Способ восстановления железных руд в печах ступенчато- взвешенного слоя

 

(}9! (}!) СОНИ СОВЕТСНИХ э»»»

РЕСПУБЛИК

3}Я) С 21 В 13 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

i(2l ) 336 85 4 3/2 2-02 (22) 21. 12. 81 (46) 30.07.83. Бюл. в 28

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

}1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ н. asò» сному свидев» стем (72.) и. С. Баранов, P. Ф. Кузнецов „

A.A. Кутузов, В.A. Твернтин, Л.С. Грабко В.A Халда, В.Ф. Дзюба, . A.Ñ. Телегин и В.Г. Авдеева (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (53) б21. 421.181(088.8} (56) 1. Тациенко П.A. Подготовка труднообогатимых железных руд. }}., "Недра", 1979, с. 11-41.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2918741/22-02, кл. С.21, В 13/10, 29.10.80, (54) (57) СПОСОБ ВОССТМЮВЛЖНИЯ МЕЛКЗ» .

НЫХ РУД В НЕЧА СТУПЕЯЧА ГОВЗВЕШЕННОГО СЛОЯ, включаиз}ий подачу диспер- сной pygmy и твердого <,.топлива, сук}ку, магнитизирукв}ий обжиг и последующее довосстаиовленив, .регулирование . крупности кусков твердого топлива, сжигаемого в объеме печи и.подачу его в камеру довосстановленин, о т л и ч а в щ и и с и тем, что. с целью улучююнии качества готовой продукции и увеличении производи- . тельности, крупность кусков, подава-. еьвих совместно с материалом топлива при содержании 1,5-2 .5Ф летучих, устанавливают оавиой 0,5-2,0 мм, и

;при увеличении летучих на .каждые . Я

1ОВ,сверх 2,5% крупность кусков увеличивают на 40-60%, 1032021.с. Изобретение относится к подготовке железорудного сырья в черной металлургии.

Известен способ использования твердого топлива н печах ступенчато-взве- шенного слоя для восстановлениа железных руд, включающий регулирование его крупности и подачу н агрегат совместно с потоком материала. Твердое топливо подается в объем печи для создания в ней восстановительной атмосферы Р 1) .

Однако недостатками способа явля . ются: а) ныгорание летучих топлива на участках печи со значительным содержанием кислорода. В результате та-15 кие активные восстановители,как водород и окись углерода, сгорают и не участвуют в процессе восстановительной термообработки железных руд; б) попадание топлива в -камеру донос- 2р становления с пониженным (эа счет ле- тучих) содержанием твердого восстановителя. В результате снижается удельная производительность процесса; в) недостаточно. высокие скорости 25 восстановления, особенно во взвешенном слое, что приводит к ухудшению качества готовой продукции (снижению степени восстановления ); г ) использование твердого топлива беэ учета его 30 физико-химических свойств, т. е. отсутствие комплексного использования топлива. Перечисленные недостатки частично устраняются при подаче топлива через гаэовоздушные транспортирующие фурмы непосредственно в эо ну частичного восстановления печи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо-. му результату является способ восста 40 новления железных руд в печах ступенчато-взвешенного слоя, включающий подачу дисперсных руды и твердого топлива, сушку, магнетизирующий обжиг и последующее довосстановление, 45 регулирование крупности кусков твердого топлива, сжигаемого в объеме печи для нагрева и создания восстановительной атмосферы и подачу его в камеру доносстановления для прямого у восстановления t,2).

Однако способ включает регулирование круцности топлива и подачу в агрегат совместно с газовоэдушным потоком. По этому способу топливо

1 крупностью 0,1-1,0 мм полностью сжигают в печи, а топливо крупностью

1,5-3,0 мм на 10-20% и горящими направляют в камеру довосстановления.

Недостатками данного способа явля- 60 ются: а) выгорание летучих даже .иэ топлива крупных фракций на участках печи со значительным содержанием кислорода, н результате активные восстам новители топлива (водород, окись угле 65 рода) при высоком содержании в нем летучих и недостаточной крупности куска сгорают в печи и не участвуют н процессе восстановления, и понижается интенсивность процесса восстановления; б) отсутствие взаимосвязи между физико-химическими характеристиками топлива и его крупностью, что снижает эффективность использования топлива и обусловливает увеличение расхода тепла на процесс; в) слу.чайность сжигания, горючих элементов твердого топлива на отдельных стадиях процесса, — в результате в камеру довосстановления попадает либо недостаточное (при черезмерном измельчении топлива), либо избыточное количестно углерода, при этом- либо уменьшается конечная степень восстановления руды (т. е ° падает качество готовой продукции), либо часть топлива безвоз-, вратно теряется с потоком раэгружаемой руды; г) недостаточно нысокие скорости восстановления руды во взвешенном слое.

Цель изобретения — улучшение качества готовой продукции и увеличение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе восстановления железных руд в печах ступенчато-взвешенного слоя, включающем подачу дисперсной руды и твердого топлива, сушку, магне- тизирующий обжиг и последующее довосстановление, регулирование крупнос ти кусков топлива, сжигаемого в объеме печи и подачу его в камеру довосстановленйя, крупность кусков подаваемйх совместно с материалом топлива при содержании 1,5-2,5% летучих, устанавливают равной 0,5-2,0 мм, и при увеличе нии летучих на каждые 10% сверх 2,5% крупность кусков унеличинают на 4060%.

Эагружаемая в агрегат сырая руда средней крупностью 0,1-0,6 мм и твер» дое топливо поступает н печь со ступенчато-взвешенным слоем, в которой из нее удаляется влага, осуществляется разогрев до 900-1000 С и происходит ее частичное восстановление (до 20-30%). Эатем шихта (смесь руды и твердого, топлива) подается в камеру довосстановпения. При этом шихта в печи передается со ступени на ступень но взвешенном состоянии по направлению к камере довосстанонления под воздействием высокоскоростных, подаваемых через фурмы, воздушных потоков.

Высокоскоростные потоки после затухания скорости перемещаются под снодом печи в сторону камеры довосстановления, опускаются вниз и двигаются, как показали опыты, потоком высотой 1,52,0 м от уровня фурм в сторону отводящего патрубка. В районе 1-ro ряда фурм воздушный поток поднимается

1032021

Такой режим использования топлива обеспечивается при регулировании его крупности в зависимости от содержания в топливе летучих. Так, при содержании летучих в топливе 1,5-2,5% крупность куска топлива устанавливаап равной -0,5-2,0 мм. Твердых видов топлива с содержанием летучих менее

1,5% s настоящее время практически не существует. При содержании летучих в топливе более 4,0% его среднюю крупность частиц необходимо увеличивать свыше 2,0 мм. Испольвование топлива с содержанием летучих 1,5

2,5% и средней крупностью куска ниже

0,5 мм приводит к полному сгоранию горючих компонентов непосредственно в объеме печи и недостатку твердого

60 вверх через псевдоожиженный слой ших" ты и отводится иэ печи.

Твердое топливо, транспортируемое с потоком материала нагревается, воспламеняется при 700 С, частично сгорает в . зоне подогрева в окислительной среде (отдавая свое тепло на интенсификацию процессов тепло- и массопереноса) и формирует восстановительные компоненты (Н2, СО) газовой фазы в зоне частичного восстановления печи. Для передачи тепла в достаточном количестве для развития процессов тепло- и массопереноса в окислительной среде следует сжигать 30-40% (абсолютные) горючих элементов твердого топлива. при сжигании менее 30% горючих элементов. твердого топлива черезмерно возрастает расход природного газа и соответственно снижается доля относительно дешевых и недифицитных видов твердого топлива (бурых углей, антрацитов и т. п.). Прй сжигании более 40% горючих элементов твердого топлива в.камеру довосстановления попадает твердое топливо с черезмерно пониженной реакционной способностью и интенсивность процесса восстановления заметно падает.

В зоне частичного восстановленйя следует использовать 10-20% (абсолютные) горючих элементов твердого топлива. При расходе Менее 10% горючих элементов твердого топлива.в газовой среде данной зоны количество восстановительных компонентов недостаточно, для восстановления железорудной шихты З до требуемой величины. При расходе более 20% горючих элементов твердого топлива процесс восстановления в печи уже не интенсифицируется, а химическая ценность топлива, загружаемого 40 в камеру довосстановления, сущест-венно падает.

В камере довосстановления завершают восстановительную термообработку руды за счет неизрасходованных 40- 45 б0% горючих элементов твердого топлива. восстановителя, подаваемого в камеру довосстановления. При крупности куска более 2,0 мм не обеспечивается на требуемом уровне достаточное .снабжение химической энергии топлива зон окислительного нагрева и частичного восстановления.

Увеличение содержания летучих в топливе в 2,5% на каждые 10% следует сопровождать повышением крупности куска с 2,0 на 0,8-1,2 мм. При меньшем повышении крупности куска (менее чем на 40% (0,8 мм) на каждые 10% повышения содержания летучих в топливе) происходит полное сгорание горючих компонентов непосредственно в объеме печи и нехватка твердого восстановителя в камере довосстановления. При большем повышении крупности куска (более, чем на 60% 1,2 мм) на каждые 10% повышения содержания летучих в топливе) значительная часть непрореагированшего топлива теряется с отгружаемой рудой.

Сущность способа заключается в установлении оптимальной крупности твердого топлива в зависимости от содержания в нем летучих и дозированном использовании химической-энергии топлива на стадиях окислительного нагрева, частично и завершающего восстановления.

Пример. По характеристике от-. дельных видов и сортов топлив, поступающих в печь ступенчато-взвешенного слоя,а именно, по содержанию в нмх летучих устанавливают среднюю крупность твердого топлива. Например, при использовании тощих углей Красногорского разреза с содержанием летучих 2,0% его предварительно измельчают до средней крупности 1,5 мм. Под= готовленный уголь включают в поток материала н через загрузочное устройство подают в печь ступенчатовзвешенного слоя. Под воздействием направленных воздушных потоков, подаваемых через расположенные между соседними ступеньками фурмы и имеющих скорость, превышающую скорость витания отдельно взятого куска, материал передается во взвешенном состоянии со ступеньки на ступень по . направлению в камере довосстановления.

Газовоздушную смесь формируют иэ природного газа .и воздуха, подают через транспортирующие фурми (при необходимости в эту смесь может быть включен уголь с указанной выме крупностью) и сжигают непосредственно в объеме печи. Обрабатываемая шихта после эоны сушки поступает в отапливаемые зоны печи. В зоне окислительного нагрева осуществляют сжигание природного газа и 30% горючих элементов твердого топлива. За счет физи° ческого тепла продуктов горения ших1032021

2,0 +.10=6,2

Составитель A. Савельев

Редактор О. Сопко Техред A.Áàáèíåö ЕорректорА. Зимоко :os

Заказ 5332/31 .. Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ту разогревают до 950 С и при этой температуре передают в зону частичного восстановления. В этой зоне производят сжигание природного газа и

15% твердого топлива прн коэффициенте расхода воздуха 0,85 И /м и формиРуют в печи восстановительную атмосферу с наличием s .ней Н, СО и

СН . За счет этих компонентов.в печи происходит частичное восстановление железной руды. !О

Непрореагированший угсаь (55% по горючим составляющим) вместе с рудой поступает в камеру довосстановления и обеспечивает завершение в ней восстановительных процессов. Восста- 35 новленную шихту из камеры довосстановления разгружают и подают на склад готовой продукции.

Содержание летучих в твердом топливе контролируют по его химаналиэу р

s регулируют изменением вида используемого топлива.

Среднюю крупность твердого топлива контролируют рассевками на стандартных ситах и регулируют изменением25 режима работы оборудования для измельчения угля.

Количество сжигаемых горючих эле-. ментов твердого топлива в зонах окыс лительного нагрева и частичного восстановления контрслнруют по химанализу проб газа и материала, отбираемых (газа непрерывно, материала периодически) из печи и регулируют в зоне окислительного нагрева изменением скорости нагрева шихты и уровнем максимальных температур, в зоне частичного воссстановления — изменением коэффициента расхода воздуха.

При использовании в качестве твердого топлива бурых углей Челябинского месторождения с содержанием летучих

434 в способ следует внести следую>gate коррективы. Среднюю крупность угля йодсчитывают по соотнсыенню где 1,0 ьМ - величина приращения крупности топлива на каждые 10з, начиная- с 2,5%, повиаения содержания летучих в угле соответствующая 503.

Остальные стадии способа оставляют без изменения..

Применение.предлагаемого способа обеспечивает увеличение производи тельности агрегата на 13-15% и увеличение конечной степени восстановления гОтовой продукции на 17-203 °

Степень-,.извлечения железа при этом возрастает с 75-80 до 90-923.

Способ восстановления железных руд в печах ступенчато- взвешенного слоя Способ восстановления железных руд в печах ступенчато- взвешенного слоя Способ восстановления железных руд в печах ступенчато- взвешенного слоя Способ восстановления железных руд в печах ступенчато- взвешенного слоя 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу прямого восстановления оксида железа с использованием печи с вращающимся подом для образования металлических гранул железа высокой чистоты

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу и устройству для производства железа и/или ферросплавов из железосодержащих материалов, включая оборотные стальные отходы

Изобретение относится к разделению гранулированного металлического железа в виде целевого продукта и шлака в виде побочного продукта

Изобретение относится к получению металлического железа и шлака плавлением исходного материала для получения железа в реакторе, содержащем расплавленную ванну со шлаковой фазой, с использованием вдувания в шлак топлива/восстановителя и газа, содержащего кислород, с помощью, как минимум, одной верхней погружной фурмы, с обеспечением улучшения использования тепловой энергии

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для прямого восстановления железа в плазменной плавильной печи с использованием аппарата для вдува углеводородного газа в плазменную струю

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам для вдувания газа в емкость

Изобретение относится к печи с восстановительной атмосферой для получения восстановленного железа
Наверх