SK3942001A3 - Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace - Google Patents
Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace Download PDFInfo
- Publication number
- SK3942001A3 SK3942001A3 SK394-2001A SK3942001A SK3942001A3 SK 3942001 A3 SK3942001 A3 SK 3942001A3 SK 3942001 A SK3942001 A SK 3942001A SK 3942001 A3 SK3942001 A3 SK 3942001A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- furnace
- metal oxides
- hearth furnace
- reducing agents
- heating resistors
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 10
- 229910003439 heavy metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 claims description 3
- RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N zinc;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Zn+2] RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 40
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 7
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 238000010744 Boudouard reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 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
- C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
- C21B13/105—Rotary hearth-type furnaces
-
- 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
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
- F27B9/16—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path
- F27B9/18—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path under the action of scrapers or pushers
- F27B9/185—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path under the action of scrapers or pushers multiple hearth type furnaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Description
Spôsob výroby priamo redukovaného kovu vo viacnásobnej nistejovej peci
Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu výroby priamo redukovaného kovu vo viacnásobnej nistejovej peci.
Viacnásobné nistejové pece sa používajú na výrobu kovov zo zodpovedajúcich oxidov kovov, pričom sa oxid kovu a redukčné činidlo vovádzajú do viacnásobnej nistejovej pece a pri vysokej teplote spolu reagujú.
Doterajší stav techniky
Dokument DE-C-552 837 sa týka spôsobu vytavovania jemnozrnných železných rúd v redukčnej peci so šiestimi nistejami. Viacnásobná nistejová pec je rozdelená do dvoch pásiem. V prvom pásme tvorenom hornými dvoma nistejami sa najskôr predhrieva železná ruda. Na tento účel sa používajú akékoľvek vhodné horúce neutrálne plyny v regulovateľnom množstve. Prípadne sa tiež môžu použiť prídavné horáky. Druhé pásmo zahrnujúce štyri spodné nisteje sa od predhrievacieho pásma nepriedušne izoluje. Preto medzi oboma pásmami nedochádza k žiadnej výmene plynu. Druhé pásmo je určené na redukciu železnej rudy Na tento účel sa redukčné plyny injektujú buď do najspodnejšej nisteje alebo oddelene do každej jednotlivej nisteje. Horné tri nisteje redukčného pásma sú vybavené mufľami, z ktorých každá je vybavená horákom Prostredníctvom týchto muflí a horákov sú do horných troch nistejí dodávané vykurovacie plyny.
Patent US 2089782 opisuje viacnásobnú nistejovú pec na priamu redukciu železnej rudy, v ktorej komora obsahujúca horúcu taveninu a umiestnená pod nistejami nepriamo zahrieva vyššie umiestnenú nistej (nisteje).
V dokumente D3 (LU-A-87890) sa opisuje pec s otáčavou nistejou, v ktorej sa pelety redukujú na otáčavej plošine rozdelenej do prstencových sekcií, • · • · ··· • · · · ·· • · • ··· • · · · ·· ·· • · ·· · pričom sú tieto sekcie otáčavej plošiny umiestnené medzi jemnozrnnou žiaruvzdornou hmotou sústredne sa otáčajúcou okolo osi rotácie. Teplotu procesu zaisťujú elektrické radiátory umiestnené nad značnou časťou reaktorového segmentu S cieľom minimalizovať straty energie sa radiátory umiestňujú len niekoľko centimetrov nad povrch uvedeného jemnozrnného materiálu. Materiál určený na redukciu sa priamo ohrieva na požadovanú teplotu radiátormi. Počas výrobného spôsobu zostávajú surovinové pelety v stacionárnej polohe, to znamená že sa nezúčastňujú zodpovedajúceho kruhového pohybu
Oxidy kovov a redukčné činidlá sa vsadzujú do viacnásobnej nistejovej pece, kde sa krúživým pohybom rozhrnujú hrabľami s dĺžkou polomeru nisteje od stredu k obvodu nisteje, kde prepadajú niekoľkými otvormi do nižšej nisteje. Odtiaľ sú oxidy kovov zmiešané s redukčnými činidlami premiestňované k stredu nisteje a potom padajú do spodnejšej nisteje. Počas zostupu z hornej nisteje do spodnej časti viacnásobnej nistejovej pece sa oxidy kovov a redukčné činidlá postupne ohrievajú.
Pretože je redukcia oxidov kovov endotermný proces, vyžaduje naštartovanie a udržovanie tejto reakcie dodávanie pomerne značného množstva energie. Na tento účel sa viacnásobná nistejová pec vyhrieva plynovými alebo inými horákmi a časť redukčného činidla - spravidla prchavé zložky nosiča uhlíka ako je uhlie - sa spaľuje injektovaním plynu obsahujúceho kyslík do viacnásobnej nistejovej pece. Potrebné procesné teplo sa získa spaľovaním uhlia a pomocou plynových horákov za vzniku oxidu uhličitého Nad určitou teplotou oxid uhličitý prítomný v horúcich plynoch reaguje vo viacnásobnej nistejovej peci s uhlíkom podľa Boudouardovej reakcie za vzniku oxidu uhoľnatého. Týmto spôsobom vytvorený oxid uhoľnatý redukuje oxidy kovu na kov. Obsah oxidu uhoľnatého v plynoch vo viacnásobnej nistejovej peci v podstate určuje ich redukčný potenciál.
Nevýhodou tohto spôsobuje, že sa do viacnásobnej nistejovej pece, v ktorej prebieha redukcia, vovádzajú oxidované plyny a kyslík Okrem toho vzniká veľké množstvo odpadových plynov, ktoré je treba upravovať.
·· ·· ·· • · · · · · • ···· · · • ···· • · · · · · ·· ·· ·· ·
V tomto type viacnásobnej nistejovej pece, ohrievanej horúcimi plameňmi zo zemného plynu, je obťažné vytvoriť a regulovať jednotný teplotný profil v priereze pece Pretože jednotlivé pásma a nisteje sú prepojené, je obťažné regulovať podmienky v jednotlivých pásmach nezávisle od ostatných. Plyny opúšťajúce jednu nistej ovplyvňujú podmienky v najbližšej vyššej nisteji
Preto je cieľom tohto vynálezu navrhnúť spôsob výroby priamo redukovaného kovu, pri ktorom sa pracuje s menšími množstvami plynu.
Podstata vynálezu
Podľa tohto vynálezu sa tento problém rieši spôsobom výroby priamo redukovaného kovu vo viacnásobnej nistejovej peci, ktorý je charakteristický tým, že sa do viacnásobnej nistejovej pece vsadzujú oxidy kovov a redukčné Činidlá a procesné teplo potrebné na redukciu oxidov kovov sa vytvára nepriamym ohrevom oxidov kovu výhradne prostredníctvom nisteji alebo plášťa viacnásobnej nistejovej pece elektrickými vykurovacími rezistormi pod jednotlivými nistejami alebo na plášti viacnásobnej nistejovej pece a jednotlivé nisteje sú nepriamo zahrievané nezávisle od ostatných.
Pri spôsobe podľa vynálezu sa procesné teplo do viacnásobnej nistejovej pece dodáva radiačnou energiou a nie spaľovaním redukčného činidla in situ alebo plynovými horákmi ako v už známych spôsoboch.
Dôležitou výhodou tohto vynálezu je, že sa do viacnásobnej nistejovej pece nemusí injektovať žiadny kyslík alebo iné oxidované plyny, aby sa dosiahlo potrebné procesné teplo Tým sa značne zmenší množstvo plynov cirkulujúcich vo viacnásobnej nistejovej peci. Množstvo odpadových plynov, ktoré je treba dodatočne spracovať je značne menšie, čím sa znížia náklady tohto spracovania
Okrem toho majú menšie objemy plynu za následok nižšie rýchlosti prietoku plynu v jednotlivých nistejách. Z viacnásobnej nistejovej pece sa s ním preto vynáša menej zvíreného odpadového prachu.
• · ·· ·· ·· ·· • · · · · · • · ·t*· · ·
Pretože sa do viacnásobnej nistejovej pece neinjektuje žiadny kyslík alebo iné oxidované plyny, je redukčný potenciál plynov vnútri viacnásobnej nistejovej pece vyšší než v už známych viacnásobných nistejových peciach.
Okrem toho tento spôsob umožňuje rovnomernejší ohrev viacnásobnej nistejovej pece a v nej obsiahnutých látok.
Spôsob môže prebiehať pri tlaku 1 až 5 barov, čo má za následok, že viacnásobná nistejová pec môže mať kompaktnejšiu konštrukciu.
V jednom výhodnom uskutočnení sa popri pevných redukčných činidlách používajú plynné redukčné Činidlá.
Oxidy kovov sú napríklad železné rudy, zinkové rudy, odpady obsahujúce olej a oxidy železa a rôzne formy problémových odpadov ako je frakcia prachových Častíc obsahujúca oxidy železa znečistené oxidmi zinku a/alebo oxidmi ťažkých kovov
Vynález sa tiež týka viacnásobnej nistejovej pece zahrnujúcej niekoľko nistejí umiestnených jedna nad druhou na výrobu priamo redukovaného kovu Viacnásobná nistejová pec podľa vynálezu je charakterizovaná elektrickými vykurovacími rezistormi na nepriamy ohrev jednotlivých nistejí, ktoré vytvárajú procesné teplo potrebné na redukciu oxidov kovov, pričom sú vykurovacie rezistory inštalované pod jednotlivými nistejami alebo na plášti viacnásobnej nistejovej pece a jednotlivé nisteje sa nepriamo ohrievajú nezávisle od ostatných
Viacnásobná nistejová pec sa môže napríklad ohriať na potrebnú teplotu a na tejto teplote udržovať elektrickými vykurovacími rezistormi inštalovanými vnútri viacnásobnej nistejovej pece
Preto je možno v každej nisteji upraviť teplotu selektívne bez podstatného ovplyvnenia podmienok v nistejách nad a pod ňou Na rozdiel od tradičných viacnásobných nistejových pecí možno podmienky v rôznych nistejách regulovať nezávisle od ostatných.
• · *
• · · • 1
Pri tej istej kapacite a tých istých rýchlostiach prúdenia plynu v nistejách môže byť viacnásobná nistejová pec na výrobu priamo redukovaného kovu spôsobom podľa vynálezu menšia než konvenčná viacnásobná nistejová pec.
Prvky na nepriamy ohrev sa môžu inštalovať na povrchu a/alebo pod jednotlivými nistejami. Taktiež ich možno osadzovať na bočné steny.
Tento spôsob je zvlášť vhodný na priamu redukciu železnej rudy.
Ďalšie výhodné uskutočnenia sa uvádzajú v závislých nárokoch.
Jedno uskutočnenie vynálezu sa opisuje nižšie pomocou pripojeného obrázku.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Obrázok l je prierez viacnásobnou nistejovou pecou na výrobu priamo redukovaného kovu.
Obrázok 2 je schematické znázornenie elektrických vykurovacích rezistorov vo viacnásobnej nistejovej peci.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Obrázok 1 ukazuje prierez viacnásobnou nistejovou pecou 10. ktorá obsahuje niekoľko - v tomto prípade dvanásť - nistejí 12 umiestnených nad sebou. Tieto samonosné nisteje 12 sú zo žiaruvzdorného materiálu rovnako ako plášť 14. klenba 16 a dno 18 viacnásobnej nistejovej pece _LQ
Klenba 16 viacnásobnej nistejovej pece 10 je vybavená odťahom 20. ktorým sa môžu odvádzať z viacnásobnej nistejovej pece plyny a otvorom 22, ktorým sa vsadzujú oxidy kovov a redukčné činidlá do hornej nisteje Oxidy kovov sa však môžu do viacnásobnej nistejovej pece 10 vsádzať tiež nižšie a oddelene od redukčných činidiel
Β* ΒΒ
B B B B ··· B B B • · · I ··· B B • B · B B β Β·Β B . BBBBBBBB ··· ···· ·· ·· ·· ·
Hriadeľ 24 vybavený hrabľami 26 siahajúcimi cez celé nisteje 12 je umiestnený uprostred viacnásobnej nistejovej pece Hriadeľ 24 a hrable 26 sú chladené vzduchom alebo vodou.
Hrable 26 sú konštruované tak, aby krúživým pohybom hrnuli materiál v nisteji od obvodu ku stredu a potom v spodnejšej nisteji od stredu k obvodu a tak aby zaistili zostup materiálu celou viacnásobnou nistejovou pecou 10 odhora nadol.
Oxidy kovov sa zmiešajú s pevnými redukčnými činidlami ako je hnedouhoľný koks, ropný koks alebo uhlie mimo viacnásobnej nistejovej pece 10 a zmes oxidov kovov a redukčných činidiel sa následne vsadzuje do hornej nisteje.
Oxidy kovov sa však môžu vsádzať do hornej nisteje tiež oddelene a potom sa pevné redukčné činidlá vsadzujú do viacnásobnej nistejovej pece 10 nižšie sádzacím otvorom 30 v plášti 14.
Oxidy kovov je tiež možné predsušovať mimo viacnásobnej nistejovej pece 10 pred zmiešaním s pevnými redukčnými činidlami.
Po vsadení zmesi oxidov kovov a redukčných činidiel do prvej nisteje viacnásobnej nistejovej pece 10. je zmes krúživým pohybom hrabľami 26 rozhrnovaná k obvodu nisteje, kde prepadá niekoľkými otvormi 28. vytvorenými na tento účel, do nižšej nisteje. Odtiaľ sú oxidy kovov zmiešané s redukčnými činidlami premiestňované k stredu nisteje a potom padajú do spodnejšej nisteje. Počas zostupu z hornej nisteje do spodnej časti viacnásobnej nistejovej pece sa oxidy kovov a redukčné činidlá postupne ohrievajú.
Súčasne sa kontaktom s nistejou 12 a stúpajúcimi horúcimi plynmi odstraňuje vlhkosť z oxidov kovov zmiešaných s redukčnými činidlami. Horné nisteje vo viacnásobnej nistejovej peci 10 takto patria do sušiaceho a predhrievacieho pásma
V bočnej stene viacnásobnej nistejovej pece 10 - normálne v jej hornej tretine - je zaistený najmenej jeden sádzací otvor 30, ktorým sa zavádzajú redukčné činidlá, pokiaľ už neboli do viacnásobnej nistejovej pece 10 zavedené
Ί • ·· ·· ·· ·· • · · · ··· ··· • · · · ··· · · • · · · ·· ··· · ·· ···· · ······· ·· ·· ·· · spoločne s oxidmi kovov. Týmto sádzacím otvorom 30 sa do viacnásobnej nistejovej pece 10 môžu vsádzať buď všetky redukčné činidlá alebo iba prídavné. Tieto redukčné činidlá môžu byť v plynnej rovnako ako v kvapalnej alebo pevnej forme. Tieto redukčné činidlá predstavujú napríklad oxid uhoľnatý, vodík, zemný plyn, ropu alebo ropné deriváty alebo pevné nosiče uhlíka ako hnedouhoľný koks, ropný koks, vysokopecný prach, uhlie a podobne.
Redukčné činidlo, v tomto prípade uhlie, ktoré je vsádzané do nisteje umiestnenej vo viacnásobnej nistejovej peci 10 v nižšom pásme, je tu hrabľami 26 zmiešané s ohriatymi oxidmi kovov. Oxidy kovov sa vysokou teplotou a prítomnosťou redukčných činidiel postupne redukujú pri zostupnom transporte viacnásobnou nistejovou pecou 10.
Redukcia oxidov kovov sa môže presne regulovať a jej spôsob uskutočňovať za optimálnych podmienok kontrolovaným vsádzaním pevných, kvapalných alebo plynných redukčných činidiel v rôznych bodoch viacnásobnej nistejovej pece 10 a odťahovaním nadbytočných plynov v kritických bodoch.
V bočných stenách sú umiestnené dýzy 30 na injektovanie horúcich plynov (250 °C až 500 °C) obsahujúcich kyslík, ktorými sa môže do viacnásobnej nistejovej pece 10 privádzať vzduch alebo iný plyn obsahujúci kyslík. V dôsledku vysokých teplôt a prítomnosti kyslíka sa môžu v horných nistejách 12 viacnásobnej nistejovej pece 10 spaľovať horľavé plyny a vzniknutá energia sa môže použiť na sušenie oxidov kovov a redukčných činidiel
V poslednej nisteji dole alebo v posledných dvoch nistejách je zaistené injektovanie pre plynné redukčné činidlo, napríklad oxid uhoľnatý alebo vodík, špeciálnymi dýzami 44. V takto vzniknutej atmosfére so zvýšeným redukčným potenciálom sa môže dokončiť redukcia oxidov kovov.
Následne sa vyrobený kov odpichuje spoločne s popolom výpusťou 46 v dne 18 viacnásobnej nistejovej pece H).
Kov sa po odpichu z výpuste 46 ochladí v chladiči 48 spoločne s popolom a redukčnými činidlami, ktoré možno za vhodných okolností znovu použiť. Po·· ··· ··· • · · ··* * · ·· ·· ···· ·· g ..............
tom sa redukovaný kov oddelí odlučovačom 50 od popola z redukčných činidiel a znovu použiteľných redukčných činidiel 52..
Zmes plynov z viacnásobnej nistejovej pece 10 odchádza odťahom 20 do prídavného horáka 54. kde sa spaľujú horľavé plyny z plynnej zmesi. Potom sa plynná zmes uvádza do chladiča 56 obsahujúceho chladiacu látku a ochladzuje sa. Následne sa ochladená plynná zmes Čistí pomocou cyklónového filtra 58 pred vypustením do atmosféry.
Pokiaľ viacnásobná nistejová pec pracuje za pretlaku, je samozrejme potrebné vybaviť otvory 22 a 30 na vsádzanie oxidov kovov a redukčných činidiel rovnako ako odťah 20 tlakovými uzávermi. Taktiež musia byť utesnené ložiská hriadeľa 24 a výpust’ 46 vybavená uzáverom pre odpich horúceho materiálu.
Odpadové plyny z viacnásobnej nistejovej pece 10 sa však tiež môžu použiť na poháňanie turbíny vyrábajúcej elektrinu. V tomto prípade je treba vynechať dospaľovanie vnútri viacnásobnej nistejovej pece 10 a do viacnásobnej nistejovej pece 10 sa dýzami 32 nevháňa žiadny plyn obsahujúci kyslík.
Táto viacnásobná nistejová pec 10 umožňuje spracovávať železnú rudu, zinočnaté rudy, odpadové materiály obsahujúce olej a oxid železitý, a rôzne problematické odpady ako sú prachové odpady obsahujúce oxid železitý kontaminovaný zinočnatými oxidmi a/alebo oxidmi ťažkých kovov
Prachové odpady a kaly obsahujúce oxid železitý z elektrických alebo konvertorových oceliarní, ktoré spravidla neobsahujú žiadny uhlík, alebo prach z čistenia odpadových plynov z vysokých pecí sa preto môžu vsádzať do viacnásobnej nistejovej pece 10 špeciálnym otvorom 30. Redukcia zvyškových materiálov sa môže presne regulovať a spôsob uskutočňovať za optimálnych podmienok regulovaným vsadzovaním pevných, kvapalných a plynných redukčných činidiel v rôznych bodoch viacnásobnej nistejovej pece 10 a odťahovaním nadbytočných plynov v kritických bodoch
Pretože tieto prachové a kvapalné odpady obsahujúce oxid železitý sú často kontaminované oxidmi ťažkých kovov, môže sa vysoký podiel plynov stú9
| • ·· | • · | • · | • · | ||
| • · · | • | • | • | • | • · |
| • · | • | • | ··· | • | • |
| • · | • | • | • · | • | • |
| ·· ···· | • · | ·· | ·· | • |
pajúcich viacnásobnou nistejovou pecou odťahovať z pece 10 pod nistejou, do ktorej sa vsadzujú prachové odpady a kaly obsahujúce oxidy ťažkých kovov, a to pomocou odťahovej rúrkovej spojky 60 umiestnenej v bočnej stene a reinjektovať do pece 10 otvorom 62 nad uvedenou nistejou V dôsledku toho je v nisteji, do ktorej sa vovádzajú prachy a kaly obsahujúce oxidy ťažkých kovov, podiel plynu malý. Oxidy ťažkých kovov prítomné v prachových podieloch a kaloch sa po vsadení do pece redukujú a vzniknuté kovy odparujú. V ďalšom ich možno z viacnásobnej nistejovej pece 10 odtiahnuť z tejto nisteje ako malý plynný podiel odťahom 64 v bočnej stene.
Tento malý objem plynu s pomerne vysokým obsahom ťažkých kovov sa potom môže čistiť oddelene. Dôsledkom malých množstiev odpadového plynu je nízka rýchlosť prietoku plynu zodpovedajúcimi nistejami, takže je s týmto odpadovým plynom strhávané len malé množstvo odpadových prachov. Preto je v odpadovom plyne veľmi vysoká koncentrácia ťažkých kovov
Horľavé plyny odtiahnuté z plynnej zmesi sa spália v prídavnom horáku 66. Zvyšný podiel plynnej zmesi sa ochladí v chladiči 68 a následne čistí cyklónovým filtrom 70 pred vypustením do atmosféry
Oxid železitý prítomný v prachových odpadoch sa redukuje na železo spoločne s odpadmi obsahujúcimi olej a oxid železa
Všetky vznikajúce plyny vrátane prchavých zložiek redukčných činidiel sa môžu bezo zvyšku spáliť v sušiarni pre zvyškové materiály obsahujúce ťažký kov a oxid železitý a v prípade potreby aj pre redukčné činidlá mimo viacnásobnej nistejovej pece a zostávajúce teplo odpadových plynov z pece sa takto môže optimálne využiť
Obrázok 2 ukazuje schematické znázornenie nisteje vo viacnásobnej nistejovej peci 10. v ktorej sú vykurovacie rezistory 72 a 74 inštalované na bočné steny alebo plášť 14 a pod nistejou 12.
Claims (6)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Spôsob výroby priamo redukovaného kovu vo viacnásobnej nistejovej peci, vyznačujúci sa tým, že sa do viacnásobnej nistejovej pece vsadzujú oxidy kovov a redukčné činidlá a procesné teplo potrebné na redukciu kovových oxidov sa vytvára nepriamym ohrevom oxidov kovov výhradne prostredníctvom nistejí alebo plášťa viacnásobnej nistejovej pece elektrickými vykurovacími rezistormi inštalovanými pod jednotlivými nistejami alebo na plášti viacnásobnej nistejovej pece a jednotlivé nisteje sú nepriamo ohrievané, navzájom nezávisle od seba.
- 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa tento spôsob uskutočňuje pri tlaku 1 až 5 barov.
- 3 Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa používajú plynné redukčné činidlá.
- 4. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že oxidy kovov sú železné rudy, zinkové rudy, odpady obsahujúce olej a oxid železa a rôzne problematické odpady ako napríklad prachové odpady obsahujúce oxid železa znečistený zinočnatými oxidmi a/alebo oxidmi ostatných ťažkých kovov
- 5 Viacnásobná nistejová pec obsahujúca niekoľko nistejí umiestnených jedna nad druhou na výrobu priamo redukovaného kovu z oxidov kovov, vyznačujúca sa tým, že je vybavená elektrickými vykurovacími rezistormi inštalovanými pod jednotlivými nistejami alebo na plášti viacnásobnej niste11 • ···· ·· ·· » · · » · ···B · · I ·· ·· ·· ··· jovej pece, pričom sa procesné teplo potrebné na redukciu oxidov kovov vytvára nepriamym ohrevom oxidov kovov výhradne elektrickými vykurovacími rezistormi, pričom sú vykurovacie rezistory navzájom nezávislé.
- 6. Viacnásobná nistejová pec podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že elektrické vykurovacie rezistory majú ochranný štít
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU90291A LU90291B1 (de) | 1998-09-23 | 1998-09-23 | Verfahren zum herstellen von direkt reduziertem Metall in einem Etagenofen |
| PCT/EP1999/006381 WO2000017404A1 (de) | 1998-09-23 | 1999-08-30 | Verfahren zum herstellen von direkt reduziertem metall in einem etagenofen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK3942001A3 true SK3942001A3 (en) | 2001-12-03 |
Family
ID=19731769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK394-2001A SK3942001A3 (en) | 1998-09-23 | 1999-08-30 | Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1115890A1 (sk) |
| JP (1) | JP2002526652A (sk) |
| KR (1) | KR20010075318A (sk) |
| CN (1) | CN1319143A (sk) |
| AU (1) | AU6079499A (sk) |
| BR (1) | BR9914460A (sk) |
| CA (1) | CA2343212A1 (sk) |
| CZ (1) | CZ20011042A3 (sk) |
| LU (1) | LU90291B1 (sk) |
| PL (1) | PL346835A1 (sk) |
| SK (1) | SK3942001A3 (sk) |
| TR (1) | TR200101480T2 (sk) |
| TW (1) | TW459049B (sk) |
| WO (1) | WO2000017404A1 (sk) |
| ZA (1) | ZA200102128B (sk) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE403014T1 (de) * | 2002-12-23 | 2008-08-15 | Posco | Vorrichtung zur herstellung von schmelzflüssigem eisen zur verbesserung des betriebs einer wirbelschicht-reduktionsvorrichtung und herstellungsverfahren damit |
| EP1905853A1 (fr) * | 2006-09-29 | 2008-04-02 | Paul Wurth S.A. | Procédé de traitement thermique de résidus métalliques contaminés par des composés organiques et dispositif pour sa mise en oeuvre |
| LU91312B1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-18 | Wurth Paul Sa | Multiple hearth furnace |
| JP5601138B2 (ja) * | 2010-10-14 | 2014-10-08 | 新日鐵住金株式会社 | 塊成化物の加熱方法 |
| DE102016120833A1 (de) * | 2016-11-02 | 2018-05-03 | Thyssenkrupp Ag | Etagenofen und Verfahren zum Betreiben eines Etagenofens |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE552837C (de) * | 1927-06-21 | 1932-06-18 | Paul Gredt | Vorrichtung und Verfahren zum Verhuetten von aus Minette gewonnenen Oolithkoernern |
| FR717429A (fr) * | 1930-12-03 | 1932-01-08 | Trent Process Corp | Procédé de réduction directe du minerai de fer |
| US2089782A (en) * | 1934-12-14 | 1937-08-10 | Industrimetoder Ab | Process of producing sponge iron |
| DE1225673B (de) * | 1959-07-23 | 1966-09-29 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren zur trockenen Reduktion von Eisenerz |
| US3650830A (en) * | 1969-06-30 | 1972-03-21 | Nichols Eng & Res Corp | Recovery system |
| DE2134977A1 (de) * | 1971-07-13 | 1973-01-25 | Atsukawa Masami | Verfahren zum gewinnen von eisen ohne schmelzen des erzes und vorrichtung zur ausuebung des verfahrens |
| FR2250422A7 (en) * | 1973-11-07 | 1975-05-30 | Leur Ryan | Indirect heater for basalt dust - has superimposed heater plates with spoked wheels revolving above them |
| GB2140141B (en) * | 1983-05-20 | 1986-10-01 | British Petroleum Co Plc | Process and vacuum sublimation furnace for treatment of ores |
| DE3734892A1 (de) * | 1987-10-15 | 1989-04-27 | Egon Evertz | Verfahren zur aufbereitung von huettenwerksstaeuben |
| LU87890A1 (de) * | 1991-02-20 | 1992-11-16 | Arbed | Verfahren und vorrichtung zum gewinnen von metallen aus industrie-reststoffen |
-
1998
- 1998-09-23 LU LU90291A patent/LU90291B1/de active
-
1999
- 1999-03-02 TW TW088103148A patent/TW459049B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-08-30 JP JP2000574302A patent/JP2002526652A/ja active Pending
- 1999-08-30 KR KR1020017003722A patent/KR20010075318A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-08-30 PL PL99346835A patent/PL346835A1/xx unknown
- 1999-08-30 CA CA002343212A patent/CA2343212A1/en not_active Abandoned
- 1999-08-30 TR TR2001/01480T patent/TR200101480T2/xx unknown
- 1999-08-30 CN CN99811116A patent/CN1319143A/zh active Pending
- 1999-08-30 BR BR9914460-3A patent/BR9914460A/pt not_active Application Discontinuation
- 1999-08-30 AU AU60794/99A patent/AU6079499A/en not_active Abandoned
- 1999-08-30 WO PCT/EP1999/006381 patent/WO2000017404A1/de not_active Application Discontinuation
- 1999-08-30 EP EP99947270A patent/EP1115890A1/de not_active Withdrawn
- 1999-08-30 SK SK394-2001A patent/SK3942001A3/sk unknown
- 1999-08-30 CZ CZ20011042A patent/CZ20011042A3/cs unknown
-
2001
- 2001-03-14 ZA ZA200102128A patent/ZA200102128B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TR200101480T2 (tr) | 2001-09-21 |
| BR9914460A (pt) | 2001-05-22 |
| CZ20011042A3 (cs) | 2001-10-17 |
| TW459049B (en) | 2001-10-11 |
| LU90291B1 (de) | 2000-03-24 |
| WO2000017404A1 (de) | 2000-03-30 |
| ZA200102128B (en) | 2002-06-14 |
| JP2002526652A (ja) | 2002-08-20 |
| CA2343212A1 (en) | 2000-03-30 |
| AU6079499A (en) | 2000-04-10 |
| EP1115890A1 (de) | 2001-07-18 |
| KR20010075318A (ko) | 2001-08-09 |
| PL346835A1 (en) | 2002-02-25 |
| CN1319143A (zh) | 2001-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4874427A (en) | Methods for melting and refining a powdery ore containing metal oxides | |
| CA1224516A (en) | Electric arc fired cupola for remelting of metal chips | |
| US6391088B1 (en) | Method for heat-treating recyclings containing oil and iron oxide | |
| US6395057B1 (en) | Method for producing directly reduced iron in a layered furnace | |
| RU2218417C2 (ru) | Способ термической обработки содержащих тяжелые металлы и оксиды железа отходов | |
| SK3942001A3 (en) | Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace | |
| SK5962001A3 (en) | Method for the heat treatment of residues containing heavy metals | |
| RU2323260C2 (ru) | Способ получения металлов, имеющих низкую температуру испарения | |
| RU2205229C2 (ru) | Способ прямого получения железа в многоподовой печи | |
| MXPA01003080A (en) | Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace | |
| CA1114603A (en) | Method and apparatus for feeding an oxidant within a furnace enclosure | |
| RU2056009C1 (ru) | Установка для термической переработки твердого топлива и металлсодержащего сырья | |
| RU2342442C2 (ru) | Установка для получения расплава железа | |
| CZ20002009A3 (cs) | Způsob výroby přímo redukovaného železa v patrové peci | |
| MXPA01001545A (en) | Method for the thermal processing of residues containing heavy metals and iron oxide |