СПОСОБ ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУЧЕНИЯ РАСПЛАВА МЕТАЛЛА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ прямого восстановления оксидов металлов и получения расплава металла, включающий предварительное восстановление оксидов в твердом состоянии в устройстве для восстановления, последующую загрузку в плавильную зону восстановленного материала и довосстановление в расплаве, при этом довосстановление и расплавление осуществляют в нескольких плазменных плавильных печах, в качестве восстановительного газа используют газ, отходящий из плазменных плавильных печей, в которых восстановленный материал расплавляют путем его нижней продувки, нагретым в плавильных плазмотронах восстановительным газом, при этом производительность устройства для восстановления подбирают, исходя из планируемого объема получения готового жидкого металла, отличающийся тем, что из оксидов металлов изготавливают брикеты путем смешения и прессования оксидов в заданном соотношении с пылевидным углем, в качестве устройств для восстановления применяют плазменные плавильные печи, поочередно работающие в неактивном режиме предварительного восстановления в твердом состоянии подогретых брикетов или в активном режиме плавления ранее восстановленных в этой печи брикетов, при этом брикеты после прессования, подсушенные до температуры 100-200°С отходящим из дожигательного устройства газом, загружают в два съемных футерованных бункера, установленных на стендах, и подогревают их до 300-500°С горячими газами, отходящими из неактивной печи, бункер с подогретыми брикетами герметично устанавливают на активную печь, содержащую предварительно восстановленные в предыдущем цикле работы брикеты и расчетный слой угля, а в неактивную печь загружают подогретые до температуры 300-500°С на стенде брикеты из другого бункера, который возвращают на стенд и загружают подсушенными брикетами, причем на столб брикетов в неактивной печи загружают расчетный слой угля, и при закрытой сливной и открытой газовой летках неактивной печи, предварительно восстановленный материал в активной печи с закрытыми газовой и сливной летками продувают и плавят восстановительными плазменными струями, по мере проплавления материала осуществляют его дозагрузку из вышеупомянутого бункера, герметично установленного на печи, при этом из работающей в активном режиме плавления плазменной плавильной печи отходящий газ через футерованный трубопровод подают в верхнюю зону неактивной печи и используют его в качестве восстановительного газа, пропуская сверху вниз через слой угля и предварительно подогретых брикетов, отходящий из этой печи газ через газовую летку подают в установленные на нагревательных стендах бункера и пропускают снизу вверх через слой подсушенных брикетов, очищают отходящий из бункеров газ от пыли, часть очищенного газа сжигают в дожигательном устройстве, отходящий из дожигательного устройства газ используют для сушки сырых брикетов до температуры 100-200°С, охлажденный после сушки газ очищают от пыли и удаляют дымососом, другую часть очищенного газа дожигают в котле-утилизаторе для производства электроэнергии, после проплавления материала, загруженного в активную плавильную печь и из установленного на ней бункера, открывают сливную летку, выпускают готовый расплав и завершают процесс продувки восстановительными плазменными струями, освободившуюся после выпуска расплава печь при открытой газовой и закрытой сливной летках загружают подогретыми в бункере брикетами, на которые засыпают расчетное количество угля, на стенд устанавливают освободившийся после плавки бункер и загружают его подсушенными брикетами, бункер с предварительно подогретыми на нагревательном стенде брикетами перемещают на печь с предварительно восстановленными в твердом состоянии брикетами, заделывают на ней газовую летку и начинают активный процесс плавления брикетов, восстановленных в этой печи в неактивном режиме восстановления предыдущего цикла работы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отходящий из бункеров газ очищают от пыли, дожигают в котле-утилизаторе для производства электроэнергии, а отходящий из котла-утилизатора газ используют для подсушки сырых брикетов до температуры 100-200°С.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть отходящего из неактивной печи газа подают в камеры сгорания нагревательных стендов, смешивают с воздухом, полученную газовую смесь воспламеняют, продукты сгорания пропускают снизу вверх через слой подсушенных брикетов, загруженных в бункера, очищают отходящий из бункеров газ от пыли и используют для подсушки сырых брикетов до температуры 100-200°С, при этом другую часть отходящего из неактивной печи газа очищают от пыли и дожигают к котле-утилизаторе для производства электроэнергии.
4. Установка для прямого восстановления оксидов металлов и получения расплава металла, содержащая устройство для брикетирования, циклон очистки отходящего газа, дымосос и плазменные плавильные печи, выполненные с возможностью ограничения впуска в них атмосферных газов, а также отвода газообразных продуктов реакции, в каждой из которых симметрично относительно продольной оси установлены плазмотроны косвенного действия, связанные на входе с источниками электропитания, воды и рабочих газов, отличающаяся тем, что в качестве средства для восстановления поочередно используются две плазменные плавильные печи, связанные между собой в верхней части трубопроводом отходящего газа, а каждая из них в нижней части через газовую летку соединена трубопроводом с нагревательными стендами, которые герметично подсоединены к съемным футерованным бункерам, верхняя часть которых трубопроводом отходящего газа связана с циклоном, при этом трубопровод очищенного газа разделяется на две ветви, одна ветвь сообщается с дымососом через дожигательное устройство, сушилку и циклон, а вторая ветвь - через котел-утилизатор, причем на одной из плазменных плавильных печей герметично установлен третий съемный футерованный бункер, бункеры выполнены с возможностью перемещения с нагревательных стендов на плавильные печи и в обратном направлении, при этом устройство для брикетирования содержит измельчитель, смеситель и пресс.
5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что трубопровод очищенного отходящего из бункеров газа сообщается с дымососом через котел-утилизатор и сушилку.
6. Установка по п.4, отличающаяся тем, что трубопровод отходящего из неактивной печи газа разделяется на две ветви, одна из которых подсоединена к камерам сгорания нагревательных стендов, снабженных источником воздуха и средством воспламенения и герметично подсоединенным к установленным на нагревательных стендах съемным футерованным бункерам, герметичные выходы из которых через циклон, сушилку и дополнительный циклон сообщаются с дымососом, а другая ветвь - сообщается с дымососом через циклон и котел-утилизатор.