Шахтная печь для бескоксового получения металла

 

Изобретение относится к черной металлургии , а именно к устройствам для бескоксового получения металла в шахтных печах. Цель изобретения - повышение эффективности процесса плавки за счет повышения равномерности хода печи и увеличения использования энергии горячих газов путем подачи их вглубь столба материалов в горне . Шахтная печь для бескоксового получения металла содержит соединенные через горловину 2 шахту 1 и горн 3, снабженный металлоприемником, вво дзми 7 и выводами 8горячих газов и имеющий сводйвую 6 к цилиндрическую 4 части. Сводовая часть горна образует свободный объем относительно усеченного конуса с углом раскрытия 90 - 140б и малым основанием, совпадающим с низом горловины. Кроме того , между сводовой и цилиндрической астями горна выполнена средняя часть 5 в виде усеченного конуса с углом раскрытия 90 - 140°, малое основание которого соединено со сводовой, большое - с цилиндрической частями, причем вводы горячего газа выполнены а средней, выводы - в сводовой частях горна, а в местах соединения сводовой и средней частей подсоединены вводы 9холодного газа. Отношение диаметра горна на уровне ввода горячих газов к его высоте от этого уровня равно 2,3 - 6,5. 2 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 С 21 В 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6

8/ВГИКА г аюо г

7 QIAdlr „

3 ясаам (21) 4462837/02; 4492462/02 (22) 18.07.88 (46) 30.11.91. Бюл. М 44 (71) Институт черной металлургии (72) И.Г.Товаровский, А.П.Пухов, Э,В.Приходько, Ю.С.Юсфин и B.В.Даньшин (53) 669.421 183 (088.8) (56) Чернов Д.К. Наука о металлах. М. — Л.:

ГНТИ, 1950, с.307 — 327. (54) ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ БЕСКОКСОВОГО

ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛА (57) Изобретение о гносится к черной металлургии, а именно к устройствам для бескоксового получения металла в шахтных печах.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса плавки за счет повышения равномерности хода печи и увеличения использования энергии горячих газов путем подачи их вглубь столба материалов в горне. Шахтная печь для бескоксового получе„„59„„1694654 А1 ния металла содержит соединенные через горловину 2 шахту 1 и горн 3, снабженный металлоприемником, вво. 1ами 7 и выводами

8 горячих газов и имеющий сводовую б к цилиндрическую 4 части. Сводовая часть горна образует свободный объем относительно усеченного конуса с углом раскрытия 90 — 140 и малым основанием, совпадающим с низом горловины. Кроме того, между сводовой и цилиндрической астями горна выполнена средняя часть 5 в виде усеченного конуса с углом раскрытия

90 — 1400, малое основание которого соединено со сводовой, большое — с цилиндрической частями, причем вводы горячего газа выполнены в средней, выводы — в сводовой частях горна, а в местах соединения свода- ф вой и средней частей подсоединены вводы 9 холодного газа. Отношение диаметра горна на уровне ввода горячих газов к его высоте от этого уровня равно 2,3 — 6,5. 2 ил.

1694654

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройствам для бескоксового получения металла в шахтных печах.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса йлавки за счет повышения равномерности хода печи и увеличения использования энергии горячих газов путем подачи их вглубь столба материалов в горне.

На фиг,1 представлена схема шахтной печи; на фиг.2 — схема геометрических соотношений горна.Шахтная печь содержит шахту 1 с горловиной 2 в нижней части, соединяющей ее с горном 3.

Горн 3 включает в себя цилиндрическую

4, коническую 5 и сводовую 6 части. Вводы

7 горячего восстановительного газа (ГВГ) расположены в койической части 5, а выводы 8 — в сводовой 6.

Ввод .9 холодного восстановительного газа (ХВГ) расположен в местах соединения конической 5 и сводовой 6 частей, Угол наклона к горизонту боковой поверхности усеченного конуса, проведенного через низ горловины (малое основание) и сечение горна на горизонте ввода ГВГ (большое основание), должен составлять 20 — 45 для разных шахтных условий.

Условия, необходимые для минимизации диаметра горна на уровне ввода горячих газов, поясняются схемой на фиг.2, где обозначено:

d — диаметр горловины, м;

D — диаметр горна на уровне ввода горячих газов (ГГ), м;

Н вЂ” высота горна от этого уровня, м; а — угол наклона к горизонту боковой поверхности усеченного конуса, проведенного через низ горловины (малое основание) и сечение горна на уровне ввода горячих газов (большое основание), град.

Геометрические соотношения:

2Н 0 б+ 2

О =б+ 9 или H .H + 9

Для минимизации D требуется иметь минимальный диаметр горловины d, наименьшую высоту Н и наибольший угол а .

Однако угол а не должен превышать угла естественного откоса материалов, который по экспериментальным данным для шихтовых материаловдоменной плавки составляет 20 — 45 (4,5). Высота Н не может быть меньше 1 м (ближе к 2 м), так как газопровод для отвода горячих газов должен иметь внутренний диаметр не менее 850 мм по условиям футеровки, а для пропуска требуемого количества газов — больше (до 3 м).

Диаметр горловины d должен удовлетворять условию свободного истечения твердых материалов с размером кусков do = 10—

80 мм. Для этого необходимо, чтобы d/do >4 — 5 (5). При наличии противодавления газов указанная величина должна быть в несколько раз больше. Таким образом, диаметр горловины не должен быть меньше 1 м, а для агрегатов большего объема — до 2 м. Тогда

d отношение †. для разных объемов печей

Н составит 0,3 — 1,0. Для разных шихтовых материалов a = 20 — 45О, cga -0,36 — 1,0.

На основе указанных эмпирических соотношений. величина — составляет (0,3-1,0) Ф

О.

+ (5,5 — 2,0) или О/Н = 2,3 — 6.5.

Минимизация диаметра горна при заданных свойствах шихтовых материалов позволяет достичь большей равномерности работы газов, вводимых спериферии,,по его сечению, а также позволяет повысить эффективность процесса при перестройке доменной печи в печь бескоксового получения материала за счет более полного использования объема, так как материалы непрерывно заполняют весь объем шахты и горна, В известных печах бескоксового получения металла часть объема агрегата используется для перегрузки материалов из зоны твердофазного состояния в зону плавления.

Шахтная печь работает следующим образом, В шахту 1 загружают железорудные материалы, которые при гравитационном движении в противотоке восстановительного газа нагреваются и восстанавливаются, а затем через горловину 2движутся в горн,где располагаются в виде насыпной массы.

В сводовой части 6 горна материалы догреваются и довосстанавливаются до 70—

80% восстановительным газом с температурой 800 — 1100 С, а в конической части 5 размягчаются, плавятся и полностью довосстанавливаются,.переходя в шлак и металл, накапливаемые в цилиндрическойчасти, из которой периодически выпускается шлак и периодически или непрерывно— металл.

ГВГ поступает через расположенные по окружности горна фурмы 7, над которыми находятся фурмы 9 для ввода ХВГ, расположенные на. стыке конической и сводовой частей; Отвод 8 смешанного газа с температурой 800-1100оС производится из сводовой части горна в кольцевой коллектор

10, откуда он вдувается через фурмы 11 в шахту. Оставшаяся часть газа передается на другие нужды.

За счет оптимизации параметров горна и сближения очагов интенсивного тепло- и массообмена по диаметру горна улучшается

1694654 равномерность процессов по его сечению и снижается расход тепла. Это позволяет увеличить производительность процесса в 1,5 раза по сравнению с доменной плавкой и получить зкономию топлива 100 кг/т металла.

Составитель А.Савельев

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор M.Ïåòðoâà

Заказ 4130 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

Шахтная печь для бескоксового получения металла, содержащая соединенные через горловину шахту и горн с металлоприемником, средствами ввода и вывода горячих газов, имеющий сводовую и цилиндрическую части, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса плавки эа счет повышения равномерности хода печи и увеличения использования энергии горячих газов, печь снабжена средствами ввода холодного газа, а между сводовой и цилиндрической ча5 стями горна. выполнена средняя часть в виде усеченного конуса с углом раскрытия

90 — 140, малое основание которого соединено со сводовой, а большое -с цилиндрической частями, причем средства ввода

10 горячего газа выполнены в средней, средства вывода — в сводовой частях горна, а средства ввода холодного газа — в местах соединения сводовой и средней частей, при этом отношение диаметра горна на уровне

15 ввода горячих газов к его высоте от этого уровня равно 2,3 — 6,5.