СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТОГО РАСПЛАВА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ получения железоуглеродистого расплава из железосодержащего сырья, включающий загрузку железосодержащего и углеродсодержащего материалов в плавильную зону плавильного устройства через отдельные питатели, входящие в верхнюю зону плавильного устройства, подачу кислородсодержащего газа, плавку и восстановление материала в плавильном устройстве, подачу образованного в процессе плавления материала восстановительного газа в камеру предварительного подогрева и в камеру прямого восстановления железосодержащего сырья, подачу предварительно подогретого железосодержащего материла в плавильную зону плавильного устройства в горячем состоянии, отличающийся тем, что в качестве плавильного устройства используют плавильную печь, продувают материал в плавильной зоне печи через форсунки кислородсодержащим и природным газом и нагретым в плазмотронах кислородсодержащим и/или природным газом, уменьшают скорость отходящего газа не менее чем в 1,5 раза путем его подачи в расширительную камеру плавильной печи, в которой плазменной струей осуществляют дожигание частиц углеродсодержащего материала и дополнительный нагрев частиц железосодержащего материала в потоке отходящего газа на стенках и наклонном поде расширительной камеры, отводят газ через боковые отверстия разделительной огнеупорной перегородки в коллектор для сбора частиц, при этом определяют состав и температуру отходящего газа и корректируют их величину в коллекторе путем подачи через форсунки природного газа, воздуха или воды, полученный восстановительный газ с температурой Т~1000°С через центральный трубопровод коллектора направляют в верхнюю часть камеры прямого восстановления железосодержащего материала, восстанавливают загруженный объем исходного железосодержащего материала, прореагировавший восстановительный газ пропускают через щели огнеупорной стенки в нижней части камеры прямого восстановления в камеру смешения, смешивают с воздухом и по газоходам отводят в камеру воспламенения, полученную газовую смесь воспламеняют и через щели стенки камеры предварительного подогрева пропускают снизу вверх через слой железосодержащего материала, отходящий газ через расположенные в верхней части камеры предварительного подогрева выходные газоходы направляют в трубчатый теплообменник для нагрева кислорода, кислородсодержащего газа или природного газа, подаваемого в плавильную зону печи, а охлажденный в теплообменнике отходящий газ направляют на газоочистку, при этом образовавшийся в нижней части плавильной печи расплавленный металл непрерывно отводят через донный канал в копильник, а температуру расплавленного металла в копильнике поддерживают плазменной струей с массовым отношением расхода кислорода в кислородосодержащем газе к расходу природного газа 0,9-2,5, при этом выпуск расплавленного металла и шлака производят через раздельные летки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что объемы железосодержащего материала, загружаемого в плавильную печь и в камеру прямого восстановления, задаются с учетом равенства времени плавки и времени восстановления материала до заданной степени металлизации.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеводородсодержащий материал подают в газообразном состоянии через насадки плазмотронов, оппозитно установленных в плавильной зоне печи.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановленный исходный материал выгружают из камеры прямого восстановления в специальные контейнеры.
5. Установка для получения железоуглеродистого расплава, содержащая плавильное устройство с узлами ввода и выпуска материала и продуктов плавки, средство ввода кислородсодержащего газа, камеру предварительного подогрева и камеру прямого восстановления исходного материала, соединенные с плавильным устройством трубопроводом отходящего восстановительного газа, отличающаяся тем, что плавильное устройство выполнено в виде плавильной печи, нижняя плавильная зона которой имеет прямоугольное горизонтальное сечение, в стенке печи, напротив узла выпуска шлака, выполнено отверстие для непрерывного отвода расплавленного металла из нижней части плавильной печи по донному каналу в копильник, в своде которого установлен плазмотрон косвенного действия и выполнен люк, а в нижней части - летка для выпуска расплавленного металла, при этом в стенке печи, напротив отверстия для непрерывного отвода расплавленного металла, под углом к поду печи установлен плазмотрон, а в смежных стенках печи оппозитно друг другу, в одной горизонтальной плоскости, под углом к поду печи установлены плазмотроны и форсунки для подачи кислородсодержащего и природного газа, при этом плавильная зона печи через проем, выполненный по всей ширине печи в боковой стенке, противоположной узлу выпуска шлака, связана с расширительной камерой печи, состоящей из наклонного пода и вертикальных огнеупорных стенок, в торце которой с внутренней стороны печи установлена разделительная огнеупорная перегородка с боковыми отверстиями на уровне крышки печи с образованием полости коллектора для сбора частиц, соединенного через центральное отверстие, выполненное в наружной стенке на уровне крышки печи, трубопроводом отходящего восстановительного газа с верхней частью камеры прямого восстановления исходного материала, имеющей общую стенку с камерой предварительного подогрева исходного материала, ниже которых соответственно размещены камера смешения и камера воспламенения, имеющие общую стенку, причем нижние части стенок камеры прямого восстановления и камеры предварительного подогрева, расположенные напротив узла выпуска материала, выполнены наклонными с прямоугольными щелями, посредством которых полость камеры прямого восстановления соединена с камерой смешения, оборудованной средствами подачи воздуха, а камера предварительного подогрева - с камерой воспламенения, оборудованной средством для воспламенения газовой смеси, поступающей из камеры смешения через газоходы, образованные огнеупорным материалом в общей стенке, при этом камера предварительного подогрева исходного материала в верхней части через выходные газоходы соединена с системой газоочистки, причем в выходных газоходах установлены трубчатые теплообменники, входные патрубки которых соединены с источником кислородсодержащего или природного газа, а выходные патрубки посредством трубопровода соединены с форсунками, установленными в плавильной зоне печи, при этом в крышке печи узел ввода исходного материала расположен со стороны узла выпуска шлака, плазмотрон косвенного действия для нагрева частиц отходящего газа, стенок и наклонного пода установлен в расширительной камере, а форсунки подачи природного газа, воздуха или воды размещены в коллекторе для сбора частиц.
6. Установка по п.5, отличающаяся тем, в камерах прямого восстановления и предварительного подогрева перед прямоугольными щелями для прохода газа выполнены расширительные камеры, заполняемые исходным материалом до нижней кромки щелей.
7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что оппозитно установленные плазмотроны снабжены насадками для подачи газообразного углеводородсодержащего материала.