SK590989A3

SK590989A3 - Method for producing liquid pig-iron by melting reduction of iron ores and device for carrying out this method

Info

Publication number: SK590989A3
Application number: SK5909-89A
Authority: SK
Inventors: Werner L Kepplinger
Original assignee: Voest Alpine Ind Anlagen
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; SK278799B6; BR8905412A; JP2955306B2; CN1042185A; EP0368835A1

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 splyňovači 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 splyňovača. 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 splynovačom (1).

Pi/ 5$ 09-€9

SPÔSOB VÝROBY TEKUTÉHO SUROVÉHO ŽELEZA TAVIACOU REDUKCIOU ŽELEZNÝCH RÚD A ZARIADENIE NA JEHO VYKONÁVANIE

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 pred redukovaná, pred redukovaný 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 rúdy s priemerom častíc menším ako 0,5 mm môžu byť redukované v cirkulujúcej vírivej vrstve, ako je to popísané napr. v patentovom spise DE-A 25 21 038. Všetky tieto spôsoby sa však nehodia k spracovaniu železných rúd so širokou granulometriou, ako to je napr. u jemných nepreosiatych rúd, ktoré boli oddelené z hrubej frakcie rúd. Bez predbežnej úpravy sa nedajú takéto rudy spracovávať vo vcľkuni vo vysokej peci alebo iným druhom taviacej redukcie. To platí obzvlášť 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 zrna.

Z patentového spisu DE-C 35 35 572 je známy spôsob taviacej redukcie jemnej rudy a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu, pričom sa ruda pre prejdení bližšie nepopísanými predredukovacími agregátmi zavádza do taviaceho splyňovača v 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 protiprúdiacim 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 popísaný v časopise The Tex Report (s. 19, č. 14, 418, str. 5 až 9, 1987), podľa ktorého predredukcia jemnej rudy prebieha vo vírivej vrstve predredukčného reaktora, ktorý je priradený k taviacemu splynovaču. 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 zrna, 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 prostredníctvom 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 s výhodou v redukčnej cyklóne, do ktorej sa redukčný plyn, unášajúci pred redukovanú frakciu A, zavádza. Vzhľadom k malému priemeru 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 môžu 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 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 splynovača v oblasti roviny dúchania kyslíka alebo nad touto rovinou v oblasti koksového lôžka. Vzhľadom k vysokej kovnatosti redukovaných frakcií A a B je v taviacom splynovači 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 rovnako s výhodou vedená vírivou v.Sivou, ktorou prúdi redukčný plyn. Na to sa oddelí podiel B-] s veľkosťou zrna zodpovedajúcou priemeru pod 2,0 mm a podiel B2 so zrnami, ktorých veľkosť zodpovedá priemeru najmenej 2,0 mm, vedie sa dodatočne pôsobením tiaže pevným 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 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, s výhodou do 10,0 mm, vedie sa podiel B2, ktorý vykazuje v tomto prípade častice s priemerom 2,0 až 20,0 mm, s výhodou 2,0 až 10,0 mm, účelne do upokojovacej zóny taviaceho splyňovača, 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 k doprave redukovanej železnej rudy 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 f, stredný Γ a horný úsek ľ. Dolný úsek T je určený na zachytenie roztaveného tekutého kúpeľa. Do stredného úseku Γ ústia dúchadlá 2 (horáky) s prívodom 3 kyslíka. V tesnej blízkosti dúchadlovej roviny je zaústený prívod 4 materiálu obohateného uhlíkom a vedenie 5 pre zredukovanú rudu. Alternatívne môže toto vedenie 5 ústiť do taviaceho splynovača nad dúchadlovou rovinou v oblasti horného koksového lôžka U, cik«_> je to čiarkované naznačené na obr. 1 vedením 5\

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

V strednom úseku Γ sa vytvára z hrubších kusov koksu pevné lôžko, označené I a II (zóny pevného lôžka). Roztavený kúpeľ, ktorý sá pod týmto lôžkom zhromažďuje, pozostáva z tekutého kovu 10 a zo strusky 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 N sa vytvára vírivá vrstva N], udržiavaná v pohybe redukčným plynom vznikajúcim v pevnom lôžku II. Malé častice uhlia, prípadne koksu, zostávajú v zóne vírivej vrstvy lll. Väčšie kusy uhlia, prípadne koksu, pre ktoré je rýchlosť prúdenia plynu pod bodom vznosu pre zodpovedajúce lôžko častíc, sa brzdia a prepadnú vírivou vrstvou lll a usadia sa za súčasného vytvárania pevného lôžka N, prípadne I.

Nad vírivou vrstvou IN 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 pre 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 spätným 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 k inému účelu použitia.

Vyhotovenie jednotky podľa vynálezu podľa obr. 1 sa hodí na spracovávanie železných rúd so zrnitosťou maximálne 0,5 mm, obzvlášť však prachových rúd, kde častice rudy majú priemer menší 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.

Predredukovaná 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 vfukovaná priamo do taviacej zóny taviaceho splynovača, 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 N, 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 splynovači 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 je zaradený medzi taviaci splyňovač 1 a redukčnú cyklónu 12 redukčný reaktor 21_, ktorý vykazuje vsádzacie zariadenie 13' pre prídavné materiály a T_ pre rudu a vynášacie zariadenie 22 pre zredukovanú jemnú rudu.

Vo vnútri redukčného priestoru sa udržiava vírivá vrstva V z rudy a z redukčného plynu z taviaceho splyňovača 1, ktorá sa vfukuje 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 pre hotovo zredukovanú rudu, ktoré ústi do potrubia 5.

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

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 vsádzacím zariadením 7 do upokojovacej zóny VI redukčného reaktora 21 a protiprúdiacim redukčným plynom, ktorý sa vyrába v taviacom splynovači 1 a potrubím 9 redukčného plynu sa vfukuje do spodnej časti redukčného reaktora 21, sa čiastočne redukuje, pričom sa vírivá vrstva V udržiava vo zvírenom stave. Analogicky ako u upokojovacej zóny 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 pred redukovanú frakciu A. Redukcia tejto frakcie sa v redukčnej cyklóne dokončí, ako bolo popísané na obr. 1 a redukovaná frakcia A sa zavádza do taviaceho splyňovača 1.

Pred redukovaná 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 odkiaľ 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 dlhú dobu 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 ako u jednotky znázornenej na obr. 2. Ruda sa rovnako vnáša vsádzacím zariadením 7 do upokojovacej zóny VI redukčného reaktora 21, načo predreuukcia, oddeľovanie frakcie A a jej konečná redukcia v redukčnej cyklóne 12 prebieha tak, ako je vyššie 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 251 odobrané zo spodnej časti vírivej vrstvy V vedením 25, ktoré nadväzuje na vedenie 5 a môže byť spoločne so zredukovanou frakciou A - ako je popísané - 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 k pevnému lôžku 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 vfukuje injektorom 20' do taviaceho splyňovača 1 do rozhrania medzi vírivou vrstvou IN a horným pevným lôžkom ll_(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 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 rýchlosti vznosu alebo prepadania frakcií zŕn. Ukázalo sa, že k optimálnemu oddeľovaciemu účinku kolíše hranica medzi pevným lôžkom Vil 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, s výhodou 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 častíc viac ako 2 mm) vsádzaná vynášacím zariadením 26 priamo do upokojovacej zóny IV taviaceho splyňovača j.

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 vfukuje do taviaceho splyňovača 1, do jeho hornej oblasti vírivej vrstvy III 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 k dúchadlu 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 vfukovanie 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, popísaného na obr. 3. Ruda sa vsádza do redukčného reaktora 21, frakcia A sa vynáša redukčným plynom, v redukčnej cyklóne 12 sa hotovo zredukuje a ako bolo vyššie popísané, privádza sa do taviaceho splyňovača 1, pričom zredukované frakcie môžu byť vfukované hlavovým plynom, dusíkom alebo iným inertným plynom. Ruda, ktorá zostala v upokojovacej zóne redukčného reaktora 21, sa dostáva 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 vi i rudy, ktoré sa vo vyhotovení znázornenom na obr. 4 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 JJJ_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 %
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):

5 %	10 mm
10 %	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 hore 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 splyňcivača 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 %

TLfič~

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 splynovači na tekuté surové železo, vyznačujúci sa tým, že predredukovaná frakcia (A) rudy sa vrstvami vetru 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 splynovača (1).

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že frakcii (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 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že dokonale zredukované frakcie sa privádzajú do taviaceho splynovača v oblasti roviny dúchania kyslíka alebo nad touto rovinou do oblasti koksového lôžka.

5. Spôsob podľa nároku 1, 2 a 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 (Bj) 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 tým, že podiel (B-j) 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 tým, že frakcia (B) vykazuje ešte dodatočne zrná s veľkosťou zodpovedajúcou priemeru až do 20 mm, s výhodou do 10 mm, pričom podiel (B) sa vnáša do upokojovacej zóny (IV) taviaceho splyňovača (1).

8. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nárokov 1 až 7, vyznačujúce sa kombináciou taviaceho splyňovača (1) s redukčnou cyklónou (12), pričom redukčná cyklóna (12) je na vynášacej strane spojená transportným zariadením (5, 5j pre 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 splynovač (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) pre zredukovanú železnú rudu s taviacim splyňovačom (1).

P</ 53OS-$S

ŤLfíč

Pt'SSOS-ffJ?

a ⁷

OBR. 3