Способ получения губчатого железа в шахтной печи

 

Изобретение относится к черной металлургии , а именно к процессам прямого получения железа из руд путем их газового восстановления в шахтной печи. Цель изобретения - экономия природного газа путем увеличения степени его использования при науглероживании. Сущность способа заключается в перераспределении по зонам подачи природного газа при повышении температуры восстановительного газа сверх 840°С, причем на каждые 10°С повышения температуры удельная подача природного газа на тонну металлизованных окатышей снижается на 9 - 15 м /т при одновременном увеличении соответствующей подачи природного газа в промежуточную зону на величину, равную 0,58 - 0,75, снижения расхода природного газа, кроме того уменьшают подачу конвертированного газа в зону охлаждения на 0,58 - 0,92 той же величины. Использование изобретения экономит до 4 м3 газа на каждую тонну продукта . 3 табл., 1 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 21 В 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4663064/02 (22) 15.03.89 (46) 15.06.91. БюлЛФ22 (71) Днепропетровский металлургический институт, Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии и Оскольский электрометаллургический комбинат (72) С.Е,Лазуткин, H,Н.Остроух, Ю.Л.Добромиров, Л.И.Медведева, В,Л.Добромиров, А.А.Юртаев, С.С.Гончаров, В,Е,Попов, С.А.Пчелкин, Г.А.Зинягин, Е,Б,Хренов, А.В.Масленников, А.M.Ôîìèí и О.А.Хохлов (53) 669,421.183 (088.8) (56) Сталь, 1987, с. 5-11.

Производство металлизованных окатышей: ТИ-129-Ж-08-86. Старый Оскол ОЭМК, 1986, 9 — 11, изменение 1. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ЖЕЛЕЗА В ШАХТНОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к процессам прямого полИзобретение относится к черной металлургии, к процессам прямого получения железа из руд путем их газового восстановления в шахтной печи, Цель изобретения — экономия природного газа путем увеличения степени его использования при науглероживании.

На чертеже представлена аппаратурная схема для осуществления способа.

На чертеже обозначено: 1 — система получения и подачи конвертированного газа; 2 — шахтная печь; 3 — система отвода и очистки охлаждающего газа и добавления свежего; 4 — подача природного газа; 5— подача конвертированного газа. Составы

„„5U„„ 1655995 А1 учения железа из руд путем их газового восстановления в шахтной печи. Цель изобретения — экономия природного газа путем увеличения степени его использования при науглероживании. Сущность способа заключается в перераспределении по зонам подачи природного газа при повышении температуры восстановительного газа сверх 840 С, причем на каждые 10 С повышения температуры удельная подача природного газа на тонну металлизованных окатышей снижается на 9 — 15 м /т при

3 одновременном увеличении соответствующей подачи природного газа в промежуточную зону на величину, равную 0,58 — 0,75, снижения расхода природного газа, кроме того уменьшают подачу конвертированного газа в зону охлаждения на 0,58 — 0,92 той же величины. Использование изобретения экономит до 4 м газа на каждую тонну продукта. 3 табл., 1 ил. газов идентичны тактовым в прототипе, В качестве исходных шихтовых материалов для металлизации использовались омелаванные окисленные окатыши фабрики окомкования ОЭМК..

Металлизация окатышей производилась на шахтной печи 2 в противотоке с восстановительным газом при температуре не ниже 840 С (верхнее граничное значение температуры определяется металлургическими свойствами используемого сырья, в частности склонностью его к спеканию, и может иметь большой диапазон колебаний).

Науглероживание происходит s промежуточной зоне, нижней части зоны восстанов1655995 пения и верхней части зоны охлаждения природным газом, в остальной части эоны охлаждения оксидом углерода, вводимым дополнительно конвертированным газом в зону охлаждения. Производительность печи поддерживалась на одном уровне и составила 0,16т/м .ч, содержание углерода в железной губке-2 й0,2; .

Исследование влияния пределов параметров способа на содержание углерода в губчатом железе, экономию природного газа при науглероживании и степень использования природного газа на науглероживание, определяемую как отношение содержания углерода (6 ) к расходу природного газа в конвертированный газ и зону охлаждения, проводилось в 3 этапа.

Результаты опытов представлены в табл.1 — 3.

Из табл.1 — 3 следует, что отклонение значений предлагаемых параметров от граничных, как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения, приводит к ухудшению показателей процесса.

Использование способа позволяет при объеме производства 1600 тыс.т. в год сэкономить при повышении температуры от

840 С на каждых 10 град — 4 м /т. з

Формула изобретения

Способ получения губчатого железа в шахтной печи, включающий металлизацию окисленных окатышей в зоне восстановле5 ния восстановительным газом, представляющим смесь конвертированного и природного газов с температурой не ниже

840ОС, и науглероживание металлизованных окатышей в нижней части зоны восста10 новления, промежуточной зоне и в зоне охлаждения посредством подачи в промежуточную зону природногс газа и смеси охлаждающего и конвертированного газов в нижнюю часть зоны охлаждения, о т л и ч а15 ю шийся тем, что, с целью экономии природного газа путем увеличения степени его использования в процессе науглероживания, при повышении температуры восста. новительного газа сверх 840 С на каждые

20 10 С расход природного газа, подаваемого з в зону восстановления, снижают на 9 —,15 м на тонну металлизованных окатышей при одновременном увеличении расхода природного газа, подаваемого в промежуточ25 ную зону и уменьшении расхода конвертированного газа, подаваемого в зону охлаждения, на величину, равную 0,58—

0,75 и 0,58- 0,92 снижения расхода природного газа соответственно.

1655995

Т а б и и и

Температура восстановиОпыт

Расход

Расход

Расход природного rasa в

Снижение

Расход природного газа

Экономия

Степень использования приприродного rasa в конвертированного гарасхода природного гаприродного газа промежуточную зону, м /т за в охлаждающий ras, м /т тель ного газа, ОС конвертированный газ, м /т на науглерожинание, му/т при науглерожинании, м /т родного га— эа на начгза в конвертированный газ, м /т

3 лероживаиис, м /т

l,0

1 840

2 850

76

65 (0,75 ) 9 (О, 665 ) 67

О

66 9

12

50

69

59 16

l7 (0,665") 56 (0,75ж) .

7 860

О

74

12

45 l5

14

43

60

47 (0>75 ) 25 (0,665") 5I 8

48 9

12 870

l3

39

12

14

30 )5

27 l6

43 8

39 9

2l

5 э

16

33 (0,665 ) l 7 880

72

27

60

19

48

28

44

32

29

35 8

30 9

15 - 12

41 (0,665 ) О

22 890

23

20

25 900

27

49 (0,665е) 21

24

52

74

76

1,0

28 880 (прототип) 8 В долях к средней величине снижения расхода природного газа а в конве тированный газ — 12 м /т. р р

Влияние расхода природного газа н конвертированный газ на показатели процесса науглерожинания в эависимостй от температуры носстанонительного газа при значениях прочих показателей на среднем уровне

0,01 ЧЗ .0,0263

-0,0267

0,0278

0,0290

0,0250

0,0263

0,0270

0,0294

0,0322

0,0280

0,0263

0,0274 0,031 2

0,0364

0,0328

0,0?63

0,0278

0,0333

0,041 7

0,0384

0,0263

0,0282

0,0357

0,0263

0,0286

0,0328

0,0208

1655995

Таблица 2

Оиыт!

Приращение раскода природного газа в .промежуточной зоне, Зкономия

Расход природного гаРасход природного raРасход конвертированного гаСтепень Примечание

ТемпеРасход природного гаиспользаприродного газа ратура восста вания при родного газа при науглеровивании, Х С/м /т

Э при науглероживании, мт/т за на эа в за в кон новительно науглероживание, м /т промежуточную зону, мв/т

sa в or— вертнрованный и /т в долях лаждающик м а/т го гае за С гаэ, мт/т

О, 0167 XC 1, 47

1 840 75

1,О

О, 0243

0,0282

70,8

5,2

0,57 д>58

0,665

6,8

7,8

29 850 63 65

3U (12 м",/т) 4 (О, 75)

ХС 1,72

5,0

4,0

8,0

0,0278

9>0

3,0

0,75

0>76

73

О, 0273

0,0219

10,0

2,9

10,1

Разбухание, XC в центре 1,6

XC 1, 67.

73,1

9,1

33 860 51

34 (12м /т) 10,4

65,6

0,57

6,8

14,6

56 (0,75) 10> 0

66, О

0,58

15,0

8,0

68,0

О, 665

17,0

6,0

70,0

0>75

19,0

5,8

70,2

0,76

19,2

Зь

9,1

6,8

47 (0>75) 37 870 39

15,4 .

b0,4

0,57

21>4 (12 м /т) 0,0328

О, 0312

15> 0

61,0

0,58

22,0

12, О

9,0

64,0

0,665

14

0,0298

0,0255

67,0

0>75

0,76

8 ° 7

67,3

9,1

28,3

Разбухание, XC в центре О 1,72

XC 1,66

20,8

20,0

0,0300

0,0357

55,2

0,57

41 880

6,8

28,2

38 (О> 75) 27

7 (12 м /т) 42

56>0

0,58

29,0

33,0

ЬО О

О, 665

0,0333

0,0312

16,0

64,0

12,0

11,6

0,75

37,0

374. 91

0,0253 Разбухание, XC в центре 1,6Э

64,4

0,76

0,034 XC 1,70

О, 0392

26,0

50, 0

6,8 . 0>57

45 890

35,0

29 (О, 75) 15 (12 и /т)

51,0

25>0

0,58

26,3

56,9 б1,0

41 ° .О

0,665

20,0

15,0

0,0357

0 ° 0328

0,75

46,0

0,0271 Разбухание, XC в центре " 1>67

14,5

61,5

0,76

9,1

46,5

0,57

6,8

0,0379 XC 1,7

31,2

44,8

20 4!>8 (0,75)> + 43

900 (12 м5/т)*

30,0

0,0435

0,0385

46,0

52 ° О

0,58

24,0

0> 665, 49

0 0351

0,0283 Разбухание, ХС

19>0

57,0

0,75

17,4

58,6

0 76

55,6 в центре 1,66

Влияние расхода природного газа в промежуточную зону на показатели процесса в зависимости от температуры воастановительного rasa при значениях прочих показателей на среднем уронне

0,0265

0,0303

0>0294

0,0286

0,0235

0,0273

1 *Снижение расхода природного газа в конвертированный. . >48 долях к средней в .ли ине снижения удельного расхода природного rasa в конвертированный.

Разбухание, XC в центре 1,65

XC 1>65 !

1655995

Таблица 3

Влияние расхода концентрированного газа в охлакдающий газ в зависимости от температуры восстановительного газа на показатели процесса при значении прочих показателей на среднем уровне

Опн Температура восста»новиРасход природного газа в конвертнрованный газ, м /т

Примечание

Степень испольэоваРасход природ ного г за наСнихение расхода конвертированного газа в охлаклаюний газ

Расход природного

rasa в йромевуточную зону ° м /т

Расход хонвертированното гакономия риродноо газа ння природного rasa ри наглерокнанки, а/т тельного ю газа, С прн науглерокиванин и т т.за в охлалээающий гаэ, м5/т . углеро кивание м 8/т в доляхээн! 840

53 850

75, ХС» 1,47

ХС 1,58

0,0167

0,0219

0,0278

0,0278

0,278

0,0224

0,0246

0,0294

0,0294

0,0294

*0,0241

0,0264

0,0312

0,0312

0,031 2

0,0249

0,0268

0,0333

0 0333

0,0333

74

67,2

l,0

63 (l2 и /т ) 72

0,57

6,8

9,0 (0,665 ) 54

0,58

0,75

0,92

11

11, 6

55

IC 1,61

XC 1,67

0,93

62,4

56

57 860

0,57

60,4

6,8

17,0 (0,665 ) 51 (12,м /т ) 60

0,58

56

0,75

0,92

59

11,6

6;8 7 .

ХС 1 ° 64

IC» 1,69

50 8 0,93

О ° 57

61 870

53,6

12

39 (12 м /т)

25 (0,665 )

0,58

53

62

0,75

0,92

63

11,6 0,93

6,8 0,57

XC l,58

XC 1 61

39,2

46,8

64

65 880

27 (12 н /т) 60

33 (0,665 ) 0,58

0,75 0,92

0,93

0,57

0,58

0,75

0,92

19

67

11,6

6,8

27,6

XC 1,65

IC» 1,63

0,0275

0,0291

0,0357

68

69 890

20

41 (0,665 $

15 (12 м /т ) 39

0Ä0357

0 ° 0357

25

71

0 93

ICE!,7

IC» 1,66

0,0340

0,0319

0,0385

0,038$

0,0385

0,0317

ll,6

72

73 900

6,8

0,57

0,58

0,75

0,92

О ° 93

33,5

49 (0,665 ) 3 (l2 м /т) 32

20

11,6

XC - l, .65

ИСникение расхода природного газа в конвертированный.

= B долях к величине сникения удельного расхода дриродного газа в конвертированный газ на какдые 10 град повыщения температуры восстановительного газа (12 м /т). °

Составитель Л. Панникова

Редактор Т. Лазоренко Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор И.. Муска

Заказ 2030 Тираж 403 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101