СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА, СТАЛЬНЫХ ПОЛУПРОДУКТОВ И ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ГАЗА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

2
1. Способ получения чугуна или стальных полупродуктов с использованием шахтной печи высокого давления с огнеупорной футеровкой и с верхней, средней и нижней рабочими зонами, работающей под давлением от 5 до 50 кгс/см, включающий следующую совокупность действий и операций:
(i) загрузка железной руды через загрузочное отверстие, предусмотренное в верхней рабочей зоне, вместе со шлакообразующим материалом (например, известняком);
(ii) газификация углеродсодержащего материала в отдельном газификаторе с огнеупорной футеровкой и рабочим давлением от 5 до 50 бар, с использованием предварительно нагретого кислорода для получения восстановительного газа с температурой не менее 1400°С;
(iii) подача восстановительного газа частями через фурмы, предусмотренные в нижней рабочей зоне;
(iv) плавка железной руды и шлакообразующего материала с использованием восстановительного газа в шахтной печи с получением жидкого чугуна и расплавленного шлака;
(v) регулирование и поддержание температуры в нижней рабочей зоне шахтной печи, необходимой для восстановления железа и плавления в ходе технологического процесса, в диапазоне от 1400 до 1700°С;
(vi) накопление жидкого чугуна и расплавленного шлака в нижней рабочей зоне;
(vii) выгрузка жидкого чугуна и шлака из нижней рабочей зоны; и
(viii) отвод восстановительного газа из верхней рабочей зоны.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусматривается инжектирование предварительно нагретых пара и/или диоксида углерода в газификатор дополнительно к подаче предварительно нагретого кислорода и угля для регулирования температуры газа-восстановителя.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусматривается инжектирование предварительно разогретого пара и/или диоксида углерода через фурмы в нижней и средней рабочих зонах печи, в дополнение к восстановительному газу и кислороду для поддержания требуемого температурного профиля в шахтной печи.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусматривается подача восстановительного газа через фурмы в нижней и средней рабочих зонах печи.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусматривается подача дополнительного кислорода совместно с восстановительным газом через фурмы в нижней и средней рабочих зонах печи.
6. Способ по п.1, предусматривающий восстановительное плавление железной руды и шлакообразующего материала в нижней и средней рабочих зонах печи.
7. Способ по п.1, предусматривающий использование железной руды в форме окатышей или кусков.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусматривается газификация по меньшей мере одного углеродсодержащего материала, выбранного из группы, включающей уголь с зольностью 5-40%, мазут, тяжелые остатки жидкого топлива, биомассу и природный газ.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановительный газ проходит очистку от пыли и серы.
2
2
2
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что очищенный восстановительный газ пропускается через конверсионный катализатор в присутствии пара для получения обогащенного водородом восстановительного газа повторного использования, содержащего Н, СО, CO и N.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что обогащенный водородом восстановительный газ используется в последующих технологических процессах для синтеза аммиака, метанола и мочевины, в качестве топлива общего применения, а также для предварительного нагрева кислорода, пара и диоксида углерода.
12. Способ по п.10, предусматривающий выбор конверсионного катализатора из группы, содержащей медь, платину, цинк, алюминий, железо и хром.
13. Способ по п.1, предусматривающий регулирование соотношения получаемого железа к получаемому восстановительному газу в диапазоне от 0,1 до 2 по массе.
14. Способ по п.1, предусматривающий выработку продукции на единицу объема с использованием шахтной печи высокого давления в 5-25 раз больше выработки традиционной доменной печи.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусматривается подача избыточного кислорода через фурмы в нижней рабочей зоне печи для получения стальных полупродуктов.
16. Способ по п.1 и 5, отличающийся тем, что дополнительно к подаче восстановительного газа и кислорода предусматривается подача малозольной угольной пыли через фурмы в нижней и средней рабочих зонах печи.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусматривается отдельная выгрузка угольного шлака вместе с железорудным шлаком из нижней рабочей зоны шахтной печи.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусматривается выгрузка жидкого чугуна и расплавленного шлака в контейнер под давлением с последующей разгерметизацией контейнера для выгрузки жидкого чугуна и шлака в лотки или желоба.
19. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусматривается раздельная выгрузка жидкого чугуна и расплавленного шлака в контейнеры под давлением с последующей разгерметизацией контейнеров для выгрузки жидкого чугуна и шлака в лотки или желоба.