciu železných rúd sa vyznačuje jednotka podľa vynálezu ďalej svojou kompaktnosťou.

Výhodné vyhotovenie jednotky podľa vynálezu sa vyznačuje tým, že do vedenia redukčného plynu je medzi taviacim splyňovačom a redukčnou cyklónou zaradený redukčný reaktor, ktorý vykazuje vírivú vrstvu, tvorenú redukčným plynom a prípadne tiež pevné lôžko a je na výstupnej strane spojený najmenej jedným dopravným zariadením na dopravu redukovanej železnej rudy s taviacim splyňovačom. Týmto zariadením sa dajú lacno spracovávať zmesi rúd s rôznou veľkosťou zrna s priemerom častíc až do 20 mm.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je bližšie vysvetlený pomocou výkresov, na ktorých obr. 1 až 4 ukazujú schematicky zvláštne vyhotovenie jednotky podľa vynálezu.

Príklad uskutočnenia vynálezu

Vzťahovou značkou 1 je na obr. 1 označený taviaci splynovač, ktorý v znázornenom vyhotovení má dolný 1', stredný 1 a horný úsek 1'. Dolný úsek ľ je určený na zachytenie roztaveného tekutého kúpeľa. Do stredného úseku 1 ústia dúchadlá 2 (horáky) s prívodom 3 kyslíka. V tesnej blízkosti dúchadlovej roviny je zaústený prívod 4 materiálu obohateného uhlíkom a vedenie 5 na zredukovanú rudu. Alternatívne môže toto vedenie 5 ústiť do taviaceho splyňovača nad dúchadlovou rovinou v oblasti horného koksového lôžka II, ako je to čiarkované naznačené na obr. 1 vedením 5'.

V hornom rozšírenom úseku ľ vykazuje taviaci splyňovač 1 vsádzacie zariadenie 6 na kusové uhlie so zrnitosťou zodpovedajúcou priemeru až do 40 mm, 7 pre rudu a 8 na prídavné materiály. Ďalej je v hornom úseku ľ umiestnené potrubie redukčného plynu 9 na odvádzanie redukčného plynu vytvoreného v taviacom splynovači.

V strednom úseku 1 sa vytvára z hrubších kusov koksu pevné lôžko, označené I a II (zóny pevného lôžka). Roztavený kúpeľ, ktorý sa pod týmto lôžkom zhromažďuje, pozostáva z tekutého kovu 10 a z trosky 11, pričom každý z týchto komponentov má vlastný odpich. Pevné lôžko I nemá prívod plynu, teda nie je plynom premývané. Nad ním sa vytvára pevné lôžko II, ktorého koksovými časticami prúdi z prívodného potrubia I plyn obohatený kyslíkom za vzniku oxidu uhoľnatého. Nad pevným lôžkom II sa vytvára vírivá vrstva III udržiavaná v pohybe redukčným plynom vznikajúcim v pevnom lôžku II. Malé častice uhlia, prípadne koksu, zostávajú v zóne vírivej vrstvy III. Väčšie kusy uhlia, prípadne koksu, pre ktoré je rýchlosť prúdenia plynu pod bodom vznášania pre zodpovedajúce lôžko častíc, sa brzdia a prepadnú vírivou vrstvou III a usadia sa za súčasného vytvárania pevného lôžka II, prípadne I.

Nad vírivou vrstvou III je upokojovacia zóna IV, do ktorej sa vsádza železná ruda.

Vzťahovou značkou 12 je označená redukčná cyklóna, do ktorej ústi potrubie 9 redukčného plynu a dávkovacie zariadenie 13 na prídavné materiály. Na spodnom konci redukčnej cyklóny je vynášacie zariadenie 14 pre prachovú, hotovo zredukovanú rudu 14' nadväzujúcu na potrubie 5.

Z hornej časti redukčnej cyklóny sa odvádza hlavový plyn, zbavený suspendovanej prachovej rudy vedením 15 hlavového plynu, ochladí sa v chladiči 16, stlačí sa dúchadlom 17 ochladeného plynu a zavádza sa buď sparným potrubím 18 do potrubia 9 redukčného plynu na ochladenie suspenzie prachovej rudy v plyne z taviaceho splyňovača 1 alebo obchvatom 19 injektorom 20 do potrubia 5. Odbočkou 15' sa dá hlavový plyn z jednotky tiež odoberať a privádzať na iný cieľ použitia.

Vyhotovenie jednotky podľa vynálezu podľa obr. 1 sa hodí na spracovávanie železných rúd so zrnitosťou maximálne 0,5 mm, najmä však prachových rúd, kde častice rudy majú priemer menši ako 0,2 mm (frakcia A). Takáto ruda sa vsádza do upokojovacej zóny IV taviaceho splyňovača 1, ktorý má v hornej časti upokojovacej zóny IV teplotu približne 1000 °C, kde sa predredukuje proti nej prúdiacim redukčným plynom, ktorý sa tvorí v dolnej časti taviaceho splyňovača 1.

Predrcdukovaná frakcia A je redukčným plynom takmer úplne strhávaná a vnášaná potrubím 9 redukčného plynu do redukčnej cyklóny 12, pričom sa v tomto okamihu suspenzia plynu a prachovej rudy ochladí na približne 800 °C.

V redukčnej cyklóne 12 sa redukcia frakcie A redukčným plynom dokončí a frakcia A sa účinkom cyklóny z redukčného plynu oddelí. Potom sa zredukovaná frakcia s vynášacím zariadením 14 dostane do potrubia 5 a hlavovým plynom je vofukovaná priamo do taviacej zóny taviaceho splyňovača, a to buď do roviny dúchania kyslíka alebo nad touto rovinou dúchania kyslíka do oblasti koksového lôžka II.

Jemná frakcia, ktorá zostala v upokojovacej zóne IV taviaceho splyňovača 1 s priemerom častíc najmenej 0,2 m (a maximálne 0,5 mm) sa síce v upokojovacej zóne tiež predredukuje, nemôže však byť prúdom redukčného plynu vynesená a dostane sa pôsobením tiaže vírivou vrstvou III do pevného lôžka II, prípadne I, pričom sa dokonale zredukuje a nataví.

Frakcie rudy s priemerom častíc väčším ako 0,5 mm nemôžu byť jednotkou, znázornenou na obr. 1, spracované, pretože už nemôžu byť v taviacom splyňovači uspokojivo doredukované.

Spracovanie takejto rudy dovoľuje príklad vyhotovenia jednotky podľa vynálezu znázornený na obr. 2. Od variantu podľa obr. 1 sa odlišuje tým, že do potrubia 9 redukčného plynu jc zaradený medzi taviaci splyňovač 1 a redukčnú cyklónu 12 redukčný reaktor 21, ktorý vykazuje vsádzacie zariadenie 13' na prídavné materiály a 7' na rudu a vynášacie zariadenie 22 na zredukovanú jemnú rudu.

Vnútri redukčného priestoru sa udržiava vírivá vrstva V z rudy a z redukčného plynu z taviaceho splyňovača 1, ktorá sa vofukuje v rovine dúchadiel, ktoré sú napájané potrubím 9 redukčného plynu. Nad vírivou vrstvou V sa nachádza upokojovacia zóna VI. Na vynášacie zariadenie 22 nadväzuje vedenie 24 na hotovo zredukovanú rudu, ktoré ústi do potrubia 5.

Ostatné diely jednotky na obr. 2 zodpovedajú dielom znázorneným na obr. 1, ktoré boli opísané.

Vyhotovenie jednotky podľa vynálezu, znázornené na obr. 2, sa hodí najmä na spracovanie jemných rúd s časticami s priemerom až do 1,0 mm. Táto ruda sa vsádza vsádzacim zariadením 7' do upokoj ovacej zóny VI redukčného reaktora 21 a protiprúdiacim redukčným plynom, ktorý sa vyrába v taviacom splyňovači 1 a potrubím 9 redukčného plynu sa vofukuje do spodnej časti redukčného reaktora 21, čiastočne sa redukuje, pričom sa vírivá vrstva V udržiava vo zvírenom stave. Analogicky ako pri upokojovacej zóne IV taviaceho splyňovača 1 podľa obr. 1 sa redukčný plyn pokračujúcim potrubím 9 redukčného plynu, ktoré vedie z horného dielu redukčného reaktora 21, zavádza do redukčnej cyklóny, pričom spolu unáša predredukovanú frakciu A. Redukcia tejto frakcie sa v redukčnej cyklóne dokončí, ako bolo opísané na obr. 1 a redukovaná frakcia A sa zavádza do taviaceho splyňovača

1.

Predredukovaná frakcia jemnej rudy so zrnami, ktorých veľkosť zodpovedá priemeru 0,2 až 1,0 mm, ktorá zostala v upokojovacej zóne VI, nemôže byť redukčným plynom vynesená a pôsobením tiaže sa dostáva vírivou vrstvou V do spodného konca redukčného reaktora, pričom sa jej redukcia dokončí a odtiaľ je potrubím 5 spolu so zredukovanou frakciou A zavádzaná do taviaceho splyňovača 1.

Je výhodné, ak je redukčný reaktor 21 aspoň vo svojej spodnej časti kónický, čo udeľuje redukčnému plynu pri jeho priechode rozdielne rýchlosti prúdenia, čo podporuje oddeľovanie rudných frakcií. Napriek svojmu väčšiemu priemeru vykazujú častice frakcie B po vynesení z redukčného priestoru takmer rovnakú vysokú kovnatosť ako zredukovaná frakcia A z redukčnej cyklóny 12, pretože väčšie častice sú vo vírivej vrstve po dostatočne dlhý čas v styku s redukčným plynom.

Spracovanie rúd s ešte širšou granulometriou sa darí v jednotke, ktorá je v podstate postavená analogicky ako jednotka znázornená na obr. 2, v redukčnom reaktore 21 však má dodatočne ešte pevné lôžko VII z rudy, ktoré sa nachádza pod vírivou vrstvou V. Dve takéto vyhotovenia jednotiek podľa vynálezu sú znázornené na obr. 3 a 4.

Jednotka podľa obr. 3 sa hodí na spracovanie rúd, ktorých priemer častíc môže dosahovať až 5 mm. Jej prevádzka je v podstate rovnaká pri jednotke znázornenej na obr. 2. Ruda sa rovnako vnáša vsádzacim zariadením 7' do upokojovacej zóny VI redukčného reaktora 21, načo predredukcia, oddeľovanie frakcie A a jej konečná redukcia v redukčnej cyklóne 12 prebieha tak, ako je uvedené. Frakcia B, ktorá v danom prípade má častice rudy s priemerom od 0,2 mm do 5 mm, sa dostáva vírivou vrstvou V, pričom častice rúd s priemerom menším ako 2 mm sa v podstate úplne zredukujú a môžu preto byť vynášacím zariadením 25' odobrané zo spodnej časti vírivej vrstvy V vedením 25, ktoré nadväzuje na vedenie 5, a môže byť spoločne so zredukovanou frakciou A - ako je opísané zavedená do taviaceho splyňovača 1.

Predredukovaná časť rudy, ktorá zostala vo vírivej vrstve, ktorej častice majú priemer 2 mm až 5 mm, sa dostáva pôsobením tiaže až na pevné lôžko VII, týmto lôžkom preniká, pričom je ruda ďalej redukovaná. Nakoniec sa zbiera vo vynášacom zariadení 22' vedenia 24' a hlavovým plynom, ktorý je odoberaný z potrubia 19', sa vofukuje injektorom 20' do taviaceho splyňovača 1 do rozhrania medzi vírivou vrstvou III a horným pevným lôžkom II (redukčná zóna taviaceho splyňovača), kde sa hotovo redukuje, prípadne roztaví na surové železo.

Pri spracovaní rúd so širokou granulometriou s priemermi zŕn až cez 1 mm sú na redukčný reaktor z 5 hľadiska frakcionovania rudy kladené zvláštne požiadavky. Vzhľadom na to je reaktor 21, znázornený na obr. 3, nielen v spodnej časti kónický, ale má tiež dve roviny dúchania 23 a 23' redukčného plynu, v ktorých môže byť riadená sila prúdu plynu, a tým sú tiež riadené 10 rýchlosti vznášania alebo prepadania frakcií zŕn. Ukázalo sa, že k optimálnemu oddeľovaciemu účinku kolíše hranica medzi pevným lôžkom VII rudy a vírivou vrstvou V rudy v kónickej oblasti medzi oboma rovinami dúchania 23 a 23'.

Pôsobením redukčného plynu, privádzaného do hornej roviny 23, sa dosahuje predovšetkým fluidizácia, frakcionizácia a redukcia malých častíc rudy, zatiaľ čo redukčný plyn, privádzaný cez spodnú rovinu 23' redukuje predovšetkým hrubú frakciu rudy.

Zhutnenie rudy s granulometriou zodpovedajúcou časticiam s priemerom až do 20 mm, výhodne do 10 mm, sa darí v jednotke podľa obr. 4, ktorá v podstate zodpovedá vyhotoveniu, znázornenému na obr. 3, kde však je hrubá frakcia rudy (zodpovedajúca priemeru 25 častíc viac ako 2 mm) vsádzaná vynášacím zariadením priamo do upokojovacej zóny IV taviaceho splyňovača l.

Do potrubia redukčného plynu 9, a to medzi taviaci splynovač 1 a redukčný reaktor 21 je u variantu, znázorneného na obr. 4 podľa vynálezu, zaradená cyklóna 27 na odlučovanie eventuálne strhnutého uhoľného prachu, ktorý sa vedie cez vynášacie zariadenie 28 vo vedení 29 a pomocou chladiaceho plynu sa vofukuje do taviaceho splyňovača 1, do jeho hornej oblasti vírivej vrstvy III 3 ⁵ alebo do jeho upokojovacej zóny IV. Dýzy 30 vykazujú ešte prívod 31 kyslíka. Chladiacim plynom je redukčný plyn zbavený uhoľného prachu z taviaceho splyňovača 1, ktorý sa odoberá z potrubia redukčného plynu 9, chladí sa v chladiči 32, vedie sa potrubím chladiaceho plynu 33 na dúchadlo 34 chladiaceho vzduchu, kde sa stláča a nakoniec sa odvádza do potrubia 29, Alternatívne môže byť chladiacim plynom napájané tiež potrubie redukčného plynu 9 spätným vedením 35. Na vofukovanie uhoľného prachu sa môže namiesto chladiaceho plynu použiť tiež dusík, ktorý môže byť do potrubia 29 privádzaný v ktoromkoľvek mieste.

Keď redukčný plyn prebehol chladičom 32, môže byť tiež zavedený do potrubia 37 hlavového plynu vedením 36.

Funkcia variantu, znázorneného na obr. 4 zariadenia podľa vynálezu, zodpovedá funkcii zariadenia, opísaného na obr. 3. Ruda sa vsádza do redukčného reaktora 21, frakcia A sa vynáša redukčným plynom, v redukčnej 55 cyklóne 12 sa hotovo zredukuje a ako bolo opísané, privádza sa do taviaceho splyňovača 1, pričom zredukované frakcie môžu byť vofukované hlavovým plynom, dusíkom alebo iným inertným plynom. Ruda, ktorá zostala v upokojovacej zóne redukčného reaktora 21, sa dostáva ¢0 pôsobením tiaže do vírivej vrstvy V rudy, v ktorej sa jednotlivé častice rudy s priemerom menším ako 2 mm prakticky dokonale zredukujú a z vírivej vrstvy V sa vynášajú. Zvyšná ruda sa dostáva ďalej pevným lôžkom VII rudy, ktoré sa vo vyhotovení znázornenom na obr. 4 65 rozprestiera nad hornou rovinou 23 dúchania redukčného plynu, ďalej sa pritom redukuje, načo sa vsádza do upokojovacej zóny IV taviaceho splyňovača 1, kde prechádza vírivou vrstvou III a pevným lôžkom II, resp. I z koksu, pričom sa dokonale redukuje a roztaví na surové železo.

V nasledujúcom príklade je zostavených niekoľko typických údajov spôsobu podľa vynálezu, ktoré boli dosiahnuté prevádzkou jednotky podľa vynálezu podľa obr. 4.

Príklad

Analýza vsadeného uhlia (hodnoty sa vzťahujú na vzorku zbavenú vody): uhlík 81,4% vodík 4,8 % dusík 1,4% kyslík 5,8 % síra 0,5 % popol 6,2 % železo 30,9 % (v popole) viazaný uhlík 62,9 %

Analýza spracovávanej železnej rudy: železo 66,9 % oxid železnatý 0,58 % oxid železitý 95,0 % oxid vápenatý 0,025 % oxid horečnatý 0,13% oxid kremičitý 0,6 % oxid hlinitý 1,31% oxid manganatý 0,38 % strata žíhaním 1,60 %

Granulometria spracovávanej železnej rudy (sitová analýza):

% 10 mm % 6,3 mm až 10 mm 18% 3,15 mm až 6,3 mm 42% 1,0 až 3,15 mm 25 % menej ako 1,0 mm

Na výrobu redukčného plynu bolo splynených 7 ton uhlia za hodinu za zloženia uhlia z uvedenej analýzy v jednotke podľa obr. 4, na čo sa spotrebovalo 580 m³ kyslíka na jednu tonu surového železa. Čistota kyslíka bola 95 až 98 %. Za hodinu sa získalo približne 14 000 m³ redukčného plynu s nasledujúcim zložením: oxid uhoľnatý 66,2 % oxid uhličitý 4,5 % dusík 0,5 % vodík 28,5 % metán 0,3 %

Rýchlosti prúdenia v prázdnom potrubí taviaceho splyňovača 1 a redukčného reaktora 21 sa pohybujú medzi 0,3 až 0,5 m/s, oproti tomu rýchlosti prúdenia v prázdnom potrubí medzi oboma dúchacími rovinami redukčného reaktora 21 sú 1,5 až 3 m/s.

Spracovalo sa 12,85 ton železnej rudy za hodinu, pričom taviaci výkon je 8,1 ton surového železa za hodinu.

Surové železo obsahuje okrem železa nasledujúce zložky: uhlík 4,0 % kremík 0,6 % fosfor 0,01 % mangán 0,10% síra 0,04 %

Claims

1. Spôsob výroby tekutého surového železa taviacou redukciou železných rúd s rôznou zrnitosťou, ktoré obsahujú podiel A so zrnami s priemerom menším ako 0,2 mm, pričom je ruda redukčným plynom predredukovaná, predredukovaný materiál je dokonale zredukovaný a roztavený v taviacom splyňovači na tekuté surové železo, vyznačujúci sa tým, že predredukovaná frakcia (A) rudy sa vrstvami vetra redukčným plynom oddeľuje od frakcie (B) pozostávajúcej z častíc s väčšou veľkosťou zrna, obidve frakcie (A, B) sa oddelene dokonale redukujú a privádzajú sa do taviacej zóny taviaceho splyňovača (1).

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že frakcia (A) sa dokonale redukuje v redukčnej cyklóne (12).

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že frakcia (B) so zrnami, ktorých veľkosť zodpovedá priemeru 0,2 mm až 2,0 mm, sa pôsobením tiaže vedie vírivou vrstvou, ktorou prúdi redukčný plyn do skončenia redukcie.

4. Spôsob podľa nároku laž 3, vyznačujúci sa t ý m , že dokonale zredukované frakcie sa privádzajú do taviaceho splyňovača v oblasti roviny dúchania kyslíka alebo nad touto rovinou do oblasti koksového lôžka.

5. Spôsob podľa nároku 1, 2a 4, vyznačujúci sa tým, že frakcia (B) so zrnami, ktorých priemer zodpovedá 0,2 až 5,0 mm, sa vedie pôsobením tiaže vírivou vrstvou, ktorou prúdi redukčný plyn, načo sa oddelí podiel (B j) so zrnami s priemerom pod 2,0 mm a podiel (B₂) so zrnami najmenej 2,0 mm sa pôsobením tiaže ešte dodatočne vedie pevným lôžkom, ktorým prúdi redukčný plyn, pričom sa ďalej redukuje.

6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa t ý m , že podiel (B B sa privádza po redukcii do taviaceho splyňovača v oblasti roviny dúchania kyslíka alebo nad touto rovinou v oblasti koksového lôžka (II) a podiel (B₂) sa privádza po redukcii do taviaceho splyňovača nad rovinu dúchania.

7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa t ý m , že frakcia (B) vykazuje ešte dodatočne zrná s veľkosťou zodpovedajúcou priemeru až do 20 mm, výhodne do 10 mm, pričom podiel (B) sa vnáša do upokojovacej zóny (IV) taviaceho splyňovača (1).

8. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nárokov laž 7, vyznačujúce sa kombináciou taviaceho splyňovača (1) s redukčnou cyklónou (12), pričom redukčná cyklóna (12) je na vynášaccj strane spojená transportným zariadením (5, 5') na zredukovanú železnú rudu (14') so spodným dielom taviaceho splyňovača (1) a z upokojovacej zóny (IV) taviaceho splyňovača (1) vedie potrubie (9) redukčného plynu k redukčnej cyklóne (12).

9. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že v potrubí (9) redukčného plynu je medzi taviaci splyňovač (1) a redukčnú cyklónu (12) vradený redukčný reaktor (21), ktorý vykazuje vírivú vrstvu (V) vytváranú redukčným plynom a prípadne tiež pevné lôžko (VII) a na vynášacej strane je spojené cez aspoň jedno transportné zariadenie (24, 5, 24', 25) na zredukovanú železnú rudu s taviacim splyňovačom (1).

3 výkresy