установка для изготовления жидкого чугуна, непосредственно использующая мелкие или кусковые угли и пылевидные железные руды, способ его изготовления, комплексный сталелитейный завод, использующий эту установку и этот способ изготовления

Формула изобретения

1. Способ изготовления жидкого чугуна, включающий изготовление железосодержащей смеси путем смешивания пылевидных железосодержащих руд и дополнительного сырья и сушки получаемой смеси, превращение железосодержащей смеси в восстановленный материал путем восстановления и спекания по мере прохождения железосодержащей смеси через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, реакторы с псевдоожиженным слоем которого соединены последовательно друг с другом, изготовление брикетов брикетированием восстановленного материала при высокой температуре, образование слоя уплотненного угля путем загрузки кусковых углей и брикетов, которые получают брикетированием мелких углей, в плавильный аппарат-газогенератор, в качестве источника тепла для плавления брикетов, изготовление жидкого чугуна путем загрузки брикетов в плавильный аппарат-газогенератор, соединенный с многостадийным реакторным блоком с псевдоожиженным слоем и подачи кислорода в плавильный аппарат-газогенератор, подачу восстановительного угольного газа, выпускаемого из плавильного аппарата-газогенератора, в реакторный блок с псевдоожиженным слоем, отделение потока отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок, и удаление СО ₂ из отходящего газа, подачу преобразованного отходящего газа в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем.

2. Способ по п.1, дополнительно включающий смешивание преобразованного отходящего газа, из которого удален СО₂ , с восстановительным угольным газом, который выпускают из плавильного аппарата-газогенератора, и нагревание восстановительного угольного газа, смешанного с преобразованным отходящим газом, перед подачей его в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем для регулирования температуры восстановительного угольного газа до температуры, требуемой для восстановления железосодержащей смеси в многостадийном реакторном блоке с псевдоожиженным слоем.

3. Способ по п.2, в котором преобразованный отходящий газ нагревают, используя кислородную горелку, на стадии нагрева перед подачей восстановительного угольного газа, смешанного с преобразованным отходящим газом, в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем.

4. Способ по п.2, в котором на стадии отделения потока отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, и удаления СО ₂ из отходящего газа, количество отделенного отходящего газа составляет предпочтительно 60 об.% от общего количества отходящего газа, который выпускают из реакторов с псевдоожиженным слоем.

5. Способ по п.2, в котором количество преобразованного отходящего газа поддерживают в интервале от 1050 ст.м ³ до 1400 ст.м³ на 1 тонну пылевидных железосодержащих руд.

6. Способ по п.2, в котором на стадии смешивания преобразованного отходящего газа, из которого удален СО₂, с восстановительным угольным газом, который выпускают из плавильного аппарата-газогенератора, количество СО₂, содержащегося в преобразованном отходящем газе, предпочтительно составляет 3,0 об.% или менее.

7. Способ по п.2, в котором отделяемый отходящий газ сжимают на стадии отделения потока отходящего газа, выпускаемого из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, и удаления СО ₂ из отходящего газа.

8. Способ по п.2, дополнительно включающий стадию отделения потока отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, и удаления смолы из отходящего газа перед стадией отделения потока отходящего газа, который выпускают из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, и удаления СО₂ из отходящего газа.

9. Способ по п.2, в котором на стадии смешивания преобразованного отходящего газа, из которого удален СО₂, с восстановительным угольным газом, который выпускают из плавильного аппарата-газогенератора, преобразованный отходящий газ смешивают перед циклоном, который загружает пыль, выпускаемую из плавильного аппарата-газогенератора в плавильный аппарат-газогенератор.

10. Способ по п.9, в котором поток преобразованного отходящего газа, из которого удален СО ₂, отделяют и используют в качестве газа-носителя для загрузки пыли, отсеиваемой в циклоне, в плавильный аппарат-газогенератор.

11. Способ по п.1, дополнительно включающий продувку многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем преобразованным отходящим газом.

12. Способ по п.11, в котором количество азота, содержащегося в восстановительном угольном газе, составляет 10 об.% или менее.

13. Способ по п.1, дополнительно включающий отделение преобразованного отходящего газа и подачу его в плавильный аппарат-газогенератор вместе с кислородом во время подачи в него кислорода.

14. Способ по п.1, в котором стадия превращения железосодержащей смеси в восстановленный материал включает первую стадию предварительного нагрева железосодержащей смеси при температуре от 400 до 500°С, вторую стадию повторного предварительного нагрева предварительно подогретой железосодержащей смеси при температуре от 600 до 700°С, третью стадию предварительного восстановления повторно предварительно нагретой смеси при температуре от 700 до 800°С, и четвертую стадию окончательного восстановления предварительного восстановленной железосодержащей смеси при температуре от 770 до 850°С.

15. Способ по п.14, в котором степень окисления на первой и второй стадиях составляет 25% или менее, степень окисления на третьей стадии составляет от 35 до 50%, степень окисления на четвертой стадии составляет 45% или более, где степень окисления получают из следующего уравнения: (об.% СО₂ + об.% Н₂О)/(об.% СО + об.% Н₂ + об.% СО₂ + об.% Н₂О)·100; СО, СО ₂, Н₂О и Н₂ являются газами, каждый из которых содержится в восстановительном газе.

16. Способ по п.14, в котором вторая и третья стадии включают стадию подачи кислорода.

17. Способ по п.1, в котором на стадии изготовления брикетов при высокой температуре, размер зерна брикетов находится в интервале от 3 до 30 мм.

18. Способ по п.1, в котором на стадии образования слоя уплотненного угля размер зерна брикетов находится в интервале от 30 до 50 мм.

19. Способ получения расплавленного чугуна, включающий изготовление железосодержащей смеси путем смешивания пылевидных железосодержащих руд и дополнительного сырья и сушки получаемой смеси, превращение железосодержащей смеси в восстановленный материал путем восстановления и спекания по мере прохождения железосодержащей смеси через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, реакторы с псевдоожиженным слоем которого соединены последовательно друг с другом, изготовление брикетов брикетированием восстановленного материала при высокой температуре, образование слоя уплотненного угля путем загрузки кусковых углей и брикетов, которые получают брикетированием мелких углей, в плавильный аппарат-газогенератор, в качестве источника тепла для плавления брикетов, изготовление жидкого чугуна путем загрузки брикетов в плавильный аппарат-газогенератор, соединенный с многостадийным реакторным блоком с псевдоожиженным слоем и подачи кислорода в плавильный аппарат-газогенератор, подачу восстановительного угольного газа, выпускаемого из плавильного аппарата-газогенератора, в реакторный блок с псевдоожиженным слоем, перепуск по обводной линии всего количества отходящего газа, который выпускают из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, и подачу его в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем в течение времени закрытия плавильного аппарата-газогенератора или перед работой плавильного аппарата-газогенератора.

20. Комплексный способ переработки железосодержащих материалов, включающий изготовление жидкого чугуна, используя способ изготовления жидкого чугуна по п.1, изготовление расплавленной стали путем удаления примесей и углерода, содержащихся в жидком чугуне, непрерывную разливку жидкой стали в тонкую плоскую заготовку, горячую прокатку тонкой плоской заготовки для получения горячекатаного стального листа.

21. Комплексный способ по п.20, в котором на стадии непрерывной разливки жидкой стали в тонкую плоскую заготовку расплавленную сталь непрерывно разливают в тонкую плоскую заготовку толщиной от 40 до 100 мм.

22. Комплексный способ по п.20, в котором на стадии горячей прокатки тонкой плоской заготовки для получения горячекатаного стального листа, горячекатаный стальной лист изготавливают толщиной от 0,8 до 2,0 мм.

23. Комплексный способ по п.20, в котором стадия изготовления расплавленной стали включает предварительную обработку жидкого чугуна для удаления фосфора и серы, содержащихся в жидком чугуне, удаление углерода и примесей, содержащихся в жидком чугуне путем подачи кислорода в жидкий чугун, и изготовление расплавленной стали путем удаления примесей и растворенного газа путем второй очистки жидкого чугуна.

24. Комплексный способ по п.23, дополнительно включающий превращение пылевидных железосодержащих руд в восстановленное железо путем восстановления пылевидных железосодержащих руд по мере прохождения их через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, реакторы которого соединены последовательно друг с другом, и изготовление брикетов из восстановленного железа путем брикетирования восстановленного железа при высокой температуре, в котором, на стадии удаления углерода и примесей, содержащихся в жидком чугуне, смешивают брикеты из восстановленного железа и жидкий чугун, и из них удаляют углерод и примеси.

25. Комплексный способ по п.24, в котором стадия превращения пылевидных железосодержащих руд в восстановленное железо включает стадии предварительный нагрев пылевидных железосодержащих руд при температуре от 600 до 700°С, предварительное восстановление предварительно нагретых пылевидных железосодержащих руд при температуре от 700 до 800°С, и окончательное восстановление предварительно восстановленных пылевидных железосодержащих руд при температуре от 770 до 850°С для превращения их в восстановленное железо.

26. Установка для изготовления жидкого чугуна, включающая многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем для превращения пылевидных железосодержащих руд, которые смешаны и высушены, и дополнительного сырья в восстановленный материал, установку для изготовления брикетов путем брикетирования восстановленного материала при высокой температуре, которая соединена с многостадийным реакторным блоком с псевдоожиженным слоем, машину для брикетирования для изготовления брикета, который используют в качестве источника тепла, путем брикетирования мелких углей, плавильный аппарат-газогенератор для изготовления расплавленного чугуна с возможностью загрузки в него кусковых углей и брикетов, изготовленных в машине для брикетирования, формирования слоя уплотненного угля, загрузки восстановленного материала из установки для изготовления брикетов и подачи кислорода, трубопровод для подачи восстановительного угольного газа, подающий восстановительный угольный газ, выпускаемый из плавильного аппарата-газогенератора, в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, трубопровод для подачи преобразованного отходящего газа, который отделяет поток отходящего газа, выпускаемый из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, и подает преобразованный отходящий газ, из которого удален СО ₂.

27. Установка для изготовления жидкого чугуна по п.26, в которой на трубопровод для подачи восстановительного угольного газа установлена кислородная горелка для нагревания восстановительного угольного газа, смешанного с преобразованным отходящим газом, перед подачей его в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем.

28. Установка для изготовления жидкого чугуна по п.27, в которой трубопровод для подачи преобразованного отходящего газа включает установку для реформинга газа для удаления СО₂, содержащегося в отходящем газе, который выпускают через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем и отделяют.

29. Установка для изготовления жидкого чугуна по п.27, в которой трубопровод для подачи преобразованного отходящего газа включает устройство для удаления смолы из отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем и отделяют.

30. Установка для изготовления жидкого чугуна по п.29, в которой трубопровод для подачи преобразованного отходящего газа включает компрессор для сжатия отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем и который отделяют, причем перед компрессором установлено устройство для удаления смолы.

31. Установка для изготовления жидкого чугуна по п.27, в которой плавильный аппарат-газогенератор снабжен циклоном, загружающим пыль, выпускаемую из плавильного аппарата-газогенератора, в плавильный аппарат-газогенератор, и трубопровод для подачи преобразованного отходящего газа соединен с передней частью циклона.

32. Установка для изготовления жидкого чугуна по п.31, в которой трубопровод для транспортировки газа, отделяющий преобразованный отходящий газ, из которого удален СО₂, и подающий преобразованный отходящий газ в плавильный аппарат-газогенератор в качестве газа-носителя для транспортировки пыли, отсеиваемой в циклоне, соединен с задней частью циклона.

33. Установка для изготовления жидкого чугуна по п.27, в которой многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем включает реактор первого предварительного нагрева железосодержащей смеси при температуре от 400 до 500°С, реактор второго предварительного нагрева, который соединен с реактором первого предварительного нагрева и в котором повторно нагревают предварительно нагретую железосодержащую смесь при температуре от 600 до 700°С, реактор предварительного восстановления, который соединен с реактором второго предварительного нагрева и в котором предварительно восстанавливают повторно предварительно нагретую смесь при температуре от 700 до 800°С, и реактор окончательного восстановления, который соединен с реактором предварительного восстановления и в котором окончательно восстанавливают предварительно восстановленную железосодержащую смесь при температуре от 770 до 850°С.

34. Установка для изготовления жидкого чугуна по п.33, в которой кислородные горелки расположены между реактором второго предварительного нагрева и реактором предварительного восстановления, и между реактором предварительного восстановления и реактором окончательного восстановления, с возможностью подачи восстановительного угольного газа в реактор второго предварительного нагрева и реактор предварительного восстановления после нагревания восстановительного угольного газа.

35. Установка для изготовления жидкого чугуна по п.33, в которой трубопровод для подачи восстановительного угольного газа соединен с реактором окончательного восстановления.

36. Установка для изготовления жидкого чугуна по п.26, дополнительно включающая трубопровод для подачи продувочного угольного газа для продувки многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем путем отделения потока преобразованного отходящего газа и подачи преобразованного отходящего газа в каждый из реакторов с псевдоожиженным слоем.

37. Установка для изготовления жидкого чугуна, включающая многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем для превращения пылевидных железосодержащих руд, которые смешаны и высушены, и дополнительного сырья в восстановленный материал, установку для изготовления брикетов путем брикетирования восстановленного материала при высокой температуре, которая соединена с многостадийным реакторным блоком с псевдоожиженным слоем, машину для брикетирования для изготовления брикета, который используют в качестве источника тепла, путем брикетирования мелких углей, плавильный аппарат-газогенератор для изготовления жидкого чугуна с возможностью загрузки в него кусковых углей и брикетов, изготовленных в машине для брикетирования, формирования слоя уплотненного угля, загрузки восстановленного материала из установки для изготовления брикетов и подачи кислорода, трубопровод для подачи восстановительного угольного газа, подающий восстановительный угольный газ, выпускаемый из плавильного аппарата-газогенератора, в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, трубопровод для обводной циркуляции отходящего газа, который соединен с многостадийным реакторным блоком с псевдоожиженным слоем с возможностью подачи общего количества отходящего газа, выпускаемого из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем.

38. Установка для изготовления жидкого чугуна по п.37, дополнительно включающая трубопровод для повторной подачи угольного газа, отделяющий поток преобразованного отходящего газа и подающий его в плавильный аппарат-газогенератор вместе кислородом, во время подачи в него кислорода.

39. Комплексный сталелитейный завод, включающий установку для изготовления жидкого чугуна по п.1, установку для изготовления стали, соединенную с установкой для изготовления расплавленной стали, на которой производят расплавленную сталь путем удаления примесей и углерода из жидкого чугуна, машину для разливки тонкой плоской заготовки, соединенную с установкой для изготовления стали, для непрерывной разливки расплавленной стали, подаваемой с установки, в тонкую плоскую заготовку, машину для горячей прокатки, соединенную с машиной для разливки тонкой плоской заготовки, для изготовления горячекатаного листа путем горячей прокатки тонкой плоской заготовки, выгружаемой из машины для разливки тонкой плоской заготовки.

40. Комплексный сталелитейный завод по п.39, в котором установка для изготовления стали включает установку для предварительной обработки жидкого чугуна, соединенную с установкой для изготовления жидкого чугуна, с удалением фосфора и серы, содержащихся в жидком чугуне, разгружаемом из установки, установку для декарбонизации, соединенную с установкой для предварительной обработки жидкого чугуна, на которой удаляют углерод и примеси, содержащиеся в жидком чугуне, разгружаемом из установки для предварительной обработки жидкого чугуна, и ковш, соединенный с установкой для декарбонизации, где производят расплавленную сталь путем повторной очистки жидкого чугуна, выгружаемого из установки для декарбонизации.

41. Комплексный сталелитейный завод по п.40, дополнительно включающий второй многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, выполненный с возможностью отделения преобразованного выгружаемого газа, из которого удален СО₂ , и превращения пылевидных железосодержащих руд в восстановленный материал, и вторую установку для изготовления брикетов, которая соединена с первым многостадийным реактором с псевдоожиженным слоем, производящая брикеты путем брикетирования восстановленного материала при высокой температуре, причем установка для изготовления брикетов выполнена с возможностью подачи брикетов из восстановленного железа в установку для декарбонизации.

42. Комплексный сталелитейный завод по п.41, в котором второй многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем включает реактор предварительного нагрева для предварительного нагревания пылевидных железосодержащих руд при температуре от 600 до 700°С, реактор предварительного восстановления, который соединен с реактором предварительного нагрева, для предварительного восстановления предварительно нагретых пылевидных железосодержащих руд при температуре от 700 до 800°С, и реактор окончательного восстановления, который соединен с реактором предварительного восстановления, для окончательного восстановления предварительно восстановленных пылевидных железосодержащих руд при температуре от 770 до 850°С.

Приоритеты по пунктам:

05.12.2003 по пп.1, 4-7, 9-11, 14-26, 28, 31-35 и 37-42;

03.12.2004 по пп.2, 3, 8, 12, 13, 27, 29, 30 и 36.

Описание изобретения к патенту

(а) Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к установке для изготовления жидкого чугуна, способу его изготовления, комплексному сталелитейному заводу, использующему эту установку и способ изготовления, и более конкретно к установке для изготовления жидкого чугуна, непосредственно использующей мелкие или кусковые угли и пылевидные железосодержащие руды, способу его изготовления, комплексному сталелитейному заводу, использующему эту установку и способ изготовления.

(б) Уровень техники

Черная металлургия и сталелитейное производство являются центральной промышленностью, которая поставляет основные материалы, требуемые при конструировании и изготовлении автомобилей, кораблей, бытовых приборов, и т.д. Более того, это промышленность, которая прогрессировала от зари истории человечества. Металлургические заводы, которые играют главнейшую роль в черной металлургии и сталелитейной промышленности, выпускают сталь из жидкого чугуна и затем поставляют ее потребителям после получения жидкого чугуна (т.е. передельного чугуна в расплавленном состоянии), используя железные руды и угли в качестве исходных материалов.

В настоящее время приблизительно 60% мирового производства железа выпускают, используя доменный процесс, который разрабатывали с 14 века. Согласно доменному процессу кокс, получаемый при использовании железной руды и битуминозного угля в качестве сырья, которые прошли через процесс спекания, помещают в доменную печь и в печь подают кислород, чтобы восстановить железную руду до железа, получая таким образом жидкий чугун. Доменный процесс, который используют для производства большей части жидкого чугуна, требует, чтобы сырье имело твердость по меньшей мере заранее определенного уровня и размер зерна, который может обеспечить вентиляцию в печи, принимая во внимание характеристики реакции. По этой причине кокс, который получают путем обработки специального необогащенного угля, требуется в качестве источника углерода, предназначенного для использования в качестве топлива и восстановителя. Также спеченная руда, которая прошла через последовательный процесс агломерации, требуется в качестве источника железа. В соответствии с этим современный доменный процесс требует оборудования для предварительной обработки сырья, такого как оборудование для изготовления кокса и оборудование для спекания. Более того, необходимо иметь вспомогательные приспособления в добавление к доменной печи и оборудование для предотвращения и сведения к минимуму загрязнения, вызываемого вспомогательными приспособлениями. Следовательно, значительный вклад в дополнительные приспособления и оборудование приводит к увеличению стоимости производства.

Чтобы решить эти проблемы, связанные с доменным процессом, по всему миру на металлургических заводах предпринимают значительные усилия для разработки процесса восстановительной плавки, который производит жидкий чугун путем непосредственного использования мелких углей в качестве топлива и восстановителя, используя при этом в качестве источника железа непосредственно пылевидные руды, которые составляют долю более 80% от мирового производства руды.

В качестве примера такого процесса восстановительной плавки в патенте США № 5534064 описан способ изготовления жидкого чугуна с использованием пылевидных железных руд и кусковых углей. В этом случае вся установка включает многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем и плавильный аппарат-газогенератор с уплотненным слоем который соединен с конечной стадией многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, так что источник мелкого железа можно непосредственно использовать благодаря характеристике псевдоожиженного слоя реактора с псевдоожиженным слоем. Однако так как необходимо обеспечивать заранее установленное пространство внутри уплотненного слоя плавильного аппарата-газогенератора, интервал размеров зерен углей, которые непосредственно загружают в плавильный аппарат-газогенератор, ограничен. Более того, источник мелкого угля, уменьшающегося в многостадийном реакторе с псевдоожиженным слоем, нужно непрерывно подавать в плавильный аппарат-газогенератор. Таким образом, существует потребность в специальном способе загрузки. Более конкретно, так как допустимый интервал размеров зерен угля, который используют в качестве топлива и восстановителя, ограничен, значительное количество мелких углей, которые образуются во время добычи угля, при транспортировке и хранении на открытом воздухе нельзя использовать. Далее, в процессе работы блока с уплотненным слоем значительное количество источника мелкого железа нельзя использовать в качестве источника железа. Более того, в процессе работы реакторного блока с псевдоожиженным слоем необходимо обеспечивать дополнительную установку для непрерывной загрузки мелкого восстановленного железа, выгружаемого из реактора с псевдоожиженным слоем, в плавильный аппарат-газогенератор.

В патенте США № 5961690 описан способ изготовления всей продукции из жидкого передельного чугуна или расплавленной стали и установку для осуществления этого способа. Здесь описаны способ и установка для изготовления жидкого чугуна путем соединения многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем и плавильного аппарата-газогенератора, в то же время предотвращающие прилипание. Здесь часть потока восстановительного газа, который вытекает из конечного реактора в реактор предварительного восстановления, отделяют, охлаждают до комнатной температуры и сжимают. Затем отделенный восстановительный газ снова подают в конечный реактор, после удаления СО₂, содержащегося в отделенном восстановительном газе, чтобы увеличить количество восстановительного газа и таким образом восстановить железную руду. В это время температуру газа, предназначенного для подачи в конечный реактор, повышают с помощью дополнительного нагревателя до заранее определенной температуры, прежде чем его подают в конечный реактор, сохраняя таким образом температуру внутри конечного реактора.

Далее, в качестве способа повышения температуры восстановительного газа комнатной температуры рассматривают схему теплообмена, в которой температуру повышают путем контакта с дополнительно подаваемым высокотемпературным газом, или схему саморазогрева. В схеме саморазогрева часть восстановительного газа комнатной температуры сжигают и теплоту его сгорания используют для повышения температуры восстановительного газа. Однако в схеме теплообмена требуется дополнительный газ для получения высокотемпературного газа. В схеме саморазогрева количество компонентов восстановительного газа, таких как СО, Н₂ и т.д., имеющихся в восстановительном газе, предназначенном для подачи в конечный реактор, уменьшается из-за сгорания части газа комнатной температуры. Более того, в обеих схемах температуру газа комнатной температуры нужно непосредственно повышать, так что уменьшается тепловой коэффициент полезного действия в течение времени повышения температуры, увеличивая таким образом расход энергии в течение процесса.

В патенте США № 5961690 также описан способ охлаждения отходящего газа из плавильного аппарата-газогенератора до температуры, подходящей для подачи его в конечный реактор. В этом способе часть восстановительного газа, которая предназначена для повторной подачи в конечный реактор, отделяют перед ее нагреванием и затем смешивают с отходящим газом из плавильного аппарата-газогенератора.

С другой стороны, смола и пыль, которые образуются при нагревании углей и удалении летучих веществ из них в верхней части плавильного аппарата-газогенератора в течение практической работы, последовательно проходят через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, наряду с восстановительным газом, выгружаемым из плавильного аппарата-газогенератора. В этом случае, смола постепенно пиролизуется в восстановительном газе и исчезает. Пыль вводят в поток пылевидной руды, последовательно проходящий через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем по мере перемещения восстановительного газа в каждом из реакторов, и вновь осуществляют ее циркуляцию внутрь плавильного аппарата-газогенератора. Следовательно, количество пыли и смолы, содержащееся в восстановительном газе, уменьшается по мере их прохождения через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем.

Однако в установке и способе, описанных в патенте США № 5961690, восстановительный газ содержит большое количество смолы и пыли, поскольку поток восстановительного газа, отделенный из конечного реактора, проходит только через один псевдоожиженный слой. Следовательно, во время процесса охлаждения отделенного восстановительного газа и удаления СО₂ из него и его сжатия смола, содержащаяся в восстановительном газе, конденсируется на устройствах, обеспечиваемых в качестве установок для охлаждения восстановительного газа и для удаления СО₂, что ведет к появлению механических неполадок во время работы. Более того, в установке и способе, описанных в патенте США № 5961690, поскольку существует потребность в охлаждающей установке, использующей воду, для охлаждения отделенного высокотемпературного восстановительного газа, в добавление к охлаждающей установке, использующей воду, для охлаждения газа, который окончательно выгружают из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, увеличивается количество охлаждающей воды, и загрузка является избыточной применительно ко всему процессу.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение создали для решения вышеупомянутых проблем, и целью изобретения является обеспечение установки для изготовления жидкого чугуна, которая использует мелкие или кусковые угли и пылевидные железосодержащие руды и которая может отлично поддерживать показатель восстановления железосодержащих руд во время восстановления газом железосодержащих руд с использованием восстановительного угольного газа, вырабатываемого из угля, а также целью изобретения является обеспечение способа изготовления жидкого чугуна.

Далее, другой целью изобретения является обеспечение комплексного сталелитейного завода, используя вышеописанную установку для изготовления жидкого чугуна и способ его изготовления, таким образом обеспечивая горячекатаный стальной лист отличного качества, в то же время компактно размещая все установки и процессы.

Согласно аспекту изобретения для достижения указанных целей обеспечивают способ изготовления жидкого чугуна, включающий стадии: изготовления железосодержащей смеси путем смешивания пылевидных железосодержащих руд и дополнительного сырья и сушки получаемой смеси; превращения железосодержащей смеси в восстановленный материал путем восстановления и спекания по мере прохождения этой железосодержащей смеси через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, реакторы которого соединены последовательно друг с другом; изготовления брикетов брикетированием восстановленного материала при высокой температуре; образования слоя уплотненного угля путем загрузки кусковых углей и брикетов, которые получают брикетированием мелких углей, в плавильный аппарат-газогенератор в качестве источника тепла для плавления брикетов; изготовления жидкого чугуна путем загрузки брикетов в плавильный аппарат-газогенератор, соединенный с многостадийным реакторным блоком с псевдоожиженным слоем, и путем подачи кислорода в плавильный аппарат-газогенератор, и подачи восстановительного угольного газа, отходящего из плавильного аппарата-газогенератора, в реакторный блок с псевдоожиженным слоем.

Далее, способ изготовления жидкого чугуна может дополнительно включать стадии: отделения потока отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, и удаления СО₂ из отходящего газа; смешивания преобразованного газа, из которого удален СО ₂, с восстановительным угольным газом, который выпускают из плавильного аппарата-газогенератора, и нагревания восстановительного угольного газа, смешанного с преобразованным отходящим газом, перед подачей его в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, чтобы отрегулировать температуру восстановительного угольного газа до температуры, требуемой для восстановления железосодержащей смеси в многостадийном реакторном блоке с псевдоожиженным слоем.

Преобразованный отходящий газ можно нагревать, используя кислородную горелку на стадии нагревания перед подачей восстановительного угольного газа, смешанного с преобразованным отходящим газом, в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем.

На стадии отделения потока отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, и удаления СО₂ из отходящего газа, количество отделенного отходящего газа составляет предпочтительно 60 об.% от общего количества отходящего газа, который выпускают из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем.

Количество преобразованного отходящего газа можно поддерживать в интервале от 1050 ст.м ³ до 1400 ст.м³ на 1 тонну пылевидных железосодержащих руд.

На стадии смешивания преобразованного отходящего газа, из которого удален СО₂ , с восстановительным угольным газом, выпускаемым из плавильного аппарата-газогенератора, предпочтительно, чтобы количество СО ₂, содержащегося в преобразованном отходящем газе, составляло 3,0 об.% или менее.

Отделенный отходящий газ можно сжимать на стадии отделения потока отходящего газа, выпускаемого из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, и удаления СО ₂ из отходящего газа.

Предпочтительно дополнительно включать стадию отделения потока отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок реактора с псевдоожиженным слоем, и удаления смолы из отходящего газа, перед стадией отделения потока отходящего газа, который выпускают из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, и удаления СО ₂ из отходящего газа.

На стадии смешивания преобразованного отходящего газа, из которого удален СО₂ , с восстановительным угольным газом, который выпускают из плавильного аппарата-газогенератора, преобразованный отходящий газ смешивают перед циклоном, который загружает пыль, выпускаемую из плавильного аппарата-газогенератора, в плавильный аппарат-газогенератор.

Поток преобразованного отходящего газа, из которого удален СО₂, можно отделить и использовать как газ-носитель для загрузки пыли, отсеиваемой в циклоне, в плавильный аппарат-газогенератор.

Способ изготовления жидкого чугуна согласно настоящему изобретению может дополнительно включать стадию перепуска по обводной линии общего количества отходящего газа, который выпускают из. многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, и подачу его в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем в течение времени закрытия плавильного аппарата-газогенератора или перед работой плавильного аппарата-газогенератора.

Способ изготовления жидкого чугуна согласно настоящему изобретению может дополнительно включать стадии: отделения потока отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, и удаления СО₂ из потока отходящего газа; и продувку многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем путем отделения потока преобразованного отходящего газа, из которого удален СО₂ , и подачи преобразованного отходящего газа в каждый реактор с псевдоожиженным слоем.

Предпочтительно, чтобы количество азота, содержащегося в восстановительном угольном газе, составляло 10,0 об.% или менее.

Способ изготовления жидкого чугуна согласно настоящему изобретению может дополнительно включать стадии: отделения потока отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, и удаления СО₂, содержащегося в отходящем газе; и отделения потока преобразованного отходящего газа, из которого удален СО₂, и подачи его в плавильный аппарат-газогенератор вместе с кислородом в течение времени подачи кислорода в плавильный аппарат-газогенератор.

Стадия превращения железосодержащей смеси в восстановленный материал может включать: первую стадию предварительного нагрева железосодержащей смеси при температуре от 400 до 500°С; вторую стадию повторного предварительного нагрева предварительно нагретой железосодержащей смеси при температуре от 600 до 700°С; третью стадию предварительного восстановления повторно предварительно нагретой смеси при температуре от 700 до 800°С; и четвертую стадию окончательного восстановления предварительного восстановленной железосодержащей смеси при температуре от 770 до 850°С.

Степень окисления на первой и второй стадиях может быть 25% или менее, степень окисления на третьей стадии может быть от 35 до 50%, и степень окисления на четвертой стадии может быть 45% и более. Здесь степень окисления получают из следующего уравнения: (об.% СО₂ + об.% Н₂О)/(об.% СО + об.% Н₂ + об.%СО₂ + об.% Н₂ О)×100; где СО, СО₂, Н ₂О и Н₂ являются газами, каждый из которых содержится в восстановительном газе.

Вторая и третья стадии могут включать стадию подачи кислорода.

На стадии изготовления брикетов при высокой температуре предпочтительно, чтобы размер зерна брикетов находился в интервале от 3 мм до 30 мм.

На стадии образования слоя уплотненного угля предпочтительно, чтобы размер зерна брикета находился в интервале от 30 мм до 50 мм.

Комплексный способ изготовления стали согласно настоящему изобретению включает стадии: производства жидкого чугуна с помощью вышеупомянутого способа изготовления жидкого чугуна; производства расплавленной стали путем удаления примесей и углерода, содержащегося в жидком чугуне; непрерывной разливки жидкого чугуна в тонкую плоскую заготовку; горячей прокатки тонкой плоской заготовки для получения горячекатаного стального листа.

На стадии непрерывной разливки жидкого чугуна в тонкую плоскую заготовку расплавленную сталь можно непрерывно разливать в тонкую плоскую заготовку толщиной от 40 мм до 100 мм.

На стадии горячей прокатки тонкой плоской заготовки для получения горячекатаного стального листа горячекатаный стальной лист может иметь толщину от 0,8 мм до 2,0 мм.

Стадия изготовления расплавленной стали может включать стадии: предварительной обработки жидкого чугуна для удаления фосфора и серы, содержащихся в жидком чугуне; удаления углерода и примесей, содержащихся в жидком чугуне, путем подачи кислорода в жидкий чугун; и изготовления расплавленной стали путем удаления примесей и растворенного газа путем вторичной очистки жидкого чугуна.

Комплексный способ изготовления стали может дополнительно включать стадии: превращения пылевидных железосодержащих руд в восстановленное железо путем восстановления пылевидных железосодержащих руд по мере прохождения их через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, в котором реакторы соединены друг с другом последовательно; и изготовления брикетов из восстановленного железа путем брикетирования восстановленного железа при высокой температуре. На стадии удаления углерода и примесей, содержащихся в жидком чугуне, брикеты из восстановленного железа и жидкий чугун можно смешивать и удалять из них углерод и примеси.

Стадия превращения пылевидных железосодержащих руд в восстановленное железо может включать стадии: предварительного нагрева пылевидных железосодержащих руд при температуре от 600 до 700°С; предварительного восстановления предварительно нагретых пылевидных железосодержащих руд при температуре от 700 до 800°С; и окончательного восстановления предварительно восстановленных пылевидных железосодержащих руд при температуре от 770 до 850°С для превращения их в восстановленное железо.

Установка для изготовления жидкого чугуна согласно настоящему изобретению включает: многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем для превращения пылевидных железосодержащих руд, которые смешивают и сушат, и дополнительного сырья в восстановленный материал; установку для изготовления брикетов, соединенную с многостадийным реакторным блоком с псевдоожиженным слоем, на которой изготавливают брикеты путем брикетирования восстановленного материала при высокой температуре; машину для изготовления брикетов, которые используют в качестве источника тепла, получая их брикетированием мелких углей; плавильный аппарат-газогенератор для изготовления расплавленной стали, в который закладывают кусковые угли и брикеты, изготовленные на машине для изготовления брикетов, и формируют слой уплотненного угля, в который загружают восстановленный материал из установки для изготовления брикетов и подают кислород; и трубопровод для подачи восстановительного угольного газа, выпускаемого из плавильного аппарата-газогенератора, в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем.

Установка для изготовления жидкого чугуна согласно настоящему изобретению может дополнительно включать трубопровод для подачи преобразованного отходящего газа, который отделяет поток отходящего газа, который выпускают из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, и подает преобразованный отходящий газ, из которого удален СО ₂. На трубопроводе для подачи восстановительного угольного газа можно установить кислородную горелку для нагрева восстановительного угольного газа, смешанного с преобразованным отходящим газом, перед подачей его в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем.

Предпочтительно, чтобы трубопровод для подачи преобразованного отходящего газа включал установку для реформинга газа для удаления СО₂ из отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем и отделяют.

Предпочтительно, чтобы трубопровод для подачи преобразованного отходящего газа включал устройство для удаления смолы, чтобы удалить смолу из отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем и отделяют.

Предпочтительно, чтобы трубопровод для подачи преобразованного отходящего газа включал компрессор для сжатия отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем и отделяют, причем устройство для удаления смолы установлено перед компрессором.

Циклон, который загружает пыль, выпускаемую из плавильного аппарата-газогенератора, в плавильный аппарат-газогенератор можно пристроить к плавильному аппарату-газогенератору. Трубопровод для подачи преобразованного отходящего газа можно соединить с передней частью циклона.

Трубопровод для транспортировки газа, с помощью которого отделяют преобразованный отходящий газ, из которого удален СО ₂ и через который преобразованный отходящий газ подают в плавильный аппарат-газогенератор в качестве газа-носителя для транспортировки пыли, отсеиваемой в циклоне, может быть соединен с задней частью циклона.

Многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем может включать реактор первого предварительного нагрева, в котором предварительно нагревают смесь при температуре от 400 до 500°С, реактор второго предварительного нагрева, который соединен с реактором первого предварительного нагрева и в котором повторно предварительно нагревают предварительно нагретую железосодержащую смесь при температуре от 600 до 700°С; реактор предварительного восстановления, который соединен с реактором второго предварительного нагрева и в котором предварительно восстанавливают повторно предварительно нагретую железосодержащую смесь при температуре от 700 до 800°С; и реактор окончательного восстановления, который соединен с реактором предварительного восстановления и в котором окончательно восстанавливают предварительно восстановленную железосодержащую смесь при температуре от 770 до 850°С.

Кислородные горелки можно расположить между второй печью предварительного нагрева и реактором предварительного восстановления и между печью предварительного восстановления и реактором окончательного восстановления, и подавать восстановительный угольный газ в каждый из реакторов второго предварительного нагрева и предварительного восстановления после нагревания восстановительного угольного газа.

Предпочтительно, чтобы трубопровод для подачи восстановительного угольного газа можно было соединить с реактором окончательного восстановления.

Установка для изготовления жидкого чугуна по изобретению может дополнительно включать трубопровод для подачи продувочного угольного газа для продувки многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем путем отделения потока преобразованного отходящего газа, из которого удален СО₂, и подачи преобразованного отходящего газа в каждый из реакторов с псевдоожиженным слоем.

Установка для изготовления жидкого чугуна по изобретению может дополнительно включать трубопровод для обводной циркуляции отходящего газа, который соединен с многостадийным реакторным блоком с псевдоожиженным слоем и через который подают все количество отходящего газа, выпускаемого из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем.

Установка для изготовления расплавленной стали согласно настоящему изобретению может дополнительно включать трубопровод для повторной подачи угольного газа, который отделяет преобразованный отходящий газ, из которого удален СО₂, и подает его в плавильный аппарат-газогенератор вместе с кислородом, во время подачи в него кислорода.

Комплексный сталелитейный завод согласно настоящему изобретению включает вышеупомянутую установку для изготовления жидкого чугуна, установку для изготовления стали, которая соединена с установкой для изготовления жидкого чугуна и на которой изготавливают расплавленную сталь путем удаления примесей и углерода из жидкого чугуна; машину для разливки тонкой плоской заготовки, которая соединена с установкой для изготовления стали и на которой непрерывно разливают расплавленную сталь, подаваемую из установки, в тонкую плоскую заготовку; машину для горячей прокатки, которая соединена с машиной для разливки тонкой плоской заготовки и на которой изготавливают горячекатаный лист путем горячей прокатки тонкой плоской заготовки, выгружаемой из машины для разливки тонкой плоской заготовки.

Установка для изготовления стали может включать: установку для предварительной обработки жидкого чугуна, соединенную с установкой для изготовления жидкого чугуна, на которой удаляют фосфор и серу, содержащиеся в жидком чугуне, выгружаемом из установки; установку для декарбонизации, соединенную с установкой для предварительной обработки жидкого чугуна, на которой удаляют углерод и примеси, содержащиеся в жидком чугуне, выгружаемом из установки для предварительной обработки жидкого чугуна; и ковш, соединенный с установкой для декарбонизации, где производят расплавленную сталь путем повторной очистки жидкого чугуна, который выгружают из установки для декарбонизации.

Комплексный сталелитейный завод по настоящему изобретению может дополнительно включать второй многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем, который отделяет преобразованный отходящий газ, из которого удален СО₂ и в котором превращают пылевидные железосодержащие руды в восстановленный материал; и вторую установку для изготовления брикетов, которая соединена с первым многостадийным реакторным блоком с псевдоожиженным слоем и на которой изготавливают брикеты брикетированием восстановленного материала при высокой температуре. Вторая установка для изготовления брикетов может поставлять брикеты из восстановленного железа в установку для декарбонизации.

Второй многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем может включать: реактор предварительного нагрева для предварительного нагрева пылевидных железосодержащих руд при температуре от 600 до 700°С; реактор предварительного восстановления, который соединен с реактором предварительного нагрева и в котором предварительно восстанавливают предварительно нагретые пылевидные железосодержащие руды при температуре от 700 до 800°С; и реактор окончательного восстановления, который соединен с реактором предварительного восстановления и в котором окончательно восстанавливают предварительно восстановленные пылевидные железосодержащие руды при температуре от 770 до 850°С.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Приведенные выше и другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными при подробном описании его типичных исполнений со ссылками на приложенные чертежи, где:

на фиг.1 представлена принципиальная схема, иллюстрирующая установку для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения;

на фиг.2 изображен график, иллюстрирующий соотношение между соответствующим количеством высокотемпературного восстановительного газа и количеством высокотемпературного восстановительного газа, вырабатываемого в плавильном аппарате-газогенераторе;

на фиг.3 представлена принципиальная схема, иллюстрирующая процесс циркуляции восстановительного угольного газа на установке для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения;

на фиг.4 представлена принципиальная схема, иллюстрирующая процесс циркуляции восстановительного угольного газа после закрытия плавильного аппарата-газогенератора на установке для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения;

на фиг.5 представлена принципиальная схема, иллюстрирующая процесс продувки установки для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения;

на фиг.6 показан график, иллюстрирующий соотношение между степенью окисления в зависимости от температуры и смесью Fe внутри многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем установки для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения;

на фиг.7 представлен вид, иллюстрирующий воплощение комплексного сталелитейного завода, использующего установку для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения;

на фиг.8 представлен вид, иллюстрирующий другое воплощение комплексного сталелитейного завода, использующего установку для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Теперь, типичные воплощения настоящего изобретения будут описаны со ссылками на приложенные чертежи. Однако настоящее изобретение можно осуществлять в различных модификациях, и таким образом оно не ограничивается исполнениями, описываемыми ниже.

На фиг.1 представлена принципиальная схема, демонстрирующая установку 100 для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения, где непосредственно используют мелкие или кусковые угли и пылевидные железосодержащие руды.

Установка 100 для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения в качестве главных компонентов включает плавильный аппарат-газогенератор 10, многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, установку 30 для изготовления брикетов для получения брикетов, машину 40 для брикетирования для изготовления брикетов и трубопровод L50 для подачи восстановительного угольного газа. Установка 100 может включать другое вспомогательное оборудование, если требуется.

Как показано на фиг.1, в установке 100 для изготовления жидкого чугуна согласно исполнению настоящего изобретения пылевидные руды комнатной температуры, содержащие железо, и дополнительное сырье, имеющие размер зерен 8 мм или менее, временно хранят в бункере 21, затем их смешивают, чтобы получить железосодержащую смесь. Получаемую смесь сушат в сушильном аппарате 22 и затем загружают в реактор 24 первого предварительного подогрева многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем. Обеспечивают установку 23 для загрузки при постоянном давлении между сушильным аппаратом 22 и реактором 24 первого предварительного нагрева, так чтобы смесь при нормальном давлении можно было загружать в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, причем давление поддерживают в интервале от 0,15-03 МПа (1,5-3 атмосфер).

Железосодержащая смесь находится в контакте с потоком восстановительного газа, выпускаемым из плавильного аппарата-газогенератора 10, и ее восстанавливают до приблизительно 90%, что является целевым показателем восстановления, по мере того, как она проходит через реактор 24 первого предварительного нагрева, реактор 25 второго предварительного нагрева, реактор 26 предварительного восстановления и реактор 27 окончательного восстановления, которые соединены в этом порядке. Температуру железосодержащей смеси повышают до более чем 800°С, в то время как ее восстанавливают путем контакта с потоком восстановительного угольного газа и железосодержащую смесь превращают в высокотемпературный восстановленный материал, тогда как более 30% дополнительного сырья в железосодержащей смеси спекают. Многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем воплощен для четырех стадий. Однако число реакторов с псевдоожиженным слоем приведено только в целях иллюстрации, и оно не подразумевает ограничение настоящего изобретения. Соответственно, требуется только, чтобы реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем был воплощен многостадийным.

Восстановленный материал, который восстанавливают с помощью вышеупомянутого способа, имеет средний размер зерен около 2,0 мм. Непосредственная загрузка восстановленного материала в плавильный аппарат-газогенератор 10 приводит к значительной потере при рассеивании и ухудшению вентиляционных свойств слоя уплотненного угля в плавильном аппарате-газогенераторе 10. Следовательно, восстановленный материал, выгружаемый из конечного реактора 27, направляют в установку 30 для изготовления брикетов, которая соединена с реактором 27 окончательного восстановления. Здесь, так как давление внутри реактора 27 окончательного восстановления поддерживают равным 0,3 МПа (3 атмосферы), а давление внутри установки 30 для изготовления брикетов поддерживают равным нормальному давлению, восстановленный материал переносят из реактора 27 окончательного восстановления в установку 30 для изготовления брикетов за счет разницы давлений.

В установке 30 для изготовления брикетов высокотемпературный восстановленный материал, прошедший через реактор 27 окончательного восстановления, временно хранят в загрузочном бункере 31 и механически под давлением формуют в имеющие форму полос брикеты по мере того, как их пропускают между парой валков при высокой температуре. Затем брикеты, имеющие форму полос, измельчают с помощью дробилки 35, чтобы они имели подходящий размер для загрузки их в плавильный аппарат-газогенератор 10, и измельченные брикеты хранят в промежуточном бункере 37. Брикеты изготавливают непосредственно при высокой температуре, чтобы они имели предварительно заданные прочность и размер. Предпочтительно, чтобы размер зерна в брикетах составлял от 3 до 30 мм и плотность равнялась приблизительно от 3500 до 4200 кг/м³ (3,5 до 4,2 т/м ³). Когда размер зерна брикетов менее 3 мм, вентиляционное свойство ухудшается во время загрузки в плавильный аппарат-газогенератор 10. Когда размер зерна брикетов больше 30 мм, трудно изготовить брикеты и ухудшается прочность в горячем состоянии. Брикеты, временно хранящиеся в промежуточном бункере 37, непрерывно загружают в плавильный аппарат-газогенератор 10 посредством установки 12 для загрузки при высокой температуре и постоянном давлении, что позволяет загружать брикеты при нормальном давлении в плавильный аппарат-газогенератор 10, поддерживаемый при давлении от 0,3 до 0,35 МПа (от 3,0 до 3,5 атмосфер).

С другой стороны, внутри плавильного аппарата-газогенератора 10 формируют слой уплотненного угля в качестве источника тепла для плавления брикетов. Сырьевые угли для образования слоя уплотненного угля внутри плавильного аппарата-газогенератора 10 должны иметь размер зерна от 10 до 50 мм. Кусковые угли, имеющие такой размер зерна, непосредственно загружают в плавильный аппарат-газогенератор 10. С другой стороны, оставшиеся мелкие угли проходят процесс сортировки частиц по размерам. В машине 40 для брикетирования измельчают мелкие угли, имеющие размер зерна 10 мм и ниже, среди мелких углей, хранящихся в бункере для хранения 41, до мелких углей, имеющих размер зерна от 4 мм или менее. Измельченные мелкие угли смешивают с соответствующим количеством связующего и добавок с помощью смесителя 43. Получающуюся смесь транспортируют в машину 45 для брикетирования и механически формуют под давлением в брикеты. В этом случае, предпочтительно, чтобы размер зерна брикета составлял от 30 до 50 мм и его плотность составляла 800 кг/м³ (0,8 т/м ³). Когда размер зерна брикета меньше 30 мм, вентиляция внутри плавильного аппарата-газогенератора 10 ухудшается. Когда размер зерна брикета больше 50 мм, трудно изготовить брикеты и прочность при нагревании (warm-strength) ухудшается. Формованные под давлением брикеты хранят в промежуточном бункере 47.

Брикеты, хранящиеся в промежуточном бункере 47, загружают в плавильный аппарат-газогенератор 10 вместе с кусковыми углями, чтобы образовать слой уплотненного угля. Брикеты, загружаемые в плавильный аппарат-газогенератор 10, превращают в газ путем реакции пиролиза, которая протекает в верхней части слоя уплотненного угля и путем реакции сгорания, которая протекает в нижней части слоя уплотненного угля с использованием кислорода. Высокотемпературный восстановительный газ, вырабатываемый в плавильном аппарате-газогенераторе 10 путем реакции газификации, подают в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем через трубопровод L50 для подачи восстановительного угольного газа, который соединен с задней стороной реактора 27 окончательного восстановления. Высокотемпературный восстановительный газ используют в качестве восстановителя и псевдоожижающего газа. Восстановительный угольный газ восстанавливает и спекает железосодержащую смесь по мере протекания через реактор 27 окончательного восстановления, реактор 26 предварительного восстановления, реактор 25 второго предварительного нагрева и реактор 24 первого предварительного нагрева. Восстановительный угольный газ выпускают из реактора 24 первого предварительного нагрева и очищают от пыли и охлаждают по мере протекания через пылеуловитель 51, использующий воду.

Над слоем уплотненного угля в плавильном аппарате-газогенераторе 10 образуют пустое куполообразное пространство, снижая таким образом скорость потока газа. В результате можно предотвратить выпуск из плавильного аппарата-газогенератора в больших количествах мелких углей, содержащихся в брикете, и мелких углей, образуемых благодаря резко возрастающей температуре угля, который загружают в плавильный аппарат-газогенератор 10. Более того, пустое куполообразное пространство компенсирует колебания давления в плавильном аппарате-газогенераторе 10, вызываемые неравномерными изменениями количества газа в результате непосредственного использования угля. Уголь газифицируют и летучие вещества удаляются из угля, в то время как он падает на дно слоя уплотненного угля и, в конечном счете, сжигается кислородом, подаваемым через фурмы в нижней части плавильного аппарата-газогенератора. В то время как дымовой газ поднимается через слой уплотненного угля, он преобразуется в высокотемпературный восстановительный газ, и его выпускают из плавильного аппарата-газогенератора 10. Часть дымового газа очищают от пыли и охлаждают при прохождении его через пылеуловитель 53, использующий воду при условии, что давление, прикладываемое к плавильному аппарату-газогенератору 10, поддерживают в интервале от 0,3 до 0,35 МПа (от 3 до 3,5 атмосфер). Далее, восстановленное железо окончательно восстанавливают и расплавляют с помощью восстановительного газа и теплоты сгорания, вырабатываемой при газификации угля и сгорании по мере его падения в слое уплотненного угля вместе с углем, и затем получаемый жидкий чугун выгружают.

Циклон 14 установлен на плавильном аппарате-газогенераторе 10 для сбора пыли, выпускаемой наружу. Циклон 14 собирает выпускаемый газ, вырабатываемый в плавильном аппарате-газогенераторе 10, и вновь подает накопленную пыль в плавильный аппарат-газогенератор 10. Далее, циклон 14 подает, в качестве восстановительного угольного газа, собранный отходящий газ в восстановительный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем. Газ-носитель подают в заднюю часть циклона 14, чтобы подавать пыль, отсеянную в циклоне 14, в плавильный аппарат-газогенератор 10.

С другой стороны, установка 100 для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения включает установку для пополнения восстановительного угольного газа, когда количества высокотемпературного восстановительного угольного газа, вырабатываемого в плавильном аппарате-газогенераторе 10, недостаточно из-за изменения рабочих условий и изменения качества угля по сравнению с подходящим количеством высокотемпературного восстановительного газа, которое нужно подавать в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем. Процесс пополнения восстановительного угольного газа будет описан подробно со ссылкой на фиг.2.

На фиг.2 изображен график, иллюстрирующий соотношение между подходящим количеством высокотемпературного восстановительного газа и количеством высокотемпературного восстановительного газа, вырабатываемого в плавильном аппарате-газогенераторе, где показано недостаточное количество высокотемпературного восстановительного газа, исходя из показателя восстановления 90%.

Из-за изменений рабочих условий в плавильном аппарате- газогенераторе 10 (показанном на фиг.1) и свойства угля количества высокотемпературного восстановительного угольного газа, вырабатываемого в плавильном аппарате-газогенераторе 10, может быть недостаточно по сравнению с подходящим количеством высокотемпературного восстановительного газа, которое нужно подавать в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем (показанный на фиг.1). В то же время рабочие условия в многостадийном реакторном блоке 20 с псевдоожиженным слоем регулируют, чтобы предотвратить ухудшение показателя восстановления мелкого восстанавливаемого железа, проходящего через многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, и явления, при котором тепла внутри плавильного аппарата-газогенератора 10 становится недостаточно из-за плавления восстановленного железа с низким показателем восстановления.

На фиг.2 кривая D представляет соотношение между показателем восстановления и основной компонентой газа (gas basic unit). Кривые от А до С представляют соотношение между показателем восстановления и количеством газа, вырабатываемого в плавильном аппарате-газогенераторе 10, который превращают в основную компоненту газа, в зависимости от количества летучих веществ, содержащихся в угле.

Например, если целевым показателем восстановления является 90%, необходимое количество восстановительного угольного газа составляет 1400 ст.м³ на 1 тонну пылевидных железосодержащих руд на кривой D. Наоборот, если каждое количество летучих веществ, содержащихся в угле, составляет 23%, 26% и 30%, каждое количество восстановительного угольного газа составляет 850 ст.м ³, 950 ст.м³ и 1050 ст.м ³ на 1 тонну пылевидных железосодержащих руд, так что в соответствующих случаях требуется 550 ст.м³ , 450 ст.м³ и 350 ст.м³ . Когда железосодержащую смесь восстанавливают в многостадийном реакторном блоке 20 с псевдоожиженным слоем в состоянии, при котором восстановительного угольного газа недостаточно, нельзя получить жидкий чугун с желаемыми свойствами. Следовательно, желаемый показатель восстановления восстановленного материала можно получить путем пополнения количества восстановительного угольного газа.

Установка 100 для изготовления жидкого чугуна, показанная на фиг.1, дополнительно включает трубопровод L51 для подачи преобразованного отходящего газа, который отделяет поток отходящего газа, который выпускают из многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем, и подает преобразованный отходящий газ, из которого удален СО₂. Трубопровод L51 для подачи преобразованного отходящего газа снабжен компрессором 76 и установкой 77 для реформинга газа с целью удаления СО ₂, содержащегося в отходящем газе, выпускаемом из реактора 24 первого предварительного нагрева. Дополнительно обеспечено устройство для удаления смолы перед компрессором 76, которое удаляет небольшое количество смолы, содержащейся в газе, который подают в компрессор 76, таким образом предотвращая конденсацию смолы внутри компрессора 76.

В установке 100 для изготовления жидкого чугуна часть потока отходящего газа, выпускаемого из реактора 24 первого предварительного нагрева и проходящего через пылесборник 51, использующий воду, отделяют и пропускают через устройство 75 для удаления смолы. Затем отходящий газ сжимают с помощью компрессора 76 и преобразуют посредством установки 77 для реформинга газа. Преобразованный отходящий газ в конце концов подают в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем через вентиль V772, чтобы пополнить недостаточное количество восстановительного угольного газа. В этом случае преобразованный отходящий газ подают в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем после того, как его смешивают с восстановительным угольным газом. Так как температура восстановительного угольного газа понижается после смешивания с отходящим газом, смешанный газ нагревают до температуры, необходимой для восстановления, путем использования кислородной горелки 70, обеспеченной на трубопроводе L50 для подачи восстановительного угольного газа, перед тем, как смешанный газ подают в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем.

При осуществлении вышеописанного процесса можно получить следующие различные эффекты.

Во-первых, трубопровод L51 для подачи преобразованного отходящего газа соединен с передней частью циклона 14, и преобразованный отходящий газ комнатной температуры подают в циклон 14, предотвращая таким образом перегрев циклона 14. Следовательно, циклон 14 эффективно собирает пыль, выпускаемую их плавильного аппарата 10, таким образом, предотвращая ее рассеивание.

Так как высокотемпературный угольный газ, выпускаемый из плавильного аппарата-газогенератора 10, смешивают с преобразованным отходящим газом комнатной температуры, температура восстановительного угольного газа ниже, чем температура, необходимая для его подачи в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем. В результате трудно получить желаемый показатель восстановления восстанавливаемого материала. Следовательно, показатель восстановления восстанавливаемого материала повышают путем регулирования температуры восстановительного угольного газа, смешиваемого с преобразованным отходящим газом до температуры, необходимой для восстановления, путем использования кислородной горелки. В частности, в случае установки 100 для изготовления жидкого чугуна, так как температура отходящего газа, проходящего через многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, то есть температура выпускаемого газа в конечном счете проходящего через реактор 24 первого предварительного нагрева, относительно низкая, то количество расходуемой воды во время охлаждения отходящего газа путем использования пылесборника 51, использующего воду, мало. Следовательно, экономятся производственные расходы.

Более того, в случае пыли и смолы, существующих в верхней части плавильного аппарата-газогенератора 10, так как осуществляют циркуляцию восстановительного угольного газа как преобразованного отходящего газа после протекания через многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, путь для циркуляции пыли и смолы с восстановительным угольным газом является достаточно безопасным в результате удаления значительного количества пыли и смолы. Следовательно, возможно предотвращение прерывания работы пылесборника 51, использующего воду, из-за конденсации смолы на пылесборнике 51, использующем воду. Далее, в случае, если малогабаритное устройство 75 для удаления смолы установлено перед компрессором 76, также возможно предотвратить разрушение компрессора 76 и установки 77 для реформинга газа из-за конденсации смолы.

В отходящем газе, проходящем использующий воду пылесборник 51, отходящий газ включает 35 об.% СО, 20 об.% Н₂ и 40 об.% СО₂. Следовательно, предпочтительно удалять СО₂, используя установку 77 для реформинга газа, чтобы увеличить показатель восстановления. Количество отделяемого отходящего газа регулируют до 60% или менее от общего количества отходящего газа, который выпускают из многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем. Следовательно, даже если количества восстановительного угольного газа для подачи в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем недостаточно, возможно пополнение недостающего количества восстановительного угольного газа. Когда количество отделяемого отходящего газа больше, чем 60 об.%, количество преобразованного отходящего газа, предназначенного для подачи в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем после смешивания его с восстановительным угольным газом, увеличивается, в результате чего скорость потока газа в многостадийном реакторном блоке 20 с псевдоожиженным слоем становится большой. В результате большое количество железосодержащей смеси рассеивается вне многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем и теряется.

Далее, количество восстановительного газа, предназначенного для подачи в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, регулируют в интервале от 1050 до 1400 ст.м³ по отношению к 1 тонне пылевидных железосодержащих руд, предназначенных для загрузки в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, таким образом эффективно восстанавливая пылевидные железосодержащие руды, подаваемые в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем. Более конкретно, когда количество восстановительного газа, подаваемого в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, меньше 1050 ст.м³, трудно получить желаемый показатель восстановления. Когда количество восстановительного газа, подаваемого в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, больше 1400 ст.м³, руду восстанавливают и ее частицы прилипают друг к другу из-за избыточной подачи восстановительного газа. Следовательно, трудно создать условие восстановления в псевдоожиженном слое.

В случае, когда СО ₂ удаляют, используя установку 77 для реформинга газа, предпочтительно, чтобы количество СО₂, содержащегося в преобразованном отходящем газе, прошедшем через установку 77 для реформинга газа, составляло 3,0 об.% или менее. Когда количество СО₂ превышает 3,0 об.%, восстановительная способность преобразованного отходящего газа уменьшается и преобразованный отходящий газ становится непригодным для использования.

Как показано на фиг.1, в установке 100 для изготовления жидкого чугуна, согласно воплощению настоящего изобретения, часть потока отходящего газа, прошедшего через использующий воду пылесборник 51, отделяют и пропускают через устройство 75 для удаления смолы. Отходящий газ сжимают с помощью компрессора 76 и преобразуют посредством установки 77 для реформинга газа. Затем преобразованный отходящий газ можно использовать в качестве газа-носителя для загрузки отсеиваемой в циклоне 14 пыли в плавильный аппарат-газогенератор после открывания вентиля V771, установленного на трубопроводе L52. В случае, когда преобразованный отходящий газ используют в качестве газа-носителя, количество азота, который используют в качестве газа-носителя, можно понизить и скорость горения можно увеличить.

Путем открытия вентиля V773, установленного на трубопроводе L53 для повторной подачи восстановительного газа, отделенный поток преобразованного отходящего газа, из которого удален СО₂, можно подавать в плавильный аппарат-газогенератор 10 в течение времени подачи в него кислорода. Следовательно, количество используемых брикетов можно понизить путем подачи преобразованного отходящего газа в плавильный аппарат-газогенератор 10 и распределение потока газа внутри слоя угля можно улучшить.

На фиг.3 представлена принципиальная схема, иллюстрирующая процесс циркуляции восстановительного угольного газа в установке 100 для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения. На фиг.3 жирными сплошными линиями представлены трубопроводы для циркуляции, через которые осуществляют циркуляцию восстановительного угольного газа. Другие трубопроводы, не относящиеся к трубопроводам для циркуляции, показаны пунктирными линиями. В случае закрытого вентиля, когда осуществляют циркуляцию восстановительного угольного газа, восстановительный угольный газ фактически заполняет переднюю часть вентиля. Следовательно, требуется указать это на чертеже, но на фиг.3 это опущено в целях удобства.

Как показано на фиг.3, отходящий газ, который сжимают и преобразуют, можно регулировать, используя вентили, установленные на трубопроводе. Более конкретно, когда количества восстановительного угольного газа, необходимого для восстановления в многостадийном реакторном блоке 20 с псевдоожиженным слоем, недостаточно, в установке 100 для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения вентили от V51 до V53, V27, V762 и V772 открывают, а другие закрывают, таким образом пополняя восстановительным угольным газом многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем. Способ пополнения восстановительным газом, показанный на фиг.3, приведен только с целью иллюстрации и не означает ограничение этого изобретения.

На фиг.4 представлена принципиальная схема, иллюстрирующая процесс циркуляции восстановительного газа после прекращения подачи восстановительного угольного газа из плавильного аппарата-газогенератора 10 в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем в установке 100 для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения. Жирные сплошные линии представляют трубопроводы для циркуляции, через которые осуществляют циркуляцию восстановительного угольного газа. Другие трубопроводы, не относящиеся к трубам для циркуляции, представлены в виде пунктирных линий. В случае закрытого вентиля, когда осуществляют циркуляцию восстановительного угольного газа, восстановительный угольный газ фактически заполняет переднюю часть вентиля. Следовательно, это нужно указать на чертеже, но это не показано на фиг.4 в целях удобства.

Этот процесс относится к случаю, когда плавильный аппарат-газогенератор 10 выключен и невозможно подавать восстановительный газ в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем. В этом случае, все количество отходящего газа, который выпускают из многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем, отводят через трубопровод L54 для циркуляции отводимого отходящего газа и подают в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем.

Далее, в плавильном аппарате-газогенераторе 10 остановка иногда обусловлена неполадками в эксперименте. В этом случае, так как газ не вырабатывается в плавильном аппарате-газогенераторе 10, необходимо осуществлять циркуляцию отходящего газа, чтобы поддержать бурление псевдоожиженного слоя в многостадийном реакторном блоке 20 с псевдоожиженным слоем, соединенном с плавильным аппаратом-газогенератором 10. В этом случае загрузку брикетов, кускового угля и брикетов останавливают и выпуск восстановительного газа из плавильного аппарата-газогенератора 10 останавливают, чтобы закрыть плавильный аппарат-газогенератор 10. Затем закрывают вентиль V762. Весь отходящий газ, выпускаемый из многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем, пропускают через вентиль V51 и сжимают с помощью компрессора 76. В то же время вентиль V761, установленный на трубопроводе L54 для циркуляции отводимого отходящего газа, открывают и осуществляют непрерывную циркуляцию отходящего газа. Вентили V27, V53, V762, V771, V772 и V773 все закрыты в этом процессе, чтобы предотвратить утечку отходящего газа по направлению к плавильному аппарату-газогенератору 10. Следовательно, возможно осуществление непрерывной циркуляции отходящего газа, в то же время предотвращая просачивание отходящего газа внутрь плавильного аппарата-газогенератора 10. В результате возможно предотвращение оседания кипящего псевдоожиженного слоя.

На фиг.5 представлена принципиальная схема, иллюстрирующая процесс продувки установки для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения. Трубы, через которые осуществляют циркуляцию части сжатого и преобразованного отходящего газа, чтобы продуть многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, представлены в виде жирных сплошных линий. В случае закрытого вентиля, когда осуществляют циркуляцию восстановительного угольного газа, восстановительный угольный газ фактически заполняет переднюю часть вентиля. Следовательно, требуется указать это на чертеже, но на фиг.5 это опущено в целях удобства.

Когда требуется продувка во время эксплуатации, преобразованный отходящий газ для продувки подают в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем через трубопровод L55 для подачи продувочного угольного газа. Так как во время такой продувки непрерывно выполняют основной процесс, часть преобразованного отходящего газа смешивают с отходящим газом из плавильного аппарата-газогенератора 10 через трубопровод L51 для подачи преобразованного отходящего газа и подают в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, и часть преобразованного отходящего газа подают в фурму плавильного аппарата-газогенератора 10 или в устройство для сжигания пыли через трубопровод L52 для газа-носителя и трубопровод L53 для повторной подачи восстановительного газа таким же способом, как во время обычной работы. Такой поток преобразованного отходящего газа показан жирными сплошными линиями.

Многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем включает внутренние устройства, такие как циклон, стояк, нагнетательная труба, линия сброса, которые встраивают в него. Необходимо поддерживать псевдоожиженное состояние во внутренних устройствах, так чтобы восстановительный угольный газ и железосодержащая смесь могли постоянно находиться в псевдоожиженном состоянии. Следовательно, необходимо обеспечить линию продувки, чтобы предотвратить блокирование внутренних устройств. Продувку обычно выполняют путем использования азота. Однако, когда восстановительный угольный газ используют для продувки, не требуется дополнительного количества азота, таким образом существенно снижается количество расходуемого азота.

В случае, когда продувку выполняют с использованием азота, так как поток отходящего газа, который выпускают из многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем, отделяют и преобразуют, и затем снова направляют в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, азот накапливается в преобразованном отходящем газе и концентрация азота во всем восстановительном угольном газе, подаваемом в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, в конечном счете увеличивается. В результате, когда концентрация азота, который является инертным газом, превышает 10,0 об.% от всего восстановительного угольного газа, показатель восстановления руды в многостадийном реакторном блоке 20 с псевдоожиженным слоем уменьшается. Поэтому, как описано выше, концентрацию азота в восстановительном угольном газе понижают до 10 об.% или менее путем использования преобразованного отходящего газа как продувочного газа, таким образом, возможно предотвращение накопления азота в восстановительном угольном газе, предназначенном для подачи в многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем.

Поток отходящего газа, который выпускают через многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, отделяют и удаляют СО₂ из отходящего газа. Преобразованный отходящий газ подают в каждый из реакторов 20 с псевдоожиженным слоем. Хотя это не показано на фиг.5, трубопровод L55 для подачи угольного газа, который соединен с каждым из реакторов 20 с псевдоожиженным слоем, вновь отделяют, чтобы подавать преобразованный отходящий газ во внутренние устройства соответствующих реакторов 20 с псевдоожиженным слоем и иметь возможность продувать внутренние устройства, если потребуется. Более конкретно, количество преобразованного отходящего газа, который подают как продувочный газ, можно регулировать, используя вентиль V24, установленный на трубопроводе L55 для подачи продувочного угольного газа.

В дальнейшем рабочие условия многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем в способе изготовления жидкого чугуна согласно настоящему изобретению будут описаны подробно. В особенности, в настоящем изобретении оптимальные рабочие условия определяют, принимая во внимание тот факт, что в значительной степени важно восстановить железосодержащую смесь, используя восстановительный угольный газ.

На фиг.6 представлен график, иллюстрирующий отношение между степенью окисления и смесью Fe в зависимости от температур многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем в установке для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения, на котором показаны стабильные области фазы смеси Fe в каждом из реакторов с псевдоожиженным слоем.

Здесь, степень окисления рассчитывают, используя количество каждого газа, такого как СО, СО₂, Н ₂ и Н₂О, содержащегося в восстановительном газе. Степень окисления обозначает меру восстановительной способности. Степень окисления определяют как (об.% СО₂ + об.% Н₂О)/(об.% СО + об.% Н ₂ + об.% СО₂ + об.% Н ₂О)×100. На фиг.6 100 - степень окисления используется в качестве значения для оси Y в целях удобства, что означает степень восстановления как понятие, противоположное степени окисления. Следовательно, если это значение поднимается в верхнюю часть оси Y, легко вызвать восстановительную реакцию. Наоборот, если оно спускается в нижнюю часть оси Y, легко вызвать реакцию окисления.

В способе изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения в многостадийном реакторном блоке 20 с псевдоожиженным слоем (показанный на фиг.1) используют непосредственно угольный газ в качестве восстановительного газа. Следовательно, возможно работать при относительно низком значении основной компоненты газа, составляющем 1400 ст.м³/т, и при относительно коротком времени пребывания, равном максимально шести минутам, что касается каждого реактора с псевдоожиженным слоем, по сравнению с другими восстановительными процессами с псевдоожиженным слоем, такими как FINMET, FIOR, IRON CARBIDE и т.д., которые непосредственно используют природный газ. Следовательно, в процессе восстановления с псевдоожиженным слоем, как показано на фиг.6, в случае реактора первого предварительного нагрева, в котором выполняют первую стадию предварительного нагрева железосодержащей смеси, предпочтительно, чтобы восстановление в псевдоожиженном слое протекало в области устойчивости фазы Fe ₃O₄. В случае реактора второго предварительного подогрева, в котором выполняют вторую стадию повторного предварительного нагрева железосодержащей смеси, предпочтительно, чтобы восстановление в псевдоожиженном слое протекало в области стабильности фазы FeO. В случае реактора предварительного восстановления, в котором выполняют третью стадию для предварительного восстановления предварительно нагретой железосодержащей смеси и конечного реактора, в котором выполняют четвертую стадию для окончательного восстановления предварительно восстановленной железосодержащей смеси, предпочтительно, чтобы восстановление в псевдоожиженном слое протекало в области устойчивости фазы Fe. Путем поддержания вышеописанных областей можно свести к минимуму количество железосодержащей смеси, стабилизированной в фазе Fe₃O₄, в которой скорость реакции очень медленная, по мере прохождения реактора первого предварительного нагрева и реактора второго предварительного нагрева. Далее, можно в достаточной степени восстановить железосодержащую смесь по мере прохождения через реактор предварительного восстановления и конечный реактор, в котором образуется область устойчивости фазы Fe.

В многостадийном реакторном блоке 20 с псевдоожиженным слоем, в котором работу выполняют при относительно низком значении основной компоненты газа, важно регулировать температуру соответствующих реакторов с псевдоожиженным слоем и состав восстановительного угольного газа для закрепления области устойчивости фазы Fe в каждом реакторе с псевдоожиженным слоем.

Чтобы создать условия восстановления в псевдоожиженном слое в каждом из реакторов с псевдоожиженным слоем, предпочтительно температуру бурлящего псевдоожиженного слоя в реакторе первого предварительного подогрева поддерживать в интервале от 400 до 500°С, температуру бурлящего псевдоожиженного слоя в реакторе второго предварительного подогрева поддерживать в интервале от 600 до 700°С, температуру бурлящего псевдоожиженного слоя в реакторе предварительного восстановления поддерживать в интервале от 700 до 800°С и температуру бурлящего псевдоожиженного слоя в реакторе окончательного восстановления поддерживать в интервале от 770 до 850°С. Дополнительно предпочтительно поддерживать состав восстановительного угольного газа, подаваемого в каждый реактор с псевдоожиженным слоем, чтобы закрепить некоторую степень окисления в каждом из реакторов с псевдоожиженным слоем, конкретно 45% или более в реакторе первого предварительного подогрева, от 35% до 50% в реакторе второго предварительного подогрева и 25% или менее в реакторе предварительного восстановления и в реакторе окончательного восстановления.

Что касается подходящей температуры и состава восстановительного угольного газа в каждом из реакторов для поддержания вышеуказанных условий, то температура восстановительного угольного газа, который выпускают из плавильного аппарата-газогенератора и который подают в бурлящий псевдоожиженный слой конечного реактора, слишком высока, то есть температура составляет около 1000°С. Следовательно, когда восстановительный угольный газ подают в конечный реактор в таком виде, как он есть, железосодержащая смесь в конечном реакторе перегревается и руды слипаются. Поэтому необходимо охлаждать восстановительный угольный газ, подаваемый в конечный реактор. Охлаждение конечного реактора делают возможным путем смешивания преобразованного отходящего газа комнатной температуры и восстановительного угольного газа, выпускаемого из плавильного аппарата-газогенератора. Далее, подаваемое количество преобразованного отходящего газа комнатной температуры регулируют в зависимости от количества восстановительного газа, требуемого для конечного реактора. В результате восстановительный угольный газ, подаваемый в конечный реактор во время процесса смешивания, можно переохладить ниже подходящей температуры. Поэтому температуру восстановительного угольного газа поддерживают, чтобы она была подходящей, путем подачи кислорода в восстановительный угольный газ и путем частичного сжигания восстановительного угольного газа после смешивания преобразованного отходящего газа комнатной температуры с восстановительным угольным газом.

Далее, горелку 72 устанавливают между реактором 25 второго предварительного нагрева и реактором 26 предварительного восстановления, а горелку 71 устанавливают между реактором 26 предварительного восстановления и конечным реактором 27 для подачи кислорода к восстановительному угольному газу, который выпускают из реакторов 20 и для частичного сжигания восстановительного угольного газа. Таким способом степень окисления восстановительного угольного газа в бурлящем псевдоожиженном слое реактора 26 предварительного восстановления поддерживают равной 35% или менее. Далее, степень окисления восстановительного угольного газа в бурлящем псевдоожиженном слое реактора 26 второго предварительного нагрева поддерживают в интервале от 40% до 60%. Более того, восстановительный угольный газ, который выпускают из реактора 25 второго предварительного нагрева, подают в бурлящий псевдоожиженный слой реактора 24 первого предварительного нагрева таким, как он есть. В результате регулируют степень окисления в многостадийном реакторном блоке 20 с псевдоожиженным слоем.

Следовательно, согласно настоящему изобретению, когда количества восстановительного угольного газа недостаточно в вышеупомянутом реальном процессе, можно пополнить недостаточное количество и удовлетворить идеальным рабочим условиям многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем.

В табл.1 показаны температура псевдоожиженного слоя и степень окисления восстановительного газа для каждого из реакторов в четырехстадийном реакторном блоке 20 с псевдоожиженным слоем и фаза Fe-О, содержащаяся в руде, выгружаемой из каждого из реакторов с псевдоожиженным слоем на каждой стадии.

Таблица 1
	Реактор первого предварительного нагрева	Реактор второго предварительного нагрева	Реактор предварительного восстановления	Реактор окончательного восстановления
Температура	460°С	650°С	800°С	840°С
Степень окисления	50,0%	40,0%	24,0%	10,5%
Fe2O3	62,0 мас.%	48,3 мас.%	-	-
Fe3O4	13,2 мас.%	12,0 мас.%	-	-
FeO	-	29,7 мас.%	60,3 мас.%	19,4 мас.%
Fe	-	-	15,6 мас.%	54,1 мас.%
Показатель восстановления	2,0%	20,0%	50,0%	85,1%

В табл.1 основная компонента газа составляет 1200 ст.м³/т. руды. Как показано в табл.1, путем регулирования температуры псевдоожиженного слоя и степени окисления для каждого из реакторов с псевдоожиженным слоем в многостадийном реакторном блоке 20 с псевдоожиженным слоем в пределах вышеупомянутого интервала количество Fe ₃O₄, образующегося в реакторе первого предварительного нагрева, сводится к минимуму, и Fe ₃O₄ далее не образуется в реакторе второго предварительного нагрева. В результате в конечном реакторе можно получить показатель восстановления, равный 80% или более, по отношению к пылевидным железосодержащим рудам путем восстановления FeO до Fe.

В вышеупомянутой установке 100 для изготовления жидкого чугуна мелкие или кусковые угли и пылевидные железосодержащие руды можно непосредственно использовать, и установка 100 является компактной в целом, так что является подходящим использовать установку 100 в комплексном сталелитейном заводе путем присоединения установки 100 к комплексному сталелитейному заводу. Следовательно, можно непосредственно производить горячекатаный стальной лист из мелких или кусковых углей и пылевидных железосодержащих руд путем эксплуатации установки для изготовления жидкого чугуна согласно исполнению настоящего изобретения в процессе минизавода, который является комплексным процессом изготовления стали.

В дальнейшем комплексный сталелитейный завод, эксплуатирующий установку 100 для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения, будет описан более подробно. Такой комплексный сталелитейный завод приведен только в целях иллюстрации и не является ограничением настоящего изобретения.

На фиг.7 представлен вид, иллюстрирующий исполнение комплексного сталелитейного завода, эксплуатирующего установку 100 для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения. На фиг.7 схематически показан комплексный сталелитейный завод 1000 для непосредственного изготовления горячекатаного стального листа из мелких или кусковых углей и пылевидных железосодержащих руд. Установка 100 для изготовления жидкого чугуна, показанная на фиг.7, имеет такую же конструкцию, как и вышеупомянутая установка 100 для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения, следовательно, в целях удобства ее описание опущено. Далее описаны другие установки, за исключением установки 100 для изготовления жидкого чугуна.

Комплексный сталелитейный завод, показанный на фиг.7, включает установку 100 для изготовления жидкого чугуна, установку 200 для изготовления стали, которая соединена с установкой 100 для изготовления жидкого чугуна и которая производит расплавленную сталь путем удаления примесей и углерода из расплавленного чугуна, установку 300 для разливки тонкой плоской заготовки, которая соединена с установкой 200 для изготовления стали и которая непрерывно разливает расплавленную сталь, подаваемую из установки, в тонкую плоскую заготовку, машину 400 для горячей прокатки стали, которая соединена с установкой 300 для разливки тонкой плоской заготовки и которая производит горячекатаный лист путем горячей прокатки тонкой плоской заготовки, выгружаемой из установки 300 для разливки тонкой плоской заготовки. В добавление, комплексный сталелитейный завод 100 может включать дополнительные установки, если потребуется.

Фиг.7 подробно иллюстрирует пример способа изготовления стали путем эксплуатации вышеупомянутых установок. Установка 200 для изготовления стали включает установку 61 для предварительной обработки жидкого чугуна, где удаляют фосфор и серу, содержащиеся в жидком чугуне, установку 64 для декарбонизации, которая соединена с установкой 61 для предварительной обработки жидкого чугуна и в которой удаляют углерод и примеси, содержащиеся в жидком чугуне, выгружаемом из установки 61 для предварительной обработки жидкого чугуна, и ковш 67, который соединен с установкой 64 для декарбонизации и в котором производят расплавленную сталь путем повторной очистки жидкого чугуна, выгружаемого из установки 64 для карбонизации.

Жидкий чугун, выгружаемый из плавильного аппарата-газогенератора 10, периодически выгружают в установку 61 для предварительной обработки жидкого чугуна, имеющую огнеупорный сосуд, и транспортируют к расположенному ниже по течению процессу. Предварительную обработку жидкого чугуна выполняют во время транспортирования путем подачи десульфурирующего агента, который является флюсом, в жидкий чугун, содержащийся в установке 61 для предварительной обработки жидкого чугуна, и путем удаления серы и фосфора, содержащихся в жидком чугуне. В результате содержание серы в жидком чугуне регулируют до 0,006% или менее. Предпочтительно использовать СаО или СаСО₃ в качестве десульфурирующего агента в процессе предварительной обработки жидкого чугуна.

Далее, жидкий чугун из установки для предварительной обработки жидкого чугуна, который прошел через предварительную обработку жидкого чугуна, разгружают в установку 64 для декарбонизации конверторного типа. В процессе разгрузки предпочтительно, чтобы расплавленный шлак, который образуется в процессе предварительной обработки жидкого чугуна и плавает на поверхности жидкого чугуна, не проникал в установку 64 для декарбонизации. Окислительную очистку выполняют путем вдувания кислорода с высокой скоростью в жидкий чугун после того, как жидкий чугун подают в установку 64 для декарбонизации. Во время окислительной очистки примеси, растворенные в жидком чугуне, такие как углерод, кремний, фосфор и марганец, удаляют путем окисления и жидкий чугун преобразуют в расплавленную сталь. Окисленные примеси растворяют в жидком шлаке на расплавленной стали с помощью СаО, CaF ₂, доломита и т.д., которые подают в конвертер, и удаляют из расплавленной стали. После окисления очистку заканчивают, расплавленную сталь выгружают из установки 64 для карбонизации в ковш 67, который является огнеупорной емкостью, и затем транспортируют к процессу, расположенному ниже по потоку. Путем такого способа изготовления стали количество углерода, содержащегося в расплавленной стали, регулируют до 2,0 мас.% или менее.

Расплавленная сталь проходит через второй процесс очистки в ковше 67. Расплавленную сталь нагревают при помощи дугового разряда, который вызывают на расплавленной стали путем переноса высокого напряжения через электродный стержень, и возбуждают с помощью инертного газа, выдуваемого из нижней части ковша 67, так что достигают равномерного распределения температуры, и компонентов, и флотационного отделения неметаллических материалов, внедренных в расплавленную сталь. Далее, составляющую серы, которая присутствует в расплавленной стали в небольшом количестве, можно интенсивно удалить путем вдувания порошков Са-Si в расплавленную сталь, если потребуется. Далее вышеупомянутые процессы заканчивают, жидкий чугун проходит через процесс удаления газа, в котором вакуумную ванну соединяют с верхней стороной огнеупорной емкости, чтобы создать состояние вакуума, и удаляют составляющие газа, такие как углерод, N ₂ и Н₂, таким образом увеличивая степень чистоты расплавленной стали. Предпочтительно предотвращать понижение температуры расплавленной стали, используя теплоту сгорания, вырабатываемую путем продувания кислорода в течение процесса удаления газа и путем сгорания составляющей отходящего газа.

Ковш 67 транспортируют к установке 300 для разливки тонких плоских заготовок после вышеупомянутого процесса второй очистки. Расплавленную сталь выгружают из ковша 67 в разливочное устройство 71, которое помещено выше установки 300 для разливки тонкой плоской заготовки, и подают в установку 73 для разливки тонкой плоской заготовки через разливочное устройство 71, для разливки тонкой плоской заготовки толщиной от 40 мм до 100 мм. Разлитую тонкую плоскую заготовку сжимают на грубом прокатном стане 75, который непосредственно соединен с установкой 73 для разливки, с приданием формы бруска толщиной от 20 до 30 мм. Затем прессованную тонкую плоскую заготовку нагревают с помощью нагревателя 77 и скручивают на моталке 79. Когда толщина тонкой плоской заготовки меньше 40 мм, она легко рвется. Когда толщина тонкой плоской заготовки больше 100 мм, она может перегрузить жесткий прокатный стан 75.

Скрученный брусок вновь раскручивают и пропускают через приспособление 83 для удаления ржавчины, чтобы удалить ржавчину, образованную на поверхности бруска. Затем брусок перемещают в окончательный прокатный стан и его прокатывают с получением катаного стального листа толщиной от 0,8 до 2,0 мм. Катаный стальной лист охлаждают с помощью холодильника 87 и скручивают 89, как окончательно катаный стальной лист. Горячекатаный стальной лист толщиной от 0,8 до 2,0 мм подходит для использования потребителем.

На сталелитейном заводе 1000, включающем установку 100 для изготовления чугуна согласно воплощению настоящего изобретения, преимуществом является то, что горячекатаный стальной лист можно изготовить, используя непосредственно мелкие или кусковые угли и пылевидные железосодержащие руды через вышеописанные процессы. Следовательно, сырье не ограничивается по времени изготовления жидкого чугуна, и можно изготавливать горячекатаный стальной лист, используя компактные средства.

На фиг.8 представлен вид, иллюстрирующий другое исполнение комплексного сталелитейного производства 2000, эксплуатирующего установку 100 для изготовления жидкого чугуна согласно воплощению настоящего изобретения. Фиг.8 иллюстрирует способ подачи восстановленного железа в установку для декарбонизации, которая является одним из элементов установки для изготовления стали, с помощью второго многостадийного реакторного блока 90 с псевдоожиженным слоем и второй установки 35 для изготовления брикетов, которыми снабжен комплексный сталелитейный завод 2000. Комплексный сталелитейный завод 2000, показанный на фиг.8, имеет такую же структуру, как комплексный сталелитейный завод 1000, за исключением некоторой части. Следовательно, описание одинаковых частей опускают с целью удобства, и таким образом, описание других частей будет представлено в подробностях.

Далее, в описываемом комплексном сталелитейном заводе 2000 описанный выше многостадийный реакторный блок 20 с псевдоожиженным слоем, соединенный с плавильным аппаратом-газогенератором 10, относится к так называемому первому реакторному блоку с псевдоожиженным слоем, а другой многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем относится к так называемому второму многостадийному реакторному блоку с псевдоожиженным слоем. Далее, установка 30 для изготовления брикетов, которая соединена с задней частью первого многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем, относится к так называемой первой установке для изготовления брикетов, и другая установка 35 для изготовления брикетов, которая соединена с задней частью второго реакторного блока 90 с псевдоожиженным слоем, относится к так называемой второй установке для изготовления брикетов.

Как показано на фиг.8, комплексный сталелитейный завод 2000 включает второй многостадийный реакторный блок 90 с псевдоожиженным слоем и вторую установку 35 для изготовления брикетов. Второй многостадийный реакторный блок 90 с псевдоожиженным слоем является оборудованием для восстановления пылевидных железосодержащих руд, которые подают в него из бункера 91 для железосодержащей руды. Многостадийный реакторный блок 90 с псевдоожиженным слоем изготовлен из трехстадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, включающего реактор 93 первого предварительного нагрева, реактор 95 предварительного восстановления и реактор 97 окончательного восстановления. В каждом из реакторов 93, 95 и 97 формируют бурлящий псевдоожиженный слой.

Во втором многостадийном реакторном блоке 90 с псевдоожиженным слоем в реакторе 93 первого предварительного нагрева предварительно нагревают пылевидные железосодержащие руды при температуре от 600 до 700°С, в реакторе 95 предварительного восстановления, соединенном с реактором 93 предварительного подогрева, предварительно восстанавливают предварительно нагретые железосодержащие руды при температуре от 700 до 800°С, и в реакторе 97 окончательного восстановления, соединенном с реактором 95 предварительного восстановления, окончательно восстанавливают предварительно восстановленные железосодержащие руды при температуре от 770 до 850°С.

Второй многостадийный реакторный блок 90 с псевдоожиженным слоем питают частью отходящего газа, выпускаемого из первого многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем, через дополнительную трубу для циркуляции восстановительного газа из конечного реактора 97, и он преобразует высушенные и смешанные железосодержащие руды, имеющие размер зерна 8 мм или меньше, чтобы восстановить железо, которое восстанавливают более чем на 92% по мере последовательной циркуляции отходящего газа через каждый из реакторов 93, 95 и 97. На фиг.8 второй многостадийный реакторный блок 90 с псевдоожиженным слоем представлен в виде трехстадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, но только в целях иллюстрации, и это не означает ограничение настоящего изобретения. Реакторный блок 90 с псевдоожиженным слоем можно дополнить, чтобы он имел различное число стадий.

Далее, во второй установке 35 для изготовления брикетов временно хранят высокотемпературное восстановленное железо в загрузочном бункере 36 и в ней брикетируют восстановленное железо путем формования под давлением, пропуская восстановленное железо через пару валков 37. Затем брикеты измельчают с помощью дробилки 38 и хранят в бункере 39 для подачи брикетов.

Предпочтительно, чтобы количество восстановительного угольного газа, подаваемого во второй многостадийный реакторный блок 90 с псевдоожиженным слоем, составляло 40 об.% или более от общего количества отходящего газа, выпускаемого из первого многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем. С другой стороны, в процессе подачи части отходящего газа, выпускаемого из первого многостадийного реакторного блока 20 с псевдоожиженным слоем, во второй многостадийный реакторный блок 90 с псевдоожиженным слоем из отходящего газа удаляют смолу с помощью устройства 75 для удаления смолы. Предпочтительно, чтобы количество СО₂, содержащегося в преобразованном отходящем газе, составляло 3,0 об.% или менее. Восстановительный угольный газ, прошедший через второй многостадийный реакторный блок 90 с псевдоожиженным слоем, очищают от пыли и охлаждают с помощью пылесборника 55, использующего воду, и затем выгружают наружу.

Хотя это не показано на фиг.8, предпочтительно преобразованный отходящий газ частично сжигать путем подачи в него кислорода, чтобы повысить температуру отходящего газа, используя теплоту сгорания, и повышенная температура составляла от 800 до 850°С.

Так как восстановленное железо изготавливают, используя железосодержащие руды и очищенный восстановительный газ, 90% или более восстановленного железа состоит из чистого железа, и сера содержится в очень низкой концентрации, в результате чего повышается степень чистоты расплавленной стали, которую изготавливают в установке 64 для декарбонизации, когда восстановленное железо загружают в установку 64 для декарбонизации.

В дальнейшем настоящее изобретение будет описываться подробно со ссылкой на экспериментальный пример. Однако этот экспериментальный пример приведен только в целях иллюстрации и не подразумевает ограничение настоящего изобретения.

Экспериментальный пример

Расплав и шлак изготавливают с помощью вышеупомянутой установки для изготовления жидкого чугуна согласно исполнению настоящего изобретения.

В экспериментальном примере согласно воплощению настоящего изобретения плавильный аппарат-газогенератор 10 поддерживали под давлением 0,32 МПа (3,2 атм) и количество кислорода, подаваемого для сжигания угля внутри плавильного аппарата-газогенератора 10, отрегулировали до 550 ст.м³ на 1 тонну жидкого чугуна. Далее, количество пылевидной руды и дополнительного сырья отрегулировали до 1,5 тонн и 0,35 тонн соответственно. Количество угля, подаваемого в плавильный аппарат-газогенератор 20, регулировали в интервале от 0,9 до 1,0 тонны, исходя из производимого жидкого чугуна в количестве 1 тонны. Производительность установки для изготовления жидкого чугуна определяли равной 85 тонн/час при вышеописанных рабочих условиях.

Экспериментальную эксплуатацию выполняли согласно исполнению настоящего изобретения, и составы получающегося жидкого чугуна и шлака, выгружаемых из плавильного аппарата-газогенератора, были следующие. В табл.2 показан состав жидкого чугуна согласно исполнению настоящего изобретения, и в табл.3 показан состав шлака согласно исполнению настоящего изобретения.

Таблица 2
Температура	С	Si	Mn	Р	S
1500°С	4,5 мас.%	0,5 мас.%	0,17 мас.%	0,09 мас.%	0,04 мас.%

Как показано в табл.2, температура жидкого чугуна, изготавливаемого с помощью экспериментального примера согласно настоящему изобретению, составляла около 1500°С, и количество примесей в жидком чугуне, исключая железо, было, как описано выше.

Таблица 3
Температура	SiO2	СаО	MgO	Al2O3	Основность CaO/SiO2
1520°С	31,1 мас.%	35,7 мас.%	12,5 мас.%	13,5 мас.%	1,15 мас.%

Как показано в табл.3, температура жидкого чугуна, изготавливаемого с помощью экспериментального примера согласно настоящему изобретению, составляла около 1520°С, и основность равнялась 1,15.

Как можно понять из табл.2, температура жидкого чугуна, изготавливаемого согласно настоящему изобретению, составляла, по существу, 1500°С, и количества Si, P и S были столь малы, что это удовлетворяло стандарту качества жидкого чугуна для обычного изготовления стали. Далее, как можно понять из табл.3, температура шлака составляла, по существу, 1520°С, и основность шлака, которая является мерой качества шлака, составляла, по существу, 1,15. Следовательно, в способе изготовления жидкого чугуна согласно исполнению настоящего изобретения, даже если используют мелкие или кусковые угли и пылевидные железосодержащие руды, в отличие от традиционного изобретения качество расплава было аналогичным качеству жидкого чугуна в традиционном способе.

Согласно настоящему изобретению, описанному выше, так как жидкий чугун, имеющий высокое качество, удовлетворяющее стандарту качества жидкого чугуна для изготовления стали, можно изготавливать непрерывно путем использования мелких или кусковых углей или пылевидных железосодержащих руд, можно заменить доменный процесс, который использовали на комплексном сталелитейном заводе. Следовательно, можно использовать дешевое сырье и не осуществлять процессы спекания и коксования, таким образом увеличивая рентабельность комплексного сталелитейного завода и предотвращая образование загрязняющих материалов во время процессов спекания и коксования.

Далее, на установке для изготовления жидкого чугуна согласно настоящему изобретению поток отходящего газа, который выпускают из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, отделяют и преобразуют. Преобразованный отходящий газ подают в многостадийный реакторный блок с псевдоожиженным слоем. Следовательно, можно пополнить недостающее количество восстановительного угольного газа, таким образом обеспечивая технологическую гибкость.

Более того, преобразованный отходящий газ комнатной температуры, который охлаждают, можно подавать в переднюю часть циклона, таким образом предотвращая перегрев циклона.

Согласно настоящему изобретению отходящий газ, который выпускают из многостадийного реакторного блока с псевдоожиженным слоем, используют как газ-носитель, понижая таким образом количество азота, используемого в качестве газа-носителя.

Далее, преобразованный отходящий газ, который преобразуют согласно настоящему изобретению, можно снова подавать в плавильный аппарат-газогенератор вместе с кислородом, таким образом понижая соотношение расхода угля и улучшая распределение газового потока в слое угля.

В то время как настоящее изобретение было подробно показано и описано со ссылкой на типичные его воплощения, специалистам будет понятно, что в нем можно сделать различные изменения в форме и деталях, не уходя от сущности и объема изобретения, определяемого приложенными пунктами формулы.