СПОСОБ ЖИДКОФАЗНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

2
2
3
3
2
3
3
1. Способ жидкофазного получения железа прямого восстановления в электродуговой печи, характеризующийся использованием в качестве реакционной среды и зоны восстановления расплавленной ванны, дальнейшей подачей в объем ванны углеродсодержащего материала, железорудного сырья, флюса, вдуванием в нее окислительного газа, окислением углерода в объеме ванны до СО, передачей выделяющегося тепла обезуглероживания расплавленной ванне, нагревом углеродсодержащего материала, газификацией его органической части, переходом углерода в раствор с железом, нагревом частиц железорудного сырья до расплавленного состояния, взаимодействием жидких оксидов железа с углеродом, с получением железа и СО, барботажем расплавленной ванны пузырьками газа, ее кипением и перемешиванием, всплыванием пузырьков газа на поверхность ванны, дожиганием СО и Н над поверхностью окислительным газом, передачей тепла дожигания ванне, расплавлением и/или растворением в шлаке флюса, минеральных компонентов углеродсодержащего материала, пустой породы железорудного сырья и золы углеродсодержащего материала, отводом из печи образующихся технологических газов и выпуском жидкого металла и шлака, при этом частицы углеродсодержащего материала или вещества и железорудного сырья вводят непосредственно в объем металлической ванны и производят в ней восстановление оксидов железа углеродом с получением монооксида углерода по эндотермической реакции 3[С]+(FeO)=2[Fe]+3{СО}, сопровождающейся окислением углерода, причем в металлическую ванну параллельно и одновременно с подачей исходных материалов и восстановлением железа вдувают газообразный кислород с удельной интенсивностью 0,1-5м/(т·мин) и осуществляют окисление (сжигание) вводимого углерода по экзотермической реакции [С]+1/2{O}={СО}, за исключением его части, идущей на восстановление железа из FeO, при этом удельные расходы углерода и кислорода выбирают из соотношения
C
<mrow><msub><mi>m</mi><mi>O</mi></msub><msub><mrow /><mrow><msub><mrow /><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
(m-321)/
=0,5÷1,5, где
c
m - удельный расход углерода, вводимого с углеродсодержащим материалом на одну тонну железа, кг/т;
2
3
321 - удельный расход углерода на восстановление из FeO одной тонны железа, кг/т;
<mrow><msub><mi>m</mi><mi>O</mi></msub><msub><mrow /><mrow><msub><mrow /><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
- удельный расход газообразного кислорода, вводимого с дутьем на одну тонну железа, кг/т,
3
а за 0,5-10,0 мин до выпуска из печи полученного железа прямого восстановления из него удаляют 5-95% углерода, путем его дополнительного окисления, вдуваемым в металл газообразным кислородом с удельной интенсивностью 0,1-5,0 нм/(т·мин).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для восстановления железа используют углерод одновременно в растворенном и свободном состояниях при его суммарной концентрации в металлической ванне 3-15%, при этом соотношение концентраций растворенного и свободного углерода по ходу восстановительной плавки поддерживают в пределах 1:(0,1÷3).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в металлической ванне поддерживают температуру, равную или большую 1400°С.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для восстановления железа используют электродуговую печь с удельной электрической мощностью, равной или большей 0,8 мВт на одну тонну вместимости печи.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что по ходу восстановления железа в электропечь дополнительно подают электроэнергию в количестве 30-200 мВт в минуту на одну тонну железорудного сырья.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что горючие компоненты технологических газов направляют за пределы печи в энергетическую установку для выработки электрической и/или тепловой энергии.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что горючие компоненты технологических газов дожигают над поверхностью расплавленной металлической ванны со степенью дожигания не более 20%.