Способ восстановления и плавления металла

Номер патента: 9637

Опубликовано: 15.02.2005

Авторы: Фури, Луи, Йоханнес

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Способ восстановления и плавления металла, который включает нагрев шихты, состоящей из компонента, содержащего металл, и компонента, содержащего углерод, в индукционной печи канального типа для восстановления содержащего металл компонента, в котором, по меньшей мере, часть газообразных продуктов способа используют для предварительного нагрева шихты; и устройство для выполнения такого предварительного нагрева.

Текст

Смотреть все

(51)6 22 1/00, 21 13/12, 27 14/06, 21 11/10 НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА ШИХТЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Способ восстановления и плавления металла,который включает нагрев шихты, состоящей из компонента, содержащего металл, и компонента, содержащего углерод, в индукционной печи канального типа для восстановления содержащего металл компонента, в котором, по меньшей мере, часть газообразных продуктов способа используют для предварительного нагрева шихты и устройство для выполнения такого предварительного нагрева. 9637 Настоящее изобретение относится к способу предварительного нагрева шихты, такого, например,как процесс производства стали, в котором шихту,содержащую металл и уголь, нагревают в индукционной печи канального типа для того, чтобы вызвать восстановление и плавление металла, содержащего часть шихты, и устройству для осуществления такого предварительного нагрева. Известен способ, относящийся к этой области техники, предварительного нагрева шихты из патента США 5411570, который включает нагрев шихты, состоящей из содержащего металл компонента и содержащего углерод компонента, в печи для восстановления содержащего металл компонента, и который включает утилизацию, по меньшей мере,части газообразных продуктов для предварительного нагрева шихты. При этом содержащий металл компонент материала, подаваемый в печь, содержит металлическую руду или частично восстановленную металлическую руду (такую как губчатое железо в случае железосодержащей шихты) и уголь, содержащий углерод материал подают через одно или несколько впускных отверстий, расположенных вдоль стенки таким образом, чтобы образовать непрерывную расположенную продольно насыпь вдоль каждой стенки печи, которая плавает в печи на поверхности ванны расплавленного металла. Известный способ реализуется в устройстве, которое представляет собой печь для нагрева шихты. В упомянутом устройстве выделяющиеся газообразные продукты, главным образом СО, и летучие вещества, связанные с углем, сгорают в пространстве, находящемся в печи выше плавающей шихты,при их воспламенении от кислорода, который вводят в эту область снаружи печи. Известно также, что газы, выделяющиеся при таком сгорании, которые имеют, как правило, температуру порядка 1600 С, могут быть утилизированы в печи для нагрева шихты или там, где материал,подаваемый в печь, содержит стальной скрап или холодный чугун, расходуемая газообразная окись углерода может выпускаться через те же отверстия в печи, через которые она подается в печь, для предварительного подогрева такого стального скрапа или холодного чугуна за счет сгорания таких газов непосредственно в контакте с таким материалом. В другом известном способе предварительного нагрева шихты и известном устройстве для реализации способа, описанных в патенте США 1819238,содержащий углерод материал и флюсы загружают в печь индукционного нагрева через загрузочное окно на одном конце печи с образованием насыпи на этом конце, и постепенно насыпь распределяется и плавится. Образующиеся газы выходят через загрузочное окно и их сжигают так, что осуществляется прямой контакт между газами и загружаемыми материалами. В еще одном известном способе и устройстве,описанных в патенте Великобритании 1572248,осуществляют нагрев шихты, состоящей из компо 2 нента, содержащего металл, и компонента, содержащего углерод, в печи для восстановления содержащего металл компонента, и который включает утилизацию, по меньшей мере, части газообразных продуктов, также образующихся в печи для предварительного нагрева шихты. В качестве печи для нагрева шихты может быть плазменная или электродуговая печь. Газы, образующиеся в заключительном процессе восстановления, также проходят через окна для загрузки материала. Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату являются способ предварительного нагрева шихты и устройство для его осуществления,известные из патента Франции 1205446. Известный способ включает нагрев шихты, состоящей из содержащего металл компонента и содержащего углерод компонента, в индукционной печи канального типа для восстановления содержащего металл компонента, и который включает утилизацию, по меньшей мере, части газообразных продуктов для предварительного нагрева шихты. Печь канального типа, включающая один или несколько резервуаров,представляет собой плавильный агрегат. Главная реакция восстановления в соответствии с данным изобретением происходит между углеродом, растворенным в металле, и оксидом железа, растворенным в шлаке. Отмечено, что образующийся при этом газ поступает в противотоке и при контакте с загружаемым материалом обеспечивает эффективный предварительный нагрев и предварительное частичное восстановление. В известном процессе образующиеся газообразные продукты, главным образом СО, и летучие вещества, связанные с углем, сгорают в пространстве,находящемся в печи выше плавающей шихты при их воспламенении от кислорода, который вводят в эту область снаружи печи. Полученные в процессе горения газообразные продукты сгорания, которые, как правило, имеют температуру порядка 1600 С, затем отводят из печи и утилизируют где-то в другом месте. Однако всем вышеописанным известным из патентов способу предварительного нагрева шихты и устройству для его осуществления присуща относительно низкая эффективность утилизации. В основу изобретения положена задача в создании способа предварительного нагрева шихты и устройства для его реализации, используемых в процессе восстановления и плавления металла, благодаря которым осуществляют более эффективную утилизацию газообразных продуктов сгорания. Поставленная задача решается тем, что в способе предварительного нагрева шихты, который включает нагрев шихты, состоящей из содержащего металл компонента и содержащего углерод компонента, в индукционной печи канального типа для восстановления содержащего металл компонента, и который включает утилизацию, по меньшей мере, части газо 9637 образных продуктов для предварительного нагрева шихты, согласно изобретению, шихту подают в печь в, по меньшей мере, одну камеру, в которой предусмотрен один или несколько каналов, проходящих вокруг камеры или через нее, по одному из которых или каждому каналу упомянутые газообразные продукты поступают для предварительного нагрева шихты в камеру, причем одна или каждая камера и один или каждый канал изолированы один относительно другого таким образом, чтобы никакой из указанных газообразных продуктов не мог проникнуть между ними. Следует принять во внимание, что, если в результате такого предварительного нагрева температура шихты возрастает выше предварительно заданного значения, то восстановление компонента шихты, содержащего металл, должно начаться до того,как шихта поступает в печь. Должна возрастать масса, по меньшей мере, некоторых газообразных продуктов восстановления,которые должны образовываться в шихте, перед введением ее в печь. Конкретная температура, при которой начинается такое восстановление шихты перед введением ее в печь, конечно, должна быть определена, исходя из природы конкретного компонента шихты, содержащего металл. Кроме того, в результате такого предварительного нагрева шихты должны выделяться, по меньшей мере, некоторые из летучих веществ, связанных с компонентом шихты, содержащим углерод, перед ее введением в печь. Вышеупомянутые газообразные продукты, которые поступают в печь, могут к тому же содержать вышеупомянутые летучие вещества вместе с СО и СО 2, образующиеся в упомянутом процессе восстановления. Следует принять во внимание, что такой предварительный нагрев шихты не только обеспечивает возрастание энергии восстановления, требуемой для всего процесса, но также для увеличения производительности печи. Кроме того, в соответствии с изобретением, по меньшей мере, часть вышеупомянутых газообразных продуктов сгорает в печи в присутствии воздуха и/или кислорода, и газообразные продукты сгорания утилизируют при предварительном подогреве шихты. Поставленная задача решается также тем, что устройство для предварительного нагрева шихты в способе восстановления и плавления металла, который включает нагрев шихты, состоящей из компонента, содержащего металл, и компонента, содержащего углерод, в индукционной печи канального типа для восстановления содержащего металл компонента, и который включает утилизацию, по меньшей мере, части газообразных продуктов, также образующихся в печи для предварительного нагрева шихты, согласно изобретению, содержит удлиненную камеру для подачи шихты в печь, и один или несколько каналов, проходящих вокруг камеры или через нее, через каналы газообразные продукты,образующиеся в ходе протекания способа, подают для предварительного подогрева шихты в камере,причем камера и один или каждый канал изолированы один относительно другого так, чтобы газообразные продукты не могли проникать между ними. Предпочтительно, чтобы камера и канал(ы) были изолированы относительно друг друга, с тем, чтобы газообразный продукт не мог проходить между ними. В предпочтительном варианте настоящего изобретения такой канал представляет собой кольцевую рубашку, которая проходит продольно вокруг одной или каждой камеры. Кроме того, согласно настоящему изобретению,первый или нижний конец камеры может проходить в печи на таком расстоянии, чтобы он соприкасался с шихтой, плавающей в печи на поверхности ванны расплавленного металла. Тем самым предотвращают свободное падение шихты в камере в печь через этот конец. В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения в камере можно поддерживать избыточное давление для того, чтобы большая часть газообразных продуктов, образующихся в камере, поступала в печь. Такое давление, например, можно обеспечить путем введения шихты в камеру посредством подходящей запорной системы. В дополнение к этому, или альтернативно, такое избыточное давление можно поддерживать путем введения инертного газа при повышенном давлении,такого как азот, в шихту перед ее подачей в камеру. В одном из вариантов реализации настоящего изобретения, по меньшей мере, некоторые из газообразных продуктов, образующихся в шихте перед их введением в печь, могут быть удалены из шихты перед подачей ее в печь. Таким образом, например, по меньшей мере,окислительные газы, такие как 2 и парообразный Н 2 О, образованные в шихте, также могут быть удалены из нее. Причина для удаления таких окислительных газов связана с тем обстоятельством, что, если температура шихты достигает предварительно заданной величины, такие окислительные газы могут реагировать с металлом и содержащими углерод компонентами шихты, приводя в результате к сгоранию соединений, содержащих углерод. Кроме того, согласно настоящему изобретению,такие окислительные газы могут быть удалены из шихты с помощью удлиненного открытого конца канала, который проходит продольно через упомянутую удлиненную камеру, так что его первый или нижний его конец находится у нижнего конца камеры, а другой или верхний его конец связан с системой удаления газа, причем канал имеет вдоль своей длины, по меньшей мере, одно выпускное отверстие 9637 для газа, которое находится на предварительно заданном уровне в камере. Таким образом, при работе канал должен быть окружен шихтой, а его отверстие для газа находится в руде на предварительно заданном уровне. Кроме того, согласно настоящему изобретению,выпускное отверстие для газа находится на таком уровне в камере, где шихта имеет такую температуру, при которой окислительные газы сразу должны начать реагировать с компонентами шихты, содержащими металл и углерод. Такой предпочтительный уровень может быть определен, например, экспериментально посредством, например, анализа газа, выходящего из канала. Кроме того, альтернативно, температура в отверстии канала для выпуска газа может быть измерена,например, с помощью термопары или другим подобным образом. На практике, как только предпочтительный уровень отверстия для выпуска газа будет определен,его положение оставляют постоянным, а температуру шихты при этом положении отверстия регулируют, например, регулируя скорость, при которой окислительные газы выходят из канала, и/или скорость предварительного нагрева, и/или скорость, с которой шихта проходит по каналу. В случае, когда соединение, содержащее металл,включает железо и компонент угля, содержащий углерод, вышеупомянутая температура должна быть порядка 600 С. Окислительные газы, которые удаляют таким образом, могут быть утилизированы, например, гденибудь в другом месте или их можно подавать в упомянутый(ые) канал(ы), используемые для предварительного нагрева шихты. Кроме того, согласно настоящему изобретению,предварительно подогретый кислород и/или воздух вводят в канал к его нижнему концу, для того чтобы произошло сгорание некоторого количества СО,присутствующего в этой части шихты с образованием 2, который затем также выводят через упомянутое отверстие для газа. Для того чтобы обеспечить, по существу, полное превращение СО в 2 до того, как поток газа достигнет упомянутого отверстия для газа, температуру стенки камеры непосредственно ниже отверстия для газа поддерживают ниже по сравнению с температурой остальной камеры. Такую более низкую температуру можно получить с помощью теплоизоляции и/или посредством снижения скорости, при которой шихта движется возле этой части стенки камеры. Это можно осуществить, например, за счет увеличения поперечного сечения камеры на этом участке. Кроме того, согласно настоящему изобретению,по меньшей мере, летучие вещества, связанные с компонентами шихты, содержащими углерод, циркулируют от верхнего конца к нижнему концу канала, где их можно сжигать одновременно с СО в кислороде и/или предварительно подогретом воздухе. 4 Таким образом, следует принимать в расчет тепло, поступающее при таком превращении и сгорании и способствующее предварительному нагреву шихты. Упомянутая циркуляция летучих веществ может быть обеспечена посредством удлиненной, открытой с одного конца трубы, один конец которой находится на предварительно определенном уровне у верхнего конца канала, а другой конец у нижнего конца канала. Кроме того, согласно настоящему изобретению,компонент шихты, содержащий углерод, можно загружать в камеру таким образом, чтобы он рассредоточивался у наружной стенки камеры, в то время как компонент, содержащий металл, распределен у наружной стенки упомянутого канала. Таким образом содержащий углерод компонент(который отдает углерод, необходимый для эндотермической реакции Будуара, которая, в свою очередь, нужна для превращения двуокиси углерода в окись углерода, которое в конечном счете требуется для восстановления металла в содержащем металл компоненте шихты), находится ближе к источнику предварительного нагрева, чем содержащий металл компонент, который в некоторых случаях реагирует экзотермически с окисью углерода. Кроме того, согласно настоящему изобретению,компонент шихты, содержащей железо, включает железную руду, а компонент, содержащий углерод, соль. Теперь изобретение будет описано далее с помощью примера со ссылкой на прилагаемые чертежи,на которых краткое описание чертежей на фиг. 1 схематически представлен один из вариантов печи, с устройством предварительного нагрева, согласно настоящему изобретению, в поперечном сечении на фиг. 2 представлен вид, подобный тому, что представлен на фиг. 1, с вырывами на показанных деталях другого варианта устройства. Подробное описание вариантов изобретения В обоих вариантах настоящего изобретения устройство 10 предварительного нагрева шихты, согласно настоящему изобретению, показано как подлежащее использованию с индукционной печью 11 канального типа. Печь 11 содержит удлиненный трубчатый сосуд 12, который имеет кольцевую форму поперечного сечения и который включает, по меньшей мере, два параллельных, расположенных на некотором расстоянии друг от друга ряда отверстий для подачи шихты, каждое из которых проходит сквозь стенку сосуда 12 вдоль его противоположных сторон и из которых только одно, 13, показано подробно на чертежах. Сосуд 12 нагревается снизу с помощью двух параллельно расположенных на некотором расстоянии друг от друга рядов электроиндукционных нагревателей 14. 9637 При использовании в сталеплавильном производстве сосуд 12 заполняют некоторым количеством расплавленной стали с образованием ванны 16, и шихту 15, содержащую смесь угля и железной руды,вводят в сосуд 12 через отверстия 13, чтобы плавать на поверхности ванны 16 расплавленной стали в форме двух расположенных с промежутками насыпей 17, каждая из которых расположена вдоль продольной стороны сосуда 12 и выше которых в сосуде 12 образована полость 18. Сосуд 12 также снабжен несколькими кислородными горелками 19 и, по меньшей мере, одним окном (не показано) для выпуска расплавленной стали из сосуда 12. В варианте, показанном на фиг. 1, устройство 10 содержит удлиненную камеру 20, один конец которой проходит через впускное отверстие 13 во внутреннюю часть печи 11 на такую глубину, чтобы он соприкасался с верхним концом насыпи 17. Шихту 15 подают в камеру 20 через бункер 21 и запорную систему 22. Камеру 20 окружает удлиненный кольцевой канал в форме рубашки 23, который имеет донное впускное отверстие 24, снабженное соплом 25, которое проходит через стенку сосуда 12 для сообщения с полостью 18 печи 11. Рубашка содержит также верхнее выпускное отверстие 26, которое соединено через трубопровод 27 с коллектором 28 системы выпуска газа (не показана). Камера 20 и рубашка подходящим образом изолирована одна относительно другой для предотвращения перетекания какого бы то ни было газа из одной камеры в другую. В процессе работы сосуд 12 загружают расплавленной сталью 16 и включают индукционные нагреватели 14. Шихту 15, содержащую смесь угля и железной руды, подают из бункера 21 через запорную систему 22 и впускные отверстия 13 в сосуд 12 для образования насыпи 17, которая плавает сверху ванны 16 жидкого металла. Верхний конец насыпи 17 соприкасается донным концом камеры 20 так, чтобы шихта на верху насыпи загораживала открытый конец камеры 20, предотвращая тем самым свободное падение шихты 15 из открытого конца камеры 20. Запорная система 22 позволяет поддерживать избыточное давление в камере 20 для того, чтобы практически не было никакой утечки газа с холодной верхней поверхности шихты 15 в камере 20. Газы, в основном СО, 2 и летучие вещества,выделяющиеся при нагреве и последующем восстановлении содержащего железо компонента шихты 15, сгорают в полости 18 в присутствии кислорода,подаваемого горелками 19. Полученные в результате продукты сгорания поступают из полости 18 через сопло 25 и впускное отверстие 24 в рубашку 23, где они служат для предварительного нагрева шихты 15 в канале камеры 20. В результате такого предварительного нагрева шихты 15 значительно возрастает производительность печи 11. Отходящие газообразные продукты сгорания, поступающие из рубашки 23 через выпускное отверстие 26 и трубопровод 27 в колектор 28, могут быть использованы где-то в другом месте процесса, для того чтобы использовать их химические и/или термические свойства. В то же самое время связанные с углем летучие вещества, находящиеся в камере 20, в результате предварительного нагрева шихты 15 могут разлагаться на углерод, СО и Н 2, которые могут затем принять непосредственное участие в восстановлении руды шихты 15 в камере 20. В результате этого процесса может быть значительно снижено потребление угля и кислорода на тонну продукта. В варианте, показанном на фиг. 2, где детали,соответствующие тем, что показаны на фиг. 1, обозначены одинаковыми номерами, шихту 15 подают из бункера 21 у верхнего конца удлиненной камеры 29, нижний конец которой соединен с впускным отверстием 13 в сосуде 12 печи 11. Камера 29 окружена по периметру удлиненной рубашкой 30, нижний конец которой имеет выпускное отверстие 24, которое соединено через сопло 25 с полостью 18 сосуда 12. Верхний конец рубалки 30 имеет выпускное отверстие 26, которое соединено через трубопровод 27 с коллектором 28 системы выпуска газа (не показана). У выпускного отверстия бункера 21 предусмотрено средство 30, в виде трубопровода для впуска газа, по которому может поступать инертный газ,такой как азот, в шихту 15, а также в камеру 29, для того чтобы создать в последней избыточное давление. Камера 29 снабжена удлиненным каналом 31 с открытыми концами, верхний конец 32 которой соединен через трубопровод 33 и трубопровод 27 с коллектором 28. Нижний конец 34 канала 31 введен на предварительно заданную глубину в камеру 29. Более подробно это представлено ниже. Когда шихта поступает через камеру 29 в сосуд 12, шихта в камере 29 будет окружать канал 31 и доходить до его нижнего открытого конца 34. В канале 31 предусмотрен на уровне середины его длины ряд отверстий 35, которые имеют такой размер, чтобы только газ, но не твердые частицы шихты 15, мог проходить через них. В канале 31 также предусмотрен удлиненный трубопровод 36 с открытыми концами, верхний конец 37 которого находится возле верхнего конца 32 канала 31, соприкасающегося с шихтой 15, а ее нижний конец 38 находится у нижнего конца 34 канала 31. У канала 31 предусмотрено также на его открытом конце 34 впускное отверстие для горелки 39 9637 подачи предварительно подогретого кислорода/воздуха (не показано). Канал 31 расположен в камере 29 так, что его отверстия 35 расположены в той части шихты 15, где ее температура составляет порядка 600 С. Кроме того, канал 31 имеет такую длину, что ее верхний конец 32 расположен в той части шихты 15, где ее температура составляет порядка 200 С, а его нижний конец 34 - в той части шихты 15, где ее температура превышает 800 С. Печь 11 работает в таком режиме, как описано выше для варианта на фиг. 1. В процессе такой работы предварительный нагрев нижнего конца камеры 29 с помощью рубашки 30 до температуры порядка 850 С вызывает реакцию Будуара, которая происходит в этой части шихты 15, а именно ССО 22 СО. Часть такого СО будет реагировать с содержащим железо компонентом шихты 15 с образованием 2, вызывая таким образом частичное восстановление содержащего железо компонента, а именно,3 е 2 О 3 СО 2 е 342. Образованный 2 будет подниматься в шихте 15 вверх до тех пор, пока не достигнет отверстий 35 канала 31, через которые он выходит затем через отверстие канала 31 и трубопроводы 33 и 27 в коллектор 28 системы выпуска газа (не показана). Другая часть СО будет подниматься вверх в отверстие канала 31, где она будет сгорать в присутствии подаваемого через горелку 39 подогретого кислорода/воздуха с образованием 2, а именно,2 СО 222,после чего 2 затем будет проходить из отверстий 35 через трубопроводы 33 и 27 в коллектор 28. В то же самое время летучие вещества и водяной пар, присутствующие в верхней части шихты 15 в камере 29, будут проходить от верхнего конца 37 трубопровода 36 через нижний конец 38 в отверстие канала 31, где летучие вещества будут сгорать в присутствии предварительного кислорода/воздуха,подаваемого через средство, представляющее собой горелку 39. Следует учитывать, что тепло, выделяемое при превращении СО в 2 и при сгорании летучих веществ, будет способствовать нагреву шихты в камере 29. Кроме того, следует учитывать, что размещение канала 31 в камере 29, где отверстия 35 находятся в ней на таком уровне, где температура шихты 15 составляет порядка 600 С, упомянутый 2 следует удалять из шихты 15 до того, как он сможет вступить в реакцию с компонентами шихты 15, содержащими металл и/или углерод. Кроме того, для того чтобы предотвратить возникновение такой реакции, те части стенки канала 31, что расположены непосредственно ниже отверстий 35, можно поддерживать при более низкой температуре по сравнению с остальной стенкой. Это можно осуществить, например, с помощью правиль 6 но подобранной теплоизоляции стенки и/пли посредством уменьшения скорости перемещения шихты 15 через камеру 29 в этой зоне. Последняя операция может быть выполнена, например, за счет увеличения поперечного сечения камеры 29 в этой зоне. Следует учитывать, что температуру шихты на нижнем конце 34 канала 32 можно регулировать посредством любого одного или нескольких из следующих способов (1) скорости, с которой шихту 15 подают через камеру 29 (2) характера горения в канале 31 и (3) скорости, с которой газообразные продукты сгорания проходят через рубашку 30. Кроме того, полученный в печи 11 расплавленный металл можно обрабатывать и накапливать обычными способами. Следует учитывать, что в сферу притязаний настоящего изобретения входит устройство для выполнения способа по изобретению в сущности, как это описано здесь. Кроме того, следует учитывать, что,несомненно, имеется множество вариантов, детально возможных в способе и устройстве, согласно настоящему изобретению, без отклонения от смысла и сферы притязаний формулы изобретения. Таким образом, шихту 15 можно загружать, например, в камеру 29 таким образом, что ее компонент, содержащий углерод, распределяют перед стенкой камеры 29, а ее компонент, содержащий железо, перед наружной стенкой канала для (протекания) реакций, приведенных выше. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ предварительного нагрева шихты, который включает нагрев шихты 15, состоящей из содержащего металл компонента и содержащего углерод компонента, в индукционной печи 11 канального типа для восстановления содержащего металл компонента и утилизацию, по меньшей мере, части образующихся газообразных продуктов для предварительного нагрева шихты 15, отличающийся тем,что шихту 15 подают в печь 11 через, по меньшей мере, одну камеру 20, 29, в которой предусмотрен один или несколько каналов 30, проходящих вокруг камеры 20, 29 или через нее, по одному из которых или каждому каналу 23, 30 упомянутые газообразные продукты подают для предварительного нагрева шихты 15 в камере 20, 29, причем одна или каждая камера 20, 29 и один или каждый канал 30 изолированы один относительно другого таким образом,чтобы никакой из указанных газообразных продуктов не мог проникнуть между ними. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газообразные продукты, образующиеся в ходе процесса,дожигают в присутствии воздуха и/или кислорода в печи 11, а продукты такого дожигания направляют в канал или каждый канал 23, 30. 3. Способ по п.п. 1 или 2, отличающийся тем,что один или каждый канал 30 представляет собой кольцевую рубашку, которая проходит продольно вокруг одной или каждой камеры 20, 29. 9637 4. Способ по любому одному из п.п. 1 или 3, который выполняют таким образом, что образуют, по меньшей мере, одну насыпь 17 из шихты 15, которая закрывает, по меньшей мере, часть поверхности зеркала ванны 16 расплавленного металла в печи 11,отличающийся тем, что первый, или нижний конец одной или каждой камеры 20, 29 вводят в печь 11 на такое расстояние, чтобы он соприкасался с насыпью 17 шихты 15 в печи 11. 5. Способ по любому одному из п.п. 1-4, отличающийся тем, что в одной или каждой камере 20,29 поддерживают избыточное давление с тем, чтобы большая часть газообразных продуктов, образующихся в камере 20, 29, поступала в печь 11. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что упомянутое давление создают при введении шихты 15 в камеру 20 с помощью запорной системы 22. 7. Способ по п.п. 5 или 6, отличающийся тем,что упомянутое давление поддерживают посредством ввода инертного газа под давлением, такого как азот, в шихту 15 перед ее поступлением в одну или каждую камеру 20, 29. 8. Способ по любому одному из п.п. 1-7, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые из газообразных продуктов, образующиеся в шихте 15 в одной или каждой камере 29, перед введением шихты 15 в печь 11 удаляют из шихты 15 перед тем,как шихта 15 поступает в печь 11. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые из окислительных газов,таких как 2 и пар Н 2, образующиеся в шихте 15,также удаляют из шихты 15. 10. Способ по п.п. 8 или 9, отличающийся тем,что упомянутые газообразные продукты удаляют из шихты 15 посредством канала 31 с открытыми концами, который проходит продольно через упомянутую удлиненную камеру 29, так что первый, или нижний конец 34 канала 31 находится у нижнего конца камеры 29, а второй, или верхний конец 32 канала 31 соединен с соответствующей системой 33,27, 28 выпуска газа, причем канал 31 имеет по его длине, по меньшей мере, одно отверстие 35 для газа,которое расположено на предварительно заданном уровне в камере 29. 11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что упомянутое отверстие 35 для газа в канале 31 расположено в камере 29 на уровне, где шихта 15 имеет температуру, несколько ниже которой окислительные газы в шихте 15 начинают взаимодействовать с компонентами шихты 15, содержащими металл и углерод. 12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что предпочтительный уровень расположения отверстия 35 для газа в канале 31 определяют посредством анализа газа, выходящего из канала 31, на предмет содержания в нем СО и 2. 13. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем,что температуру стенок отверстия 35 для газа в канале 31 измеряют посредством термопары или подобного ей средства. 14. Способ по любому одному из п.п 1-13, отличающийся тем, что, как только предпочтительный уровень расположения отверстия 35 для газа в канале 31 определен, его положение фиксируют, а температуру шихты 15 в упомянутом положении отверстия 35 регулируют, по меньшей мере, одним из следующих параметров скорости, при которой окислительные газы выходят из канала 31, скорости предварительного нагрева скорости, с которой шихту 15 подают через камеру 29. 15. Способ по любому одному из п.п. 10-14, отличающийся тем, что удаляемые газообразные продукты также используют где-то в другом месте или подают в упомянутый(е) канал(ы) для использования при предварительном нагреве шихты 15. 16. Способ по любому из п.п. 10-15, отличающийся тем, что предварительно подогретый кислород и/или воздух вводят в канал 31 у его нижнего конца 34 для сжигания любого присутствующего количества СО, с получением 2. 17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что температуру стенки камеры 29 непосредственно ниже отверстия 35 для газа поддерживают более низкой по сравнению с температурой стенки остальной камеры так, чтобы, по существу, весь СО превратить в 2 до того, как газ достигнет отверстия 35 для газа. 18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что более низкую температуру получают благодаря теплоизоляции камеры 29 и/или посредством снижения скорости, при которой шихта 15 движется после этой части стенки камеры, путем, например, увеличения поперечного сечения камеры в этом участке. 19. Способ по любому одному из п.п. 10-18, отличающийся тем, что обеспечивают циркуляцию,по меньшей мере, некоторых из летучих веществ,относящихся к компоненту шихты 15, содержащему углерод, из шихты 15, через верхний конец 32 канала 31, к нижнему концу 34 канала 31, где они сгорают одновременно с любым присутствующим количеством СО за счет кислорода и/или предварительно подогретого воздуха. 20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что циркуляцию летучих веществ обеспечивают посредством трубопровода 36 с открытыми концами, один конец 37 которого расположен на предварительно заданном уровне относительно верхнего конца 32 канала 31, таким образом, что он взаимодействует с шихтой 15, а другой конец 38 расположен у нижнего конца 34 канала 31. 21. Способ по любому одному из п.п. 3-21, отличающийся тем, что содержащий углерод компонент шихты 15 загружают в одну или каждую камеру 20, 29 таким образом, чтобы рассредоточить у стенки камеры 20, 29. 22. Способ по любому одному из п.п. 1-21, отличающийся тем, что содержащий железо компонент шихты 15 включает железную руду, а содержащий углерод компонент - уголь. 9637 23. Устройство для предварительного нагрева шихты 15 в способе по п.п. 1-22, отличающееся тем, что оно содержит удлиненную камеру 20, 29 для подачи шихты 15 в печь 11, и один или несколько каналов, проходящих вокруг камеры 20, 29 или через нее через каналы газообразные продукты,образующиеся в ходе протекания способа, подают для предварительного подогрева шихты 15 в камере 20, 29, причем камера 20, 29 и один или каждый канал 23, 30 изолированы один относительно другого так, чтобы газообразные продукты не могли проникать между ними. 24. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что один или каждый канал представляет собой кольцевую рубашку 23, 30, которая проходит продольно вокруг одной или каждой камеры 20, 29. 25. Устройство по п.п. 23 или 24, отличающееся тем, что один конец одной или каждой камеры 20, 29 введен в печь 11 на такое расстояние, что он соприкасается с насыпью 17 шихты 15, закрывающей, по меньшей мере, часть поверхности зеркала ванны 16 расплавленного металла в печи 11. 26. Устройство по любому одному из п.п. 23-25,отличающееся тем, что одна или каждая камера 20 включает запорную систему 22, через которую шихту 15 подают в камеру 20 так, чтобы поддерживать в камере 20 избыточное давление и чтобы основная часть газообразных продуктов, образующихся в камере 20, поступила в печь 11. 27. Устройство по любому одному из п.п. 23-25,отличающееся тем, что оно содержит средство 30.1 для введения инертного газа под давлением, такого как азот, в шихту 15 перед попаданием в камеру 29 для поддержания избыточного давления в камере. 28. Устройство по любому одному из п.п. 23-27,отличающееся тем, что оно дополнительно содержит канал 31 с открытыми концами, который проходит продольно через упомянутую удлиненную камеру 29, его первый, или нижний конец 34 расположен у нижнего конца камеры 29, а его второй, или верхний конец 32 соединен с соответствующей системой 33, 27, 28 удаления газа, причем канал 31 имеет по его длине, по меньшей мере, одно отверстие 35 для газа, которое расположено на предвари 8 тельно заданном уровне в камере 29 и через которое,по меньшей мере, некоторые газообразные продукты, образующиеся в шихте 15 до ее ввода в печь 11,удаляют из шихты 15 перед ее вводом в печь 11. 29. Устройство по п. 28, отличающееся тем, что отверстие 35 для газа в канале 31 находится в камере 29 на уровне, где шихта 15 имеет температуру,несколько ниже которой окислительные газы в шихте начинают взаимодействовать с компонентами шихты 15, содержащими металл и углерод. 30. Устройство по любому одному из п.п. 28 или 29, отличающееся тем, что одна или каждая камера 29 содержит средство для введения кислорода и/или предварительно подогретого воздуха в канал 31 у его нижнего конца 34 для сжигания любого присутствующего количества СО с образованием 2. 31. Устройство по п. 30, отличающееся тем, что содержит средство для поддержания температуры стенки камеры 29 непосредственно ниже отверстия 35 для газа более низкой по сравнению с температурой стенки остальной части камеры 29 для того,чтобы, по существу, весь СО превратить в 2 до того, как газ достигнет отверстия 35 для газа. 32. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что указанное средство для создания более низкой температуры представляет собой подходящую теплоизоляцию, нанесенную на стенку камеры. 33. Устройство по любому из п.п. 23-32, отличающееся тех, что одна или каждая камера 29 содержит трубопровод 36 с открытыми концами, первый конец 37 которого расположен на предварительно заданном уровне у верхнего конца 32 канала 31 таким образом, что он взаимодействует с шихтой 15, а его другой конец 38 расположен у нижнего конца 34 канала 31, причем трубопровод 36 служит для циркуляции, по меньшей мере, некоторых летучих веществ, связанных с содержащим углерод компонентом шихты 15, от шихты 15 через второй конец 32 канала 31 к нижнему концу 34 канала 31, где они, одновременно с любым количеством присутствующего СО, сгорают за счет присутствия кислорода и/или предварительно нагретого воздуха.

МПК / Метки

МПК: C22B 1/00, C21B 11/10, C21B 13/12, F27B 14/06

Метки: плавления, способ, восстановления, металла

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/10-9637-sposob-vosstanovleniya-i-plavleniya-metalla.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ восстановления и плавления металла</a>

Похожие патенты