СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПОЛУЧЕНИЯ ПРЯМОВОССТАНОВЛЕННОГО МЕТАЛЛА

1. Способ получения прямовосстановленного металлического материала, включающий в себя этапы, на которых:
a) загружают подлежащий восстановлению металлический материал в пространство (120) печи;
b) откачивают имеющуюся атмосферу из пространства (120) печи для создания разрежения внутри пространства (120) печи;
c) подводят, на этапе основного нагрева, тепло и газообразный водород в пространство (120) печи для нагрева нагретым газообразным водородом загруженного металлического материала до температуры, достаточно высокой для восстановления присутствующих в металлическом материале оксидов металлов, что, в свою очередь, приводит к образованию водяного пара; и
d) осуществляют конденсацию и сбор образовавшегося на этапе с) водяного пара в конденсаторе (160) под загруженным металлическим материалом;
отличающийся тем, что указанный газообразный водород на этапе с) подводят без рециркуляции газообразного водорода, причем способ дополнительно включает в себя последующий этап, на котором извлекают восстановленный металлический материал из пространства (120) печи и хранят и/или транспортируют восстановленный металлический материал в инертной атмосфере.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этапы с) и d) выполняют по меньшей мере до тех пор, пока внутри пространства (120) печи не будет достигнуто избыточное давление водородной атмосферы, причем из пространства (120) печи не откачивают газообразный водород до тех пор, пока не будет достигнуто указанное избыточное давление.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что количество материала, загружаемого на этапе а) составляет не более 50 тонн, предпочтительно не более 25 тонн, предпочтительно от 5 до 10 тонн такого материала.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что этапы а)-d) способа выполняют в системе (200), предусмотренной непосредственно на рудничной площадке, причем указанные этапы выполняют для получения прямовосстановленного металлического материала на указанной рудничной площадке, после чего его упаковывают в защитной атмосфере и далее транспортируют на другой объект для дальнейшей переработки.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя этап, на котором, после этапа d), охлаждают загруженный материал путем циркуляции указанного газообразного водорода через загруженный материал, причем происходит нагрев газообразного водорода загруженным материалом и его охлаждение путем теплообмена с помощью теплообменника.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что загруженный материал охлаждают до тех пор, пока температура загруженного материала не достигнет температуры ниже 100°С.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная инертная атмосфера представляет собой азотную атмосферу.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что способ дополнительно включает в себя этап, на котором восстановленный металлический материал помещают в первый транспортный контейнер, заполненный инертным газом, причем несколько таких первых транспортных контейнеров помещают во второй транспортный контейнер, пространство в котором вокруг указанных первых транспортных контейнеров, в свою очередь, заполняют инертным газом.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что этап с) дополнительно содержит, на этапе предварительного нагрева, подвод тепла и газообразного водорода в пространство (120) печи для нагрева нагретым газообразным водородом загруженного металлического материала до температуры выше температуры кипения содержащейся в металлическом материале воды, в результате чего происходит испарение указанной содержащейся воды.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что газообразный водород для подвода на этапе с) предварительно нагревают в теплообменнике (160), причем теплообменник (160) выполнен с возможностью передачи тепловой энергии от водяного пара газообразному водороду, предназначенному для подвода на этапе с).
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что этап основного нагрева на этапе с) и конденсацию на этапе d) осуществляют до тех пор, пока не будет достигнуто предварительно заданное давление.
12. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что этап основного нагрева на этапе с) и конденсацию на этапе d) осуществляют до тех пор, пока не будет достигнуто стационарное состояние с точки зрения отсутствия дальнейшей необходимости подвода дополнительного газообразного водорода для поддержания достигнутого стационарного давления газа внутри пространства (120) печи.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что этап основного нагрева на этапе с) и конденсацию на этапе d) осуществляют до тех пор, пока не будет достигнута предварительно заданная температура загруженного подлежащего восстановлению металлического материала.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что во время выполнения этапа с) имеет место нисходящий чистый поток водяного пара через загруженный металлический материал.
15. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что способ дополнительно включает в себя этапы, на которых:
e) после завершения этапов с) и d), охлаждают водородную атмосферу до температуры не выше 100°С; и
f) после завершения этапа е), откачивают водородную атмосферу из пространства (120) печи и собирают газообразный водород откачанной водородной атмосферы.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что этапы с) и d) выполняют в течение по меньшей мере 0,25 часа.