Способ получения губчатого железа или жидкого чугуна из железной руды и устройство для его осуществления
Изобретение относится к металлургии и , в частности, получению губчатого железа или чугуна из железной руды, восстанавливаемой в шахтной печи и расплавляемой в плавильном газификаторе. Цель изобретения - повышение содержания углерода в губчатом железе или жидком чугуне. Горячий восстановительный газ, получаемый в плавильном газификаторе 2, расположенном под восстановительной шахтной печью 1, охлаждается и подается в шахтную печь 1 через впускные отверстия 6, а также через соединенные с плавильным газификатором 2 спускные трубы 7. Подбирая соответствующим образом сопротивление слоя шихты, стремятся уменьшить количество восстановительного газа, подаваемого через спускные трубы 7. Оба газовых потока охлаждаются до такой степени, чтобы температура их на входе в восстановительную шахтную печь находилась в пределах 650-850°С для подаваемого в донную часть газа и 750-950°С для газа, подаваемого через циклон в коллектор 5. Продолжительность восстановления в шахтной печи равна 1-4 ч. При этом сопротивление слоя шихты газу, подаваемому через коллектор 5, соответствует 10-100 мбар. Отношение расстояния между верхним и нижним уровнями газоподачи к диаметру шахты в этой части равно 0,5-1,0. Изобретение позволяет увеличить науглероживание губчатого железа, а за счет этого - и чугуна. 2 с.п. и 7 з.п.ф-лы, 2 ил.
ИЕ (И) (51)4 С 21 В 13/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
l с
М IlATKHTV е (21) 3966905/23-02 (22) 11. 10. 85 (3I) P 34379134 (32) )2.10.84 (33) DK (46) 23 ° 08,89. Бюл. У 31 (7!) Корф Инжинееринг ГмбХ (DE) (72) Рольф Хаук (DE) (53) 669.421. 183(088.8) (56) Патент ФРГ I 3034539, кл. С 2 1 В 13/00, 1984.
2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ЖЕЛЕЗА ИЛИ ЖИДКОГО ЧУГУНА ИЗ ЖЕЛЕЗНОЙ РУДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлургии и, в частности, к получению губчатого железа или чугуна из железной руды, восстанавливаемой в шахтной печи и расплавляемой в плавильном гаэификаторе. Цель изобретения — повышение содержания углерода в губчатом железе или жидком чугуне. Горячий
3 1503686 4 восстановительный газ, получаемый в плавильном газификаторе 2, расположенном под восстановительной шахтной печью I охлаждается и подается в шахтную печь 1 через впускные отверстия 6, а также через соединенные с плавильным газификатором 2 спускные трубй 7. Подбирая соответствующим образом сопротивление слоя шихты, стре- 10 мятся уменьшить количество восстановительного газа, подаваемого через спускные трубы 7. Оба газовых потока охлаждаются до такой степени, чтобы температура их на входе в восстанови- 15 тельную шахтную печь находилась в пределах 650-850 С для подаваемого в донную часть газа и 750-950 С для газа, подаваемого через циклон, в коллектор 5, Продолжительность вос-. становления в шахтной печи равна
1-4 ч. При этом сопротивление слоя шихты газу, подаваемому через коллектор 5, соответствует 10-100 мбар. Отношение расстояния между верхним и нижним уровнями газоподачи к диаметру шахты в этой части равно 0,5-1,0.
Изобретение позволяет увеличить науглероживание губчатого железа, а за счет этого и чугуна. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к металлургии, к получению губчатого железа или чугуна из железной руды, восстанавливаемой в шахтной печи и расплавляемой в плавильном газификаторе. 25
Цель изобретения — повышение содержания углерода в губчатом железе или жидком чугуне, На фиг. 1 показано устройство для получения чугуна иэ железной руды с 30 ( плавильным газификатором; на фиг. 2— устройство для получения губчатого железа из железной руды с угольным. газификатором.
Устройство для непосредственноro получения жидкого чугуна из кусковой руды состоит из восстановительной шахтной печи 1 и плавильного газификатора 2. Железная руда вводится в верхнюю часть к шахтной печи Через 40 загрузочный люк 3, а образующийся в ней колошниковый газ выводится из верхней части печи через выходное отверстие 4. Восстановление подаваемой в восстановительную шахтную 45 печь 1 железной руды происходит в основном выше уровня кольцевого коллектора 5, на высоте которого вводится через расположенные кольцеобразно по периметру впускные отверсь тия 6 восстановительный газ при 850 С.
Восстановительная шахтная печь 1 и расположенный под ней плавильный газификатор 2 соединены между собой с помощью спускных труб 7. Одним концом эти спускные трубы 7 оканчиваются в отверстиях в днище восстановительной шахтной печи 1, а другим — в отверстиях в верхней части плавильного газификатора 2. Они служат для перемещения образующегося в результате восстановления железной руды губчатого железа из восстановительной шахтной печи I в плавильный газификатор 2, а также для подачи образующегося в плавильном газификаторе 2 восстановительного газа в нижнюю часть шахтной печи 1, При этом восстановительный газ, находящийся в плавильном газификаторе 2 о при температуре около 1000 С, охлаждается до такой степени, чтобы на входе в восстановительную шахтную печь 1 он имел температуру около о
700 С. Охлаждение осуществляется путем добавления к восстановительному газу соответствующего количества охлаждающего газа, подаваемого в спускные трубы 7 иэ распределительного трубопровода 8 по трубопроводу 9 °
Иэ плавильного газификатора 2, кроме того, по трубопроводу 10 выводится восстановительный гаэ, к которому добавляется охлаждающий газ, подаваемый по трубопроводу 11 в таком количестве чтобы температура газа после смещения равнялась бы прио мерно 850 С. Этот газ очищается в циклоне 12 от частиц пыли и затем вводится в восстановительную шахтную печь 1 на уровне кольцевого коллектора 5. Собирающаяся в циклоне 12 пыль по трубопроводу 13 возвращается в плавильный газификатор 2.
Осаждение углерода зависит не только от температуры реакции, но и от количества поступающего в восста1503
686 6 бопронодон и создания дополнительной потери давления н коллекторе 5.
В устройстве, изображенном на фиг. 2, те его части, которые соответствуют частям устройства в соответствии с фиг. I, обозначены одинаковыми позиционными номерами. Сущестненное различие ме:кду обоими устройствами заключается в том, что в устройстве в соответствии с фиг. 2 вместо плавильного гаэификатора имеется угольный газификатор 14, в котором известным образом иэ угля и кислорода получается необходимый для осуществления процесса в восстанонительной шахтной печи 1 восстановительный газ. Так как получаемый газ на выходе из газификатора 14 имеет температуру около 1500 С, то вначале он охлаждается в системе 15 для утилизао ции тепла до 1000 С, после чего разделяется на два потока. При этом один поток после охлаждения до 850 С путем смешения с поданаемым по трубопроводу 11 охлаждающим газом и обеспыливания н пылеуланливающем устройстве 16 подается по трубопроводу 10 в восстановительную шахтную печь 1 на высоте коллектора 5, а второй после охлаждения до 700 С путем смешео ния с подаваемым по трубопроводу 9 охлаждающим газом подается в нижнюю часть печи, При этом отверстия, через которые губчатое железо выводится из шахтной печи 1, отделены от выходных отверстий н нижней части печи, по которым в нее поступает восстановительньп» газ. И н этом случае сечение шахтной печи 1 ниже плоскости коллектора 5 больше, чем н ее верхней части, Науглерож»»вание губчатого железа в данном устройстве происходит так же, как и н устройстве н соответстнии с фиг. 1. новительную шахтную печь 1 через спускные трубы 7 восстановительного газа, а также от времени пребывания губчатого железа в потоке этого газа.
И его дополнительно можно регулиронать путем выбора соответствующих разМеров части восстановительной шахтной печи 1, расположенной ниже кольцевого коллектора 5. Воэможность ре1О гулирования скорости науглерожинания в нижней части шахтной печи 1 заключаетсяя в подборе дин амиче ских сопротивлений для обоих потоков восстановительного rasa. Для максимального увеличения газового потока через спускные трубы 7 можно увеличить потери давления в циклоне 12, а также соотношение между сечением шахтной печи I ниже плоскости кольцевого кол- 20 лектора 5 и расстоянием между этой плоскостью и впускными отверстиями 6 спускных труб 7 в шахтной печи I. Соотношение между количествами восстановительного газа, подаваемого через 25 спускные трубы 7 и на .высоте кольцевого коллектора 5, находится в пределах 0,1-0,5, Предпочтительно оно равно 0,3. Величину динамического сопротивления на.линии подачи восстанови- 30 тельного газа на уровне кольцевого коллектора 5 подбирают так, чтобы оно соответствовало падению давления
1,0-100 мбар.
Время пребывания восстановленного железа в пространстве между уровнем
35 коллектора 5 и впускными отверстиями
6 спускных труб 7 в днище восстановительной печи составляет 1-.4, предпочтительно 3 ч. Большое время пребына- 4О ния губчатого железа в поднимающемся по спускным трубам 7 потоке восстановительного газа достигается за счет максимально возможного увеличения объема восстановительной шахтной пе45 чи 1 между уровнем коллектора 5 и плоскостью отверстий в шахтной печи I которыми заканчиваются спускные трубы 7. При увеличении сечения шахтной печи ниже уровня коллектора 5 удается 50 увеличить объем шахтной печи 1 н этом месте. Отношение расстояния между уровнем коллектора 5 и впускными от- верстиями 6 спускных труб 7 н днище восстановительной шахтной печи 1 к
55 ее диаметру в этом месте находится в пределах 0,5-1. Изменять динамическое сопротивление можно также эа счет соответствующего изменения сечения труВосстановление железной руди проводят при температуре около 850 С.
При этой температуре из восстановительного газа может осаждаться лишь небольшое количество углерода, н особенности s тех случаях, когда содержание СО н газе составляет более З . Поэтому способ проводится н две стадии. На первой стадии осуществляется восстановление железной руды о при температуре около 850 С, после чего проводится науглерожинание полученного, губчатого железа при более
1503686 низкой температуре, предпочтительно при 650-750 С.
Способ позволяет регулировать и повышать содержание углерода в полу- 5 чаемом губчатом железе и соответственно чугуне °
Формула изобретения
1. Способ получения губчатого железа или жидкого чугуна из железной руды, включающий подачу в шахтную печь на уровне кольцевого коллектора восстановительного газа с температу- 15 рой 750-950 С, смешивание восстановительного rasa отходящего от газогенератора, с охлаждающим газом и подачу его в количестве менее 0,3 количества, подаваемого на уровне коль- 20 цевого коллектора в донную часть шахтной печи, отличающийся тем, что, с целью повышения содержания углерода в губчатом железе или жидком чугуне, температуру восстано25 вительного газа, подаваемого в донную о часть, устанавливают 650-850 С.
2. Способ поп. 1, отлич аюшийся тем, что продолжительность выдержки восстановленного железа в 30 зоне между уровнем кольцевого коллектора и донной частью печи устанавливают в пределах 1-4 ч, предпочтительно 3 ч.
3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и - З5 ч а ю шийся тем, что восстановительный газ из плавильного газификатора после смешивания с охлаждающим
rasом подают через циклон на уровне кольцевого коллектора. 40
4. Способ по пп. 1-3, о т л и ч ар шийся тем, что к железной руде примешивают известняк и/или доло—
t мит.
5. Способ по пп. 1-4, о т л и— ч а ю шийся тем, что динамическое сопротивление восстановительного газа, подаваемого на уровне кольцевого трубопровода, соответствует величине падения давления 10-100 мбар.
6. Устройство для получения губчатого железа или жидкого чугуна иэ железной руды, содержащее шахтную печь с расположенным ниже плавильным газификатором, который одним трубопроводом соединен с донной частью печи, а другим трубопроводом через циклон— с газовводами от кольцевого коллектора, сборный коллектор охлаждающего
rasa, соединенный с трубопроводами подачи газа в шахтную печь, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения содержания углерода в губчатом железе или жидком чугуне, шахтная печь ниже уровня кольцевого коллектора выполнена большего сечения.
7. Устройство по и. 6 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отношение расстояния между верхним и нижним уровнями гаэоподачи к диаметру шахты в этой части равно 0,5-1,0.
8. Устройство по пп. 6 и 7, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в качестве газификатора установлен угольный газификатор.
9. Устройство по пп. 6-8, о т л ич а ю щ е е с я тем, что трубопровод подачи восстановительного газа иэ плавильного газификатора на уровне кольцевого коллектора соединен перед циклоном с трубопроводом, подводящим охлаждающий газ.
) 503686
Со с тави тел ь Г. Ше пел е в Техред М.Дидык Редактор И.Горная Корректор М.Шароши Заказ 5088/59 Тира 530 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r,. Ужгород, ул. Гагарина, 101
