Установка для прямого восстановления металлоносного материала и способ ее работы

010204 Настоящее изобретение относится к способу и установке для прямого восстановления металлоносного загружаемого материала, в частности, хотя никоим образом не исключительно, к прямому восстановлению железосодержащего загружаемого материала, такого как железная руда. Настоящее изобретение также относится к способу восстановления металлоносного загружаемого материала, который включает способ прямого восстановления для частичного восстановления металлоносного загружаемого материала в твердом состоянии и способ плавки для плавления и последующего восстановления частично восстановленного металлоносного загружаемого материала до расплавленного металла. Настоящее изобретение сделали в ходе осуществляемого в настоящее время научноисследовательского проекта, выполняемого заявителем, по разработке так называемой технологии "CIRCOFER" прямого восстановления железной руды. Технология "CIRCOFER" является способом прямого восстановления, который способен восстанавливать железную руду в твердом состоянии до 50% или более превращения в металл. Технология CIRCOFER основана на использовании псевдоожиженных слоев. Основными материалами, загружаемыми в псевдоожиженные слои, являются псевдоожижающий газ, оксиды металлов(обычно железорудная мелочь), твердый углеродсодержащий материал (обычно уголь) и кислородсодержащий газ (обычно кислород). Основными продуктами, получаемыми в псевдоожиженных слоях,являются металлизованные оксиды металла, т.е. оксиды металлов, которые, по меньшей мере, частично восстановлены. В US-A-3753685 описана установка с псевдоожиженным слоем для восстановления металлоносного материала. Установка включает средства для подачи железной руды, угля, псевдоожижающего газа и кислородсодержащего газа. Кислородсодержащий газ подают через питающую трубу, направленную от верхней стенки сосуда в вертикальном направлении вниз в слой материала. Из сосуда выгружают поток восстановленной железной руды и отделяют ее от отходящего газа. Одним из открытий заявителя в научно-техническом проекте является то, что можно сводить к минимуму образование отложений внутри псевдоожиженных слоев, и в частности, на фурмах для вдувания кислородсодержащего газа, путем установки фурм для вдувания кислородсодержащего газа нисходящим потоком в псевдоожиженные слои, включающих центральную трубу и канал для подачи защитного газа,расположенный снаружи по отношению к центральной трубе. Согласно настоящему изобретению, обеспечивают установку для восстановления металлоносного материала в псевдоожиженном слое, содержащая сосуд, средства подачи металлоносного материала,твердого углеродсодержащего материала, кислородсодержащего газа и псевдоожижающего газа в сосуд для образования псевдоожиженного слоя, где средство подачи кислородсодержащего газа включает по меньшей мере одну фурму в виде центральной трубы, оканчивающейся головкой с выходным отверстием, расположенной под углом от плюс до минус 40 к вертикали, для подачи в сосуд кислородсодержащего газа нисходящим потоком, отличающаяся тем, что фурма снабжена каналом для подачи защитного газа, расположенным снаружи по отношению к центральной трубе. Предпочтительно головка фурмы расположена под углом от плюс до минус 15 к вертикали. Предпочтительно головка фурмы ориентирована ко дну сосуда. Предпочтительно головка фурмы выполнена с возможностью охлаждения водой. Предпочтительно по крайней мере головка фурмы снабжена внешней рубашкой водяного охлаждения. Предпочтительно канал для подачи защитного газа выполнен в виде кольца в поперечном сечении. Предпочтительно канал представляет собой в поперечном сечении кольцо, расположенное между центральной трубой и внешней рубашкой водяного охлаждения. Предпочтительно нижний конец центральной трубы углублен по отношению к нижнему концу внешней рубашки водяного охлаждения. Предпочтительно центральная труба выполнена со скосом, направленным от ее внутренней поверхности к внешней. Предпочтительно головка фурмы расположена в центральной области сосуда в отдалении от боковой стенки сосуда. Положение фурмы для вдувания кислородсодержащего газа, и более конкретно, высоту выходного отверстия головки фурмы внутри сосуда определяют с учетом таких факторов, как скорость вдувания кислородсодержащего газа, давление в сосуде, выбор и количества других загружаемых в сосуд материалов и плотность псевдоожиженного слоя. Предпочтительно фурма установлена в верхней стенке сосуда. Предпочтительно фурма ориентирована вертикально ко дну сосуда. Предпочтительно фурма установлена в боковой стенке сосуда, а ее головка ориентирована ко дну сосуда. Предпочтительно фурма установлена в боковой стенке сосуда горизонтально, а ее головка ориентирована ко дну сосуда.-1 010204 Согласно настоящему изобретению обеспечивают способ восстановления металлоносного материала в псевдоожиженном слое в сосуде, в котором в сосуд подают металлоносный материал, твердый углеродсодержащий материал, псевдоожижающий газ и кислородсодержащий газ, подаваемый нисходящим потоком под углом от плюс до минус 40 к вертикали через одну или более чем одну фурму, поддерживают в сосуде псевдоожиженный слой и выпускают из сосуда поток продукта, включающего по меньшей мере частично восстановленный металлоносный материал и отдельный поток отходящего газа, отличающийся тем, что дополнительно подают азот и/или пар, и/или другой подходящий защитный газ для защиты нижнего конца головки фурмы. Предпочтительно кислородсодержащий газ подают в центральную область сосуда, т.е. область, которая расположена внутри по отношению к боковой стенке сосуда, через фурму с ориентированной ко дну сосуда головкой. Предпочтительно головку фурмы охлаждают водой для уменьшения возможности образования на головке фурмы отложений, которые могут блокировать вдувание кислородсодержащего газа. Предпочтительно кислородсодержащий газ подают со скоростью, достаточной для образования, по существу, свободной от твердых веществ зоны в области головки фурмы для уменьшения возможности образования на головке фурмы отложений, которые могут блокировать вдувание кислородсодержащего газа. Предпочтительно кислородсодержащий газ подают со скоростью 50-300 м/с. Предпочтительно защитный газ подают в сосуд со скоростью, которая составляет по меньшей мере 60% от скорости кислородсодержащего газа. Предпочтительно поддерживают псевдоожиженный слой в условиях нисходящего потока кислородсодержащего газа, восходящего потока твердых веществ и псевдоожижающего газа, противоточного нисходящему потоку кислородсодержащего газа, и нисходящего потока твердых веществ, расположенного снаружи по отношению к восходящему потоку твердых веществ и псевдоожижающего газа. В псевдоожиженном слое, описанном в предшествующем абзаце, твердые вещества в восходящем и нисходящем потоках твердых веществ нагревают теплом, вырабатываемым посредством реакций между кислородсодержащим газом и углеродсодержащим материалом и другими окисляемыми материалами(такими как СО, летучие вещества угля и Н 2) в обогащенной углеродом зоне. Твердые вещества в нисходящем потоке твердых веществ переносят тепло в обогащенную металлом зону в нижней части сосуда. Термин обогащенная углеродом зона здесь понимают как область в псевдоожиженном слое, в которой, по отношению к количеству металлоносного материала, находится относительно большое количество углеродсодержащего материала, по сравнению с другими областями псевдоожиженного слоя. Здесь под термином обогащенная металлом зона понимают область в псевдоожиженном слое, в которой, по сравнению с другими областями псевдоожиженного слоя, присутствует относительно большое количество металлоносного материала по отношению к количеству углеродсодержащего материала. В добавление, восходящий и нисходящий потоки твердых веществ защищают боковую стенку сосуда от лучистой теплоты, выделяемой в реакциях между кислородсодержащим газом и твердым углеродсодержащим материалом и другими окисляемыми материалами и газами в псевдоожиженном слое. В случае восстановления металлоносного материала в форме железорудной мелочи предпочтительно мелочь сортируют по крупности до размера частиц менее 6 мм. Предпочтительно мелочь имеет средний размер частиц от 0,1 до 0,8 мм. Одним из преимуществ способа является то, что он может допускать наличие существенного количества металлоносного загружаемого материала с размером зерна менее 100 мкм без выхода из процесса существенного количества этого материала, вовлекаемого в отходящий газ. Полагают, что это обусловлено механизмом агломерации, работающим внутри псевдоожиженного слоя, который способствует желаемому уровню агломерации между частицами загружаемых материалов, в частности частицами размером менее 100 мкм, без проявления нерегулируемой агломерации, способной прерывать работу псевдоожиженного слоя. Аналогично, хрупкие руды, которые имеют тенденцию разрушаться во время обработки, и таким образом увеличивать долю частиц в псевдоожиженном слое с размером менее 100 мкм,можно обрабатывать без значительной потери загружаемого материала с отходящим газом способа. Предпочтительно поток продукта, включающего, по меньшей мере, частично восстановленный металлоносный материал, выпускают из нижней секции сосуда. Поток продукта включает также другие твердые вещества (например, полукокс). Предпочтительно отделяют по меньшей мере часть других твердых веществ от потока продукта и возвращают отделенные твердые вещества в сосуд. Поток отходящего газа, выпускаемый из сосуда, содержит вовлеченные твердые вещества из сосуда. Предпочтительно отделяют вовлеченные твердые вещества от потока отходящего газа. Предпочтительно псевдоожиженный слой поддерживают в условиях циркуляции и возвращают вовлеченные твердые вещества в нижнюю часть сосуда. Предпочтительно металлоносный загружаемый материал предварительно нагревают отходящим газом из сосуда.-2 010204 Предпочтительно отходящий газ после стадии предварительного нагрева обрабатывают и возвращают по меньшей мере часть обработанного отходящего газа в сосуд в качестве псевдоожижающего газа. Предпочтительно обработка отходящего газа включает одну или более чем одну операцию, выбранную из группы, включающей (а) удаление твердых веществ; (б) охлаждение; (в) удаление H2O; (г) удаление CO2; (д) сжатие и (е) повторное нагревание. Предпочтительно обработка отходящего газа включает возврат твердых веществ в сосуд. Согласно настоящему изобретению обеспечивают способ восстановления металлоносного материала в псевдоожиженном слое, который включает подачу в первый сосуд твердого углеродсодержащего материала, псевдоожижающего газа и кислородсодержащего газа, подаваемого нисходящим потоком под углом от плюс до минус 40 к вертикали через одну или более чем одну фурму, поддержание псевдоожиженного слоя в первом сосуде с получением тепла, подачу тепла частично во второй сосуд посредством потока горячего газа и вовлеченных твердых веществ из псевдоожиженного слоя, подачу во второй сосуд металлоносного материала и псевдоожижающего газа, поддержание псевдоожиженного слоя во втором сосуде, выпуск из него потока продукта, который включает, по меньшей мере, частично восстановленный металлоносный материал и отдельный поток отходящего газа, при этом в первый сосуд дополнительно подают азот или пар и/или другой подходящий защитный газ для защиты нижнего конца головки фурмы. Предпочтительно кислородсодержащий газ также подают во второй сосуд. Более предпочтительно введение кислородсодержащего газа, подаваемого во второй сосуд, выполняют при таких регулируемых условиях, что происходит желаемая агломерация более мелких частиц восстановленной руды с другими частицами загружаемого материала с образованием более крупных частиц восстановленной руды. Вышеописанный многостадийный способ частично разделяет функции способа для выработки тепла и восстановления на два отдельных сосуда и делает возможной оптимизацию каждой из этих функций. Кислородсодержащим газом может быть любой подходящий газ. Предпочтительно кислородсодержащий газ включает по меньшей мере 90 об.% кислорода. Настоящее изобретение далее описано со ссылкой на сопровождающие чертежи. Фиг. 1 представляет схему исполнения установки для прямого восстановления металлоносного материала согласно настоящему изобретению; фиг. 2 - схему, иллюстрирующую область головки фурмы для подачи газообразного кислорода, показанной на фиг. 1; фиг. 3 является схематической иллюстрацией, показывающей более подробно головку фурмы по фиг. 2; фиг. 4 является схемой другого исполнения установки для прямого восстановления металлоносного загружаемого материала согласно настоящему изобретению. Следующее описание касается прямого восстановления металлоносного материала в форме частиц железной руды в твердом состоянии. Настоящее изобретение не ограничивается этим и распространяется на прямое восстановление других железосодержащих материалов, (таких как ильменит), и, в более общем смысле, других металлоносных материалов. Следующее описание также касается прямого восстановления железной руды с углем в качестве твердого углеродсодержащего материала, кислородом в качестве кислородсодержащего газа и возвращаемым в цикл отходящим газом в качестве псевдоожижающего газа. Настоящее изобретение не ограничивается этим и распространяется на использование любого другого подходящего твердого углеродсодержащего материала, кислородсодержащего газа и псевдоожижающего газа. Со ссылкой на исполнение установки, показанное на фиг. 1, твердые загружаемые материалы, а именно, железорудную мелочь и уголь, кислород и псевдоожижающий газ вводят в сосуд 3 и устанавливают псевдоожиженный слой в сосуде. Твердые загружаемые материалы подают в сосуд 3 с помощью устройства 5 для подачи твердых веществ, такого как устройство со шнековой подачей или фурма для вдувания твердых веществ, которое простирается через боковую стенку 7 сосуда. Псевдоожижающий газ вдувают через комплект фурм или сопел (не показаны) в основании 13 сосуда. Кислород вдувают в сосуд через фурму 9, которая имеет простирающуюся вниз головку 11 фурмы с выходным отверстием 71 (фиг. 2), которое расположено в отдалении от боковой стенки 7 сосуда 3 и направляет кислород вниз в центральной области 31 сосуда. Со ссылкой на фиг. 2 и 3 головка 11 фурмы (и другие секции фурмы 9, которые простираются внутрь сосуда 3) включает центральную трубу 73 для кислорода, внешнюю рубашку 75 водяного охлаждения и канал 77 с кольцеобразным поперечным сечением для азота (или другого защитного газа), расположенный между центральной трубой 73 и внешней рубашкой 75. Как лучше всего видно на фиг. 3, центральная труба 73 включает расположенный внутри скос, который простирается от внутренней стенки-3 010204 трубы 73 к внешней стенке трубы и заканчивается на голове 174 центральной трубы. Головка 174 центральной трубы выполнена с заглублением по отношению к нижнему концу 176 рубашки 75 водяного охлаждения. Вышеописанное положение головки 11 фурмы внутри сосуда 3 и конструкция головки 11 фурмы разработаны для сведения к минимуму образования отложений на головке 11 фурмы, и, в частности, сведения к минимуму образования на центральной трубе 73 отложений, которые могут блокировать выходное отверстие 71, и таким образом мешать эффективной работе фурмы 9. Конкретно, расположение головки 11 фурмы в центральной области сосуда в отдалении от боковой стенки 7 сводит к минимуму возможность образования отложений на головке 11 фурмы и на боковой стенке 7. К тому же, такое расположение головки 11 фурмы, что она простирается вниз, сводит к минимуму возможность прилипания отложений к поверхности головки 11 фурмы. В добавление, рубашка 75 водяного охлаждения поддерживает внешнюю поверхность головки 11 фурмы при температуре, которая сводит к минимуму прилипание отложений к головке 11 фурмы. К тому же, вдувание кольцеобразного потока защитного газа сводит к минимуму реакции между твердыми веществами и кислородом, которые могут привести к образованию отложений на головке фурмы. В добавление, расположенный внутри скос в центральной трубе 73 сводит к минимуму возможность образования отложений на головке фурмы. Понятно, что скос создает область низкого давления внутри центральной трубы и примыкающей головки 174 центральной трубы. Понятно, что эта область низкого давления всасывает защитный газ через головку 174 центральной трубы. Таким образом, головка 174 центральной трубы защищается защитным газом. Это предотвращает контакт частиц с головкой 174 центральной трубы в присутствии кислорода. Полагают, что при таких условиях при контакте образуются отложения. Внешнюю поверхность фурмы можно также охлаждать водой, чтобы свести к минимуму образование отложений, или ее можно покрыть огнеупорным материалом. К тому же, вдувание кислорода через центральную трубу 73 происходит со скоростью, достаточной для образования свободной от частиц зоны внутри кислородной трубы, чтобы таким образом дополнительно внести вклад в сведение к минимуму образования отложений. Обычно кислород вдувают со скоростью в интервале 50-300 м/с. Вышеописанное вдувание твердых веществ и газов образует восходящий поток псевдоожижающего газа и вовлеченных твердых веществ в центральной области сосуда. Все больше и больше, по мере того как твердые вещества перемещаются вверх, твердые вещества отделяются от восходящего потока псевдоожижающего газа и текут вниз, обычно в кольцеобразной области между центральной областью и боковой стенкой сосуда. В конце концов, повторно циркулирующие твердые вещества в нисходящем потоке вновь вовлекаются в восходящий поток псевдоожижающего газа или их выпускают из сосуда. Вышеописанное вдувание твердых веществ и газов также образует следующие реакции в сосуде: Удаление летучих веществ из угля с образованием полукокса и разложение летучих веществ из угля до газообразных продуктов (таких как СО и H2) и реакция по меньшей мере части полукокса с кислородом с образованием СО. Прямое восстановление железной руды до, по меньшей мере, частично восстановленной железной руды газообразными продуктами СО и H2. Эти реакции в свою очередь образуют CO2 и H2O. Реакция части CO2, образовавшегося внутри слоя, с углеродом, с образованием СО (реакция Будуара) Горение полукокса, металлизованной руды, летучих веществ из угля, СО и H2 с кислородом, которое выделяет тепло, способствующее поддержанию реакций, описываемых в предшествующих абзацах. Относительные плотности твердых веществ и вышеописанное вдувание твердых веществ и газов,включая местоположения точек вдувания твердых веществ/газов, приводят к образованию реакционных зон в сосуде. Эти зоны могут быть смежными. Одна реакционная зона является обогащенной углеродом зоной в области головки 11 фурмы 9. В этой зоне преобладающими реакциями являются окислительные реакции, включающие горение полукокса, летучих веществ из угля, СО и H2 с кислородом, которое выделяет тепло. Другая зона является обогащенной металлом зоной, в которой уголь выделяет летучие вещества и образует полукокс, а железорудная мелочь по меньшей мере частично восстанавливается с помощью СО и H2. Вышеописанный нисходящий поток твердых веществ в кольцеобразной области, расположенной между центральной областью и боковой стенкой 7, облегчает перенос тепла из обогащенной углеродом зоны в обогащенную металлом зону. В добавление, нисходящий поток твердых веществ защищает боковую стенку 7 от прямого воздействия лучистой теплоты из центральной области сосуда. Вышеописанный способ также производит поток отходящего газа и вовлеченных твердых веществ,которые выпускают из сосуда через выходное отверстие 27 в верхней секции сосуда. Поток отходящего газа обрабатывают путем отделения твердых веществ от отходящего газа и возврата таких твердых веществ в сосуд через колено 29 возврата твердых веществ. После этого, отходящий газ обрабатывают посредством ряда операций, выбранных из группы, включающей (а) удаление дополнительных твердых-4 010204 веществ из отходящего газа; (б) охлаждение отходящего газа; (в) удаление H2O; (г) удаление CO2; (д) сжатие оставшегося отходящего газа и (е) повторное нагревание. После этого обработанный отходящий газ возвращают в сосуд как часть псевдоожижающего газа. Вышеописанный способ производит поток твердых веществ, включающий, по меньшей мере, частично восстановленную железную руду и полукокс, которые выпускают из сосуда через выходное отверстие 25 в основании сосуда. Поток твердых веществ можно обрабатывать путем отделения, по меньшей мере, частично восстановленной железной руды и по меньшей мере части других твердых веществ. Эти отделенные другие твердые вещества, преимущественно полукокс, можно возвращать в сосуд как часть твердых веществ, загружаемых в способ. По меньшей мере, частично восстановленную железную руду дополнительно обрабатывают, как потребуется. В качестве примера, по меньшей мере, частично восстановленную железную руду можно подавать в плавильный сосуд на основе плавильной ванны (moltenbath-based smelting vessel) и осуществлять плавку до расплавленного чугуна, например путем такого способа, как так называемый высокоинтенсивный плавильный процесс ("Hismelt process"). Со ссылкой на фиг. 4, исполнение установки, показанной на фигуре, включает первый сосуд 103,который содержит псевдоожиженный слой из газа и вовлеченных твердых веществ, и второй сосуд 105,который содержит псевдоожиженный слой из газа и вовлеченных твердых веществ. Первый сосуд 103 работает как генератор тепла и вырабатывает поток горячего отходящего газа,содержащего вовлеченные твердые вещества, преимущественно полукокс, который переносят во второй сосуд 105 по линии 7. Целью потока отходящего газа является обеспечить по меньшей мере часть теплоты, требуемой для реакций во втором сосуде. Второй сосуд 105 работает как реактор прямого восстановления и восстанавливает, по меньшей мере, частично железорудную мелочь в твердом состоянии. Во втором сосуде образуется два выходящих потока. Один выходящий поток, который выпускают из второго сосуда 105 через выходное отверстие 109 в основании второго сосуда 105, включает главным образом поток твердых веществ из, по меньшей мере,частично восстановленной железорудной мелочи и вовлеченных твердых веществ, обычно полукокса. Этот поток твердых веществ можно обрабатывать путем отделения, по меньшей мере, частично восстановленной железорудной мелочи и других твердых веществ. Другие твердые вещества, главным образом полукокс, можно возвращать в первый сосуд и/или во второй сосуд в качестве части твердых веществ, загружаемых в сосуды. По меньшей мере, частично восстановленную железорудную мелочь дополнительно обрабатывают, как потребуется. В качестве примера, по меньшей мере, частично восстановленную железорудную мелочь можно подавать в плавильный сосуд на основе плавильной ванны и осуществлять плавку до расплавленного чугуна, например, путем такого способа, как высокоинтенсивный плавильный процесс . Другой выходящий поток из второго сосуда 105, который выпускают через выходное отверстие 61 в верхней части второго сосуда 105, включает горячий отходящий газ и вовлеченные твердые вещества. Поток отходящего газа переносят в циклон 113 по линии 111. В циклоне 113 отделяют вовлеченные твердые вещества от потока отходящего газа. Твердые вещества протекают вниз из циклона 113 через линию 115 в первый сосуд 103 через возвратное колено 155. Поток отходящего газа и любых остающихся твердых веществ протекает вверх из циклона 113 в смесительную камеру 117. Отходящий газ, проходящий в смесительную камеру 117 из циклона 113, смешивается с твердыми веществами, проходящими в смесительную камеру 117 из дополнительного циклона 121 через линию 123, и нагревает их. Основная часть твердых веществ выносится из смесительной камеры 117 как часть выходящего потока отходящего газа. Выходящий поток отходящего газа и вовлеченных твердых веществ из смесительной камеры 117 протекает через линию 125 в дополнительный циклон 127. В циклоне 127 происходит разделение твердых веществ и газа. Отделенные твердые вещества протекают нисходящим потоком из циклона 127 через линию 129 во второй сосуд 105. Отделенный отходящий газ из циклона 127 вместе с любыми остающимися твердыми веществами протекает восходящим потоком из циклона 127 в дополнительную смесительную камеру 131. Поток отходящего газа из циклона 127 смешивается с железорудной мелочью в смесительной камере 131 и нагревает ее. Железорудную мелочь подают в смесительную камеру 131 через комплект 133 воронок-затворов. Основная часть загрузки железной руды уносится из смесительной камеры 131 в циклон 121 через линию 135. Твердые вещества находятся в циклоне 121 так, что большая часть твердых веществ проходит через линию 123 в смесительную камеру 117. Как описано выше, из смесительной камеры 117 твердые вещества проходят к циклону 127 по линии 125. Из циклона 127 большая часть твердых веществ проходит во второй сосуд 105 через линию 129. Отходящий газ из циклона 121 переносят через линию 137 в установку 139 для обработки отходящего газа и обрабатывают в установке, как описано ниже. Конкретно, отходящий газ обрабатывают посредством ряда операций, выбранных из группы, включающей (а) удаление дополнительных твердых веществ из отходящего газа; (б) охлаждение отходящего газа; (в) удаление H2O; (г) удаление CO2; (д) сжатие и (е) повторное нагревание.-5 010204 Обработанный отходящий газ из установки 139 для обработки отходящего газа становится псевдоожижающим газом для сосудов 103 и 105, и его переносят в сосуды по транспортирующей линии 141. Псевдоожижающий газ вдувают в основании каждого сосуда 103 и 105. Уголь со средневысоким содержанием летучих веществ, имеющий размер частиц минус 6 мм, подают в нижнюю секцию первого сосуда 103 через фурму 143, которая простирается через боковую стенку первого сосуда 103. В добавление, кислород подают в первый сосуд 103 через фурму 145, которая имеет такую же базовую конструкцию как фурма 45 на фиг. 1, 2 и 3 и направляет кислород вниз в центральной области первого сосуда 103. Как описано выше, предварительно нагретую железорудную мелочь подают во второй сосуд 105 через линию 129, а поток горячего отходящего газа, содержащий вовлеченные твердые вещества из первого сосуда 103, подают во второй сосуд через линию 107. В добавление, кислород подают во второй сосуд 105 через фурму 149, которая имеет такую же базовую конструкцию как фурма 9 на фиг. 1 и 2 и направляет кислород вниз в центральной области второго сосуда 105. Вышеописанное введение угля и псевдоожижающего газа в первый сосуд 103 вместе с возвращаемыми твердыми веществами из возвратного колена 115 образует восходящий поток псевдоожижающего газа и вовлеченных твердых веществ в центральной области первого сосуда 103. Все больше и больше,по мере того как твердые вещества перемещаются вверх, они отделяются от восходящего потока псевдоожижающего газа и обычно текут вниз в кольцеобразной области, расположенной между центральной областью и боковой стенкой первого сосуда 103. В конечном счете, удерживаемые в нисходящем потоке псевдоожижающего газа твердые вещества снова вовлекаются в восходящий поток псевдоожижающего газа. Восходящий поток псевдоожижающего газа и вовлеченные твердые вещества в центральной области первого сосуда 103 направлены противотоком по отношению к нисходящему потоку газообразного кислорода. В первом сосуде из угля образуются полукокс и летучие вещества из угля, которые затем разлагаются до газообразных продуктов, таких как H2. По меньшей мере часть полукокса и разложившихся летучих веществ из угля взаимодействует с кислородом и образует СО и другие продукты реакции. Эти реакции выделяют существенную теплоту, и как описано выше, тепло переносят во второй сосуд 105 посредством выходящего потока горячего отходящего газа, содержащего вовлеченные твердые вещества,который протекает во второй сосуд через линию 107. Вышеописанное введение предварительно нагретой железорудной мелочи, потока горячего отходящего газа, содержащего вовлеченные твердые вещества из первого сосуда 103, кислородсодержащего газа и псевдоожижающего газа во второй сосуд образует восходящий поток газа и вовлеченных твердых веществ в центральной области второго сосуда 105. Все больше и больше, по мере того как частицы твердого вещества перемещаются вверх, они отделяются от восходящего потока псевдоожижающего газа и текут вниз в кольцеобразной области, расположенной между центральной областью и боковой стенкой второго сосуда 105. В конце концов, удерживаемые твердые вещества либо вновь вовлекаются в восходящий поток псевдоожижающего газа, либо их выпускают из сосуда через выходное отверстие 109. Вышеописанное введение во второй сосуд 105 предварительно нагретой железорудной мелочи, потока горячего отходящего газа, содержащего вовлеченные твердые вещества, из первого сосуда 103, кислородсодержащего газа и псевдоожижающего газа вызывает следующие реакции во втором сосуде. Реакция по меньшей мере части CO2 (образовавшегося во время восстановления железной руды) с углеродом с образованием СО (реакция Будуара). Прямое восстановление железорудной мелочи до, по меньшей мере, частично восстановленного железа газообразными продуктами СО, H2. Эти реакции в свою очередь образуют CO2 и H2O. Окисление твердых веществ и газов, таких как частицы частично восстановленной железной руды,полукокс, H2 и СО в верхней секции второго сосуда 105, которое вырабатывает теплоту и способствует регулируемой агломерации более мелких частиц частично восстановленной руды с другими частицами внутри псевдоожиженного слоя. Заявитель не имеет полностью ясного понимания на этой стадии механизма или механизмов, которые обеспечивают регулируемую агломерацию металлоносного материала, описанную в предыдущем абзаце. Несмотря на это, не желая быть связанным приведенными ниже комментариями, в научноисследовательском проекте заявитель наблюдал, что образовавшиеся агломераты включают более мелкие частицы, в частности мелочь, которые слипаются друг с другом и с более крупными частицами. Заявитель предполагает, что условия в обогащенной углеродом зоне являются такими, что (а) частицы железной руды микронного размера, частично и полностью восстановленной, т.е. металлизованной, взаимодействуют с кислородом и выделяют теплоту, и получаемые в результате окисленные частицы становятся липкими, (б) мелкие частицы угля взаимодействуют с кислородом и окисляются, и получаемая в результате зола становится липкой, и (в) мелкие частицы железной руды становятся липкими вследствие нагревания. Заявитель также предполагает, что эти более мелкого размера липкие частицы прилипают к-6 010204 частицам большего размера, которые имеют более высокую теплопоглощающую способность; при этом общий благоприятный результат заключается в том, что в сосуде происходит уменьшение доли более мелких частиц, которые могут прилипать к поверхностям установки и уноситься из сосуда в потоке отходящего газа. Как указано выше, настоящее изобретение создали в ходе осуществляемого в настоящее время научно-исследовательского проекта, выполняемого заявителем, по разработке так называемой технологии"CIRCOFER" прямого восстановления железной руды. Научно-исследовательский проект включал ряд запусков опытных установок на системах опытных установок заявителя диаметром 350 и 700 мм. Следующее обсуждение относится к исследовательской работе на опытной установке с диаметром сосуда 700 мм. Опытная установка включает установку типа, показанного на фиг. 1 и 2. Опытную установку эксплуатировали в условиях циркуляции псевдоожиженного слоя при атмосферном давлении. Сосуд имеет высоту 10,7 м. Верхняя секция сосуда имеет высоту приблизительно 8,9 м и внутренний диаметр 700 мм. Нижняя секция сосуда имеет высоту приблизительно 1,8 м и внутренний диаметр 500 мм. Высота 1,8 м,включает высоту псевдоожижающего слоя и переходную секцию между секциями диаметром 500 и 700 мм. Сосуд имеет огнеупорную футеровку. Отходящий газ из сосуда обрабатывали для удаления вовлеченных твердых веществ путем последовательного пропускания отходящего газа через 3 циклона, соединенные последовательно. Первый циклон (циклон 1) получал отходящий газ непосредственно из сосуда. Твердые вещества, отделяемые в циклоне, возвращали в сосуд через герметичный контейнер, который предусматривал герметизацию по давлению. Второй циклон (циклон 2) получал отходящий газ из циклона 1. Твердые вещества, отделяемые в циклоне, возвращали в сосуд путем прямого оборота твердых веществ (т.е. без герметичного контейнера). Третий циклон (циклон 3) получал отходящий газ из второго 2. Твердые вещества, отделяемые циклоном 3, не возвращали в сосуд. После отделения твердых веществ с помощью трех циклонов, отходящий газ обрабатывали с помощью центробежного скруббера, который дополнительно удалял твердые вещества из отходящего газа. Эти твердые вещества концентрировали с помощью концентратора и затем пропускали через барабанный фильтр, чтобы получить суспензию из концентратора. Отходящий газ, покидающий центробежный скруббер, затем обрабатывали с помощью трубчатого охладителя, который эксплуатировали, чтобы обезводить отходящий газ охлаждением его до температуры в интервале 10-30C. После обработки в трубчатом охладителе отходящий газ сжигали. Псевдоожиженный слой псевдоожижали воздухом во время начальной стадии испытаний и затем псевдоожижали смесью газообразных азота и водорода. Поскольку не обеспечивали условий для обработки и повторного использования обработанного газа, например удаления СО 2 и сжатия, не было возможности возвращать его в сосуд в качестве псевдоожижающего газа. В этом отношении, газообразный водород использовали, чтобы имитировать эффект использования обработанного отходящего газа в качестве псевдоожижающего газа. Таким образом, исследовательская работа продемонстрировала следующее: Концепцию способа восстановления с псевдоожиженным слоем на основе угля с вдуванием кислорода, производящего восстановленный продукт с уровнями превращения в металл до 78%. Показано, что вдувание кислорода в псевдоожиженный слой, или вблизи этого слоя с содержанием в слое до 42% металлического железа является осуществимым без образования отложений. Показано, что концепция одновременного восстановления железной руды и частичного сжигания угля для получения энергии в одном слое сосуда является осуществимой при загрузках металлического железа до 48% в продукте. Положение кислородной фурмы в сосуде является важным из-за целесообразности переноса теплоты окисления назад в слой при сведении к минимуму уровня повторного окисления железа. Позиция 4-м является приблизительно правильной для испытываемых условий. Железную руду Brockman с высоким содержанием фосфора благополучно псевдоожижали и восстанавливали без избыточного пылеобразования. (Руда Brockman является хрупкой железной рудой из Западной Австралии, поставляемой Hamersley Iron Pty Ltd, Перт, Западная Австралия). Цели экспериментальной программы Главной целью было достигнуть стабильной работы в течение значительного количества времени с рудой (-3 мм) Brockman с высоким содержанием фосфора и углем Blair Athol. План состоял в работе с низкой загрузкой железной руды (до 20% в выгружаемом продукте) в течение двух дней с кислородной фурмой в низком положении (1,9-м выше пластины распределителя (не показано на фигуре сосуда. Затем целью являлось работа в течение трех дней с высокой загрузкой руды-7 010204 Запуск Кампанию начали 9 декабря 2003 г. в 06:00 с постепенным нагреванием сосуда диаметром 700 мм(в дальнейшем также на него ссылаются как на РПС), используя оксид алюминия в качестве материала подложки (bed material). По достижении целевой температуры, уголь и кислород вводили в сосуд в 15:50. Скорость подачи кислорода увеличивали до 105 нормальных м 3/ч, в то время как скорость подачи угля была в интервале 300-450 кг/ч. Работа с углем и кислородом: 10.12.03-11.12.03. Работу с углем, воздухом и кислородом проводили 10.12.03. Эксплуатация была очень ровной, при довольно быстрой стабилизации системы, и сосуд поддерживал температуру 900-930C без всяких проблем. Стандартные рабочие условия в этот период были следующими. Температура РПС: 930C в нижней части и 900C в верхней части Скорость потока псевдоожижающего газа: 140 нормальных м 3/ч (N2) и 300 нормальных м 3/ч (воздух) Перепад давлений в РПС: 8000-14000 Па (80-140 мбар) Скорость потока кислорода: до 100 нормальных м 3/ч Скорость потока защитного газа N2: 30 нормальных м 3/ч Скорость подачи угля: 340-450 кг/ч Краткое изложение результатов представлено ниже. Скорость разгрузки слоя: 100-160 кг/ч Разгрузка циклона 3: 10-14 кг/ч Анализ отходящего газа Выгружаемый продукт был чистым, только с некоторым количеством маленьких +2 мм кусочков,которые были похожи на остаток огнеупорного материала. Пылеобразование было достаточно низким и составляло 10% выгружаемого продукта, обращаясь к выгружаемому продукту конечного циклона. Работа с железной рудой (10-140 кг), углем и кислородом (фурма 2 м высоты) 10.12.03-12.12.03. 10.12.03 2200 - 11.12.03 0600: Железная руда при загрузке 10 кг/ч Железную руду (3 мм) вводили в систему подачи в 22:00 10.12.03 со скоростью 10 кг/ч. Водород также вводили в псевдоожижающий газ со скоростью 20 нормальных м 3/ч, чтобы имитировать использование обработанного отходящего газа в качестве псевдоожижающего газа. Эксплуатация была спокойной, с поддержанием P слоя приблизительно 1000-12000 Па (100-120 мбар) и профиль температур составлял 10C между нижней и верхней частью слоя. Продукт производил хорошее впечатление, без всяких признаков отложений и агломератов. Однако при просеивании продукта (при 2 мм) было обнаружено некоторое количество более крупного материала типа нагара, но это было лишь очень малой частью всего продукта. По-видимому, нагар получается из золы/полукокса и ,возможно, формируется на стенках сосуда или на распределительной пластине в сосуде. Стандартные рабочие условия в этот период были следующими. Температура РПС: 930C в нижней части и 900C в верхней части Скорость потока псевдоожижающего газа: 350 нормальных м 3/ч (N2) и 20 нормальных м 3/ч (H2) Перепад давлений в РПС: 10000-13000 Па (100-130 мбар) Скорость потока кислорода: 100-115 нормальных м 3/ч Скорость потока защитного газа N2: 30 нормальных м 3/ч Скорость подачи угля: 280-360 кг/ч Скорость подачи железной руды: 10 кг/ч Краткое изложение результатов представлено ниже. Скорость разгрузки слоя: 125 кг/ч Разгрузка циклона: 15 кг/ч Анализ отходящего газа 11.12.03 06:00-11.12.03 12:00: Железная руда при загрузке 20 кг/ч Скорость подачи железной руды увеличивали до 20 кг/ч в 06:00 11.12.03 до 12:00 11.12.03 и скорость подачи водорода также увеличивали до 40 нормальных м 3/ч. Продолжалась спокойная работа без каких-либо нарушений. Давление слоя в сосуде поддерживали в интервале приблизительно 8000-100000 Па (80-100 мбар) и при температурном профиле, имеющем интервал только 10C между нижней и верхней частью слоя.-8 010204 Внешний вид продукта оставался хорошим без всяких признаков отложений и агломератов. Как и ранее, единственным исключением было наличие случайных кусков материала типа нагара, который, повидимому образовывался из золы/полукокса. Стандартные рабочие условия и результаты в этот период были следующими. Температура РПС: 952C в нижней части и 940C в верхней части Скорость потока псевдоожижающего газа: 350 нормальных м 3/ч (N2) и 40 нормальных м 3/ч (Н 2) Перепад давлений в РПС: 8000-10000 Па (80-100 мбар) Скорость потока кислорода: 112 нормальных м 3/ч Скорость потока защитного газа N2: 30 нормальных м 3/ч Скорость подачи угля: 430 кг/ч Скорость подачи железной руды: 20 кг/ч Краткое изложение результатов представлено ниже. Скорость разгрузки слоя: 125 кг/ч Разгрузка циклона: 15 кг/ч Анализ отходящего газа 11.12.03 12:00 - 12.12.03 06:00: Железная руда при загрузке 40 кг/ч Краткое изложение Скорость подачи железной руды увеличивали до 40 кг/ч в 12:00 11.12.03 и работали с этой скоростью до 06:00 12.12.03, в то время как скорость газообразного водорода поддерживали при 40 нормальных м 3/ч и скорость подачи угля была около 360-420 кг/ч. Продолжалась спокойная работа без всяких нарушений, и разгружаемый железный продукт был высоко металлизованным. Пылеобразование было также низким, менее 10% от общей разгрузки, поступающей из конечного циклона (т.е. циклона 3). Р слоя в сосуде поддерживали около 9000-13500 Па (90-135 мбар), и температурный профиль имел интервал менее 10C между нижней и верхней частью слоя. Результаты Внешний вид продукта продолжал оставаться хорошим без всяких признаков отложений или агломератов. Стандартные рабочие условия и результаты в этот период были следующими. Температура РПС: 953C в нижней части и 941C в верхней части Скорость потока псевдоожижающего газа: 370 нормальных м 3/ч (N2) и 40 нормальных м 3/ч (H2) Перепад давлений в РПС: 9800-13000 Па (98-130 мбар) Скорость потока кислорода: 113 нормальных м 3/ч Скорость потока защитного газа N2: 30 нормальных м 3/ч Скорость подачи угля: 426 кг/ч Скорость подачи железной руды: 40 кг/ч Краткое изложение результатов представлено ниже. Скорость разгрузки слоя: 190-210 кг/ч Разгрузка циклона: 15-20 кг/ч Анализ отходящего газа-9 010204 Достигаемое высокое превращение в металл (70-77%) указывает, что кислородная фурма (даже в ее положении 1,9 м) не проникает слишком далеко в нижнюю часть слоя и существует хорошая сегрегация внутри слоя. Нижняя часть слоя является обогащенной железом. Верхняя часть слоя является обогащенной углеродом, и он взаимодействует с кислородной фурмой для выделения тепла, и это тепло затем переносят обратно в слой путем повторной циркуляции твердых веществ в нижние части слоя. Низкое соотношение СО/СО 2 в отходящем газе показывает достижение высокого последующего сгорания, с уровнями энергии, переносимыми назад в слой, в то время как поддерживают высокие уровни превращения в металл в разгрузке продукта. Уровни железа в продукте и степень превращения в металл указывают, что сосуд диаметром 700 мм можно эксплуатировать в режиме газификации с содержанием металлического железа до 20-25% без всяких проблем с отложениями. Это существенное достижение. Осмотр кислородной фурмы (12.12.03) Фурму вынимали из сосуда диаметром 700 мм и осматривали 12.12.03. В общих словах, фурма была чистой. Труба водяного охлаждения, так же как и головка сопла, не имели никаких признаков наращивания материала. Фурму переустанавливали в сосуде в более высоком положении, т.е. на 3,8 м выше распределительной пластины. Сосуд повторно запускали с углем и кислородом и затем один раз стабилизировали железную руду и водород. Работа с железной рудой (110-200 кг/ч), углем и кислородом (фурма высотой 4 м) 06:00 - 12:00: Железная руда при загрузке 110 кг/ч Краткое изложение Скорость подачи железной руды постепенно увеличивали до 110 кг/ч в 06:25 и работали с этой скоростью до 12:00, в то время как скорость газообразного водорода также постепенно увеличивали до 110 нормальных м 3/ч в течение 2 ч. Скорость подачи угля была около 360-400 кг/ч. Работа продолжала быть спокойной без всяких нарушений, и выгружаемый железный продукт из сосуда был до 78% превращен в металл. Пылеобразование было также низким, 10% от всей разгрузки, поступающей из конечного циклона, (т.е. циклона 3). P слоя сосуда поддерживали в интервале около 9000-13500 Па (90-135 мбар) и профиль температур имел интервал менее 5C между нижней и верхней частью слоя. Увеличение высоты фурмы с 1,9 до 3,8 м, видимо, не влияло на профиль температур слоя. Фактически, разброс температур был менее 5C от верхней части к нижней части. Результаты Внешний вид продукта продолжал оставаться хорошим без всяких признаков отложений или агломератов. Стандартные рабочие условия и результаты в этот период были следующими. Температура РПС: 953C в нижней части и 951C в верхней части Скорость потока псевдоожижающего газа РПС: 10 нормальных м 3/ч (N2) при 860C, 110 нормальных м 3/ч (N2) при 740C, 180 нормальных м 3/ч (N2) при 680C, и 110 нормальных м 3/ч (H2) при 860C Перепад давлений в РПС: 8000-10000 Па (80-100 мбар) Скорость потока кислорода: 110 нормальных м 3/ч Скорость потока защитного газа N2: 30-40 нормальных м 3/ч Скорость подачи угля: 360-400 кг/ч Скорость подачи железной руды: 110 кг/ч Краткое изложение результатов представлено ниже. Скорость разгрузки слоя: 162 кг/ч Разгрузка циклона 3:16 кг/ч Анализ отходящего газа При более высоком расположении кислородной фурмы поддерживали равномерный профиль температур слоя, как для более низкой фурмы. Это указывает на то, что даже при положении на 3,8 м кислородной фурмы профиль повторной циркуляции твердых веществ был таким, что достаточно тепла переносилось назад в нижнюю часть слоя. Профиль температур в сосуде и циклонах указывал, что, возможно, не происходило увеличения пылеобразования при скорости подачи руды до 110 кг/ч. Разгрузка из конечного циклона по отношению к сосуду также значительно не изменялась. Это предполагает, что либо железная руда не разрушается так- 10010204 сильно, как предсказывали, либо любые образующиеся мелкие частицы повторно агломерируют в высокотемпературной области кислородной фурмы. 13.12.03 12:00 - 16.12.03 05:00: Железная руда ПРИ загрузке 120-230 кг/ч Краткое изложение В первый период этой работы с 17:00 13.12.03 до 12:00 15.12.03 скорость подачи железной руды составляла приблизительно 120 кг/ч. Это включало период перерыва, когда не было подачи. На конечном периоде работали при подаче железной руды приблизительно 230 кг/ч. Работа со скоростью подачи железной руды 230 кг/ч была спокойной, без всяких нарушений, и выгружаемый из РПС железный продукт был превращен в металл в интервале от 48 до 78%. Пылеобразование было также низким, 10% от всей разгрузки, поступающей из циклона 3. P слоя сосуда поддерживали в интервале около 8000-10000 Па (80-100 мбар) и профиль температур теперь увеличивался до приблизительно 20C между нижней и верхней частью слоя. Эксплуатация сосуда при более высокой скорости подачи железной руды 200 кг/ч увеличивала интервал профиля температур ПС, так что нижняя часть слоя теперь была до 20C холоднее, чем середина слоя. Уровни превращения в металл также были ниже при более высоких скоростях подачи железной руды, но они все еще находились в интервале 60-80%. Результаты Внешний вид продукта продолжал оставаться хорошим без всяких признаков отложений или агломератов. Стандартные рабочие условия и результаты в этот период были следующими. Температура РПС: 947C в нижней части и 960C в верхней части Температура подогревателя газа ПС: 740C и 615C для главного подогревателя Скорость потока псевдоожижающего газа РПС: 20 нормальных м 3/ч (N2) при 840C, 100 20 нормальных м 3/ч (N2) при 740C, 185 20 нормальных м 3/ч (N2) при 615C, и 140 нормальных м 3/ч (H2) при 840C Перепад давлений в РПС: 8300-9600 Па (83-96 мбар) Скорость потока кислорода: 113 нормальных м 3/ч Скорость потока защитного газа N2: 30-40 нормальных м 3/ч Скорость подачи угля: 380 кг/ч Скорость подачи железной руды: 200 кг/ч Краткое изложение результатов представлено ниже. Скорость разгрузки слоя: 227-286 кг/ч Разгрузка циклона 3: 18-24 кг/ч Анализ отходящего газа (04:00 ч 15.12.03) При высоких скоростях подачи железной руды (200 кг/ч) разгрузка из сосуда значительно увеличивалась, в то время как разгрузка из конечного циклона только слегка увеличивалась. Однако разгрузка из конечного циклона по отношению к сосуду, по-видимому, не изменялась. Дополнительно наблюдали,что количество мелких частиц 0,1 мм в разгрузке было ниже, чем количество мелких частиц 0,1 мм в загрузке. Это предполагает, что либо железная руда не разрушается так сильно, как предсказывали, либо любые образующиеся мелкие частицы повторно агломерируют в высокотемпературной области кислородной фурмы. Температурный профиль по циклонам также подтверждает это, поскольку не существовало значительных увеличений температур по системе циклонов при более высоких скоростях подачи железной руды. Уровни превращения в металл продукта поддерживались в интервале 68-78% при высоких скоростях подачи железной руды, в то время как разгрузка продукта имела до 48% металлического железа. Осмотр кислородной фурмы и сосуда (16.12.03 и 19.12.03) Фурму вынимали из сосуда диаметром 700 мм и осматривали 16.12.03. В общих словах, фурма была довольно чистой. Труба водяного охлаждения имела тонкое покрытие из материала, в то время как головка сопла была относительно чистой. Природа нароста (хлопьевидного и тонкого) предполагает, что это не приводило бы к каким-либо проблемам эксплуатации. Распределение железа и агломерация Анализ образца руды Brockman, используемого в качестве загрузки в псевдоожижающий слой, указывает, что мелочь содержит приблизительно 10,6% частиц меньше 45 мкм. Предполагают, что эти частицы появляются в качестве выходного продукта из циклона 3 или в качестве суспензии концентратора. Предполагали, что из-за хрупкой природы руды Brockman во время обработки будет образовываться дополнительная мелочь. Следовательно, предполагали, что процентное содержание частиц руды, выходящих из системы через циклон 3, будет превышать 10,6%. Наблюдали, что приблизительно 7% частиц железа, введенных в псевдоожиженный слой, разгружали через циклон 3, либо в качестве прямого выходного продукта из циклона 3 (приблизительно 4%),либо в качестве выходного продукта из центробежного скруббера (приблизительно 3%). Анализ выхода главного продукта из псевдоожиженного слоя показал, что в способе присутствовал механизм агломерации. Видимо, это механизм представляет собой агломерацию друг с другом и с более крупными частицами первоначально более мелких частиц, обычно меньше 100 мкм. Можно создать много модификаций исполнений настоящего изобретения, показанных на фиг. 1-4,без отступления от сущности и объема изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка для восстановления металлоносного материала в псевдоожиженном слое, содержащая сосуд, средства подачи металлоносного материала, твердого углеродсодержащего материала, кислородсодержащего газа и псевдоожижающего газа в сосуд для образования псевдоожиженного слоя, где средство подачи кислородсодержащего газа включает по меньшей мере одну фурму в виде центральной трубы, оканчивающейся головкой с выходным отверстием, расположенной под углом от плюс до минус 40 к вертикали, для подачи в сосуд кислородсодержащего газа нисходящим потоком, отличающаяся тем,что фурма снабжена каналом для подачи защитного газа, расположенным снаружи по отношению к центральной трубе. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что головка фурмы расположена под углом от плюс до минус 15 к вертикали. 3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что головка фурмы ориентирована ко дну сосуда. 4. Установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что головка фурмы выполнена с возможностью охлаждения водой. 5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что, по крайней мере, головка фурмы снабжена внешней рубашкой водяного охлаждения. 6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что канал для подачи защитного газа выполнен в виде- 12010204 кольца в поперечном сечении. 7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что кольцо в поперечном сечении расположено между центральной трубой и внешней рубашкой водяного охлаждения. 8. Установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что нижний конец центральной трубы углублен по отношению к нижнему концу внешней рубашки водяного охлаждения. 9. Установка по любому из пп.5-7, отличающаяся тем, что центральная труба выполнена со скосом,направленным от ее внутренней поверхности к внешней. 10. Установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что головка фурмы расположена в центральной области сосуда в отдалении от боковой стенки сосуда. 11. Установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что фурма установлена в верхней стенке сосуда. 12. Установка по п.11, отличающаяся тем, что фурма ориентирована вертикально ко дну сосуда. 13. Установка по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что фурма установлена в боковой стенке сосуда, а ее головка ориентирована ко дну сосуда. 14. Установка по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что фурма установлена в боковой стенке сосуда горизонтально, а ее головка ориентирована ко дну сосуда. 15. Способ восстановления металлоносного материала в псевдоожиженном слое в сосуде, в котором в сосуд подают металлоносный материал, твердый углеродсодержащий материал, псевдоожижающий газ и кислородсодержащий газ, подаваемый нисходящим потоком под углом от плюс до минус 40 к вертикали через одну или более чем одну фурму, поддерживают в сосуде псевдоожиженный слой и выпускают из сосуда поток продукта, включающего, по меньшей мере, частично восстановленный металлоносный материал, и отдельный поток отходящего газа, отличающийся тем, что дополнительно подают азот и/или пар, и/или другой защитный газ для защиты нижнего конца головки фурмы. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ подают в центральную область сосуда через фурму с ориентированной ко дну сосуда головкой. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что головку фурмы охлаждают водой. 18. Способ по пп.15-17, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ подают со скоростью,достаточной для образования, по существу, свободной от твердых веществ зоны в области головки фурмы. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ подают со скоростью 50-300 м/с. 20. Способ по п.15, отличающийся тем, что защитный газ подают в сосуд со скоростью, которая составляет по меньшей мере 60% от скорости кислородсодержащего газа. 21. Способ по любому из пп.15-20, отличающийся тем, что поддерживают псевдоожиженный слой в условиях нисходящего потока кислородсодержащего газа, восходящего потока твердых веществ и псевдоожижающего газа, противоточного нисходящему потоку кислородсодержащего газа, и нисходящего потока твердых веществ, расположенного снаружи по отношению к восходящему потоку твердых веществ и псевдоожижающего газа. 22. Способ по любому из пп.15-21, отличающийся тем, что восстанавливают железорудную мелочь,отсортированную по крупности до размера частиц менее 6 мм. 23. Способ по любому из пп.15-22, отличающийся тем, что мелочь имеет средний размер частиц от 0,1 до 0,8 мм. 24. Способ по любому из пп.15-23, отличающийся тем, что поток продукта, включающий, по меньшей мере, частично восстановленный металлоносный материал, выпускают из нижней секции сосуда. 25. Способ по любому из пп.15-24, отличающийся тем, что отделяют по меньшей мере часть других твердых веществ от потока продукта и возвращают отделенные твердые вещества в сосуд. 26. Способ по любому из пп.15-25, отличающийся тем, что отделяют вовлеченные твердые вещества от потока отходящего газа. 27. Способ по любому из пп.15-26, отличающийся тем, что псевдоожиженный слой поддерживают в условиях циркуляции и возвращают вовлеченные твердые вещества в нижнюю часть сосуда. 28. Способ по любому из пп.15-27, отличающийся тем, что металлоносный загружаемый материал предварительно нагревают отходящим газом из сосуда. 29. Способ по любому из пп.15-28, отличающийся тем, что отходящий газ после стадии предварительного нагревания обрабатывают и возвращают по меньшей мере часть обработанного отходящего газа в сосуд в качестве псевдоожижающего газа. 30. Способ по любому из пп.15-29, отличающийся тем, что обработка отходящего газа включает одну или более чем одну операцию, выбранную из группы, включающей: (а) удаление твердых веществ,(б) охлаждение, (в) удаление H2O; (г) удаление CO2, (д) сжатие и (е) повторное нагревание. 31. Способ по любому из пп.15-30, отличающийся тем, что обработка отходящего газа включает возврат твердых веществ в сосуд. 32. Способ восстановления металлоносного материала в псевдоожиженном слое, в котором в первый сосуд подают твердый углеродсодержащий материал, псевдоожижающий газ и кислородсодержа- 13010204 щий газ, подаваемый нисходящим потоком под углом от плюс до минус 40 к вертикали через одну или более чем одну фурму, поддерживают псевдоожиженный слой в первом сосуде, во второй сосуд подают поток горячего газа и вовлеченных твердых веществ из псевдоожиженного слоя из первого сосуда, металлоносный материал и псевдоожижающий газ, поддерживают во втором сосуде псевдоожиженный слой, выпускают из него поток продукта, который включает, по меньшей мере, частично восстановленный металлоносный материал, и отдельный поток отходящего газа, при этом в первый сосуд дополнительно подают азот или пар, и/или другой защитный газ для защиты нижнего конца головки фурмы. 33. Способ по п.32, отличающийся тем, что во второй сосуд дополнительно подают кислородсодержащий газ нисходящим потоком под углом от плюс до минус 40 к вертикали через одну или более чем одну фурму, а также подают азот или пар и/или другой защитный газ для защиты нижнего конца головки фурмы. 34. Способ по п.33, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ подают во второй сосуд при регулируемых условиях, обеспечивающих агломерацию более мелких частиц восстановленной руды с другими частицами загружаемого материала с образованием более крупных частиц восстановленной руды. 35. Способ по любому из пп.15-34, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ включает по меньшей мере 90 об.% кислорода.