Способ получения губчатого железа из шихты,содержащей окисленные руды

 

О П И С А Н И Е („) 28О4

ИЗОБРЕТЕН ИЙ

Союз Советских

Соцналистич вских

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 24,06.69 (21) 1339301/22-2 (23) Приоритет — (32) 24,06.68 (31) А 6016/68 (33) Австрия (51) М. Кл.о

С 21 В 13/08

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзооретеннй н открытий (43) Опубликовано05.09.76.Бюллетень № 33 (53) УДК 669.181.

428 (088.8) (45) Дата опубликования описания14.12.76

Иностранец

Гюнтер Хейтманн (ФРГ) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Гутехоффнунгсхютте Штеркраде АГ" (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ЖЕЛЕЗА

ИЗ ШИХТЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ ОКИСЛЕННЫЕ РУДЫ

Изобретение относится к получению губчатого железа путем прямого восстановления окисленных железных руд, к получению высокометаллизированного губчато-го железа для непосредственной переплавки в электрической дуговой печи.

Известен способ восстановительного обжига железных руд с получением губчатого железа во вращающихся печах, включающий предварительный подогрев в противотоке 1О или перекрестном движении газа и материала до температуры восстановления и последующее с добавкой твердого топлива восстановление в противотоке при 1000-1200оС и в прямоточном движении газа и материа- 15 ла. Способ предусматривает, таким образом, противоток газа и материала в первой зоне тепловой обработки и прямоток газа и твердого материала — во второй зоне обработки. 20

При использовании известного способа можно работать лишь с помощью расположенной у засыпного конца вращающейся трубчатой газовой горелки или мазутной форсунки и, следовательно, все подводимое 26 тепло концентрируется на области впуска вращающейся трубчатой печи. Вследствие этого температура печи в области выпускного конца вообще ниже требуемой для достаточной металлизации востановительо ной температуры, около 1100 С.

Кроме того, при использовании этого способа для восстановления рудных окатышей в губчатое железо можно применять лишь бедный газом уголь потому, что отделяемые (отшепляемые) при нагревании газы ускоряют и интенсифицируют восстановительный процесс. Если же использовать богатый газом уголь, вследствие относительно высокой температуры пламени уже в зоне предварительного подогрева наступило бы коксование угля и сгорание освобождающихся при этом газов. Ввидуэтого, с одной стороны, наступил бы, как это было описано выше, местный перегрев и спекание руднь.х окатышей, а с другой стороны, отделенные (отщепленные) от угля газы уже не могут быть использованы в последующей восстановительной зоне

528040 печи для ускорения и интенсификации восстановительного процесса.

При этом способе иногда выходящие у выпускного конца вращающейся трубчатой печи горячие отработанные газы привлекаются для создания электрического тока, который используется для эксплуатации плавильных печей.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков и интенсификациявосстановительного процесса, Для этого предложен способ, по которому необходимое для восстановления руды количество угля вдувается во вращающуюся трубчатую печь там, где осуществляется засыпка предварительно подогретой руды. Внутри вращающейся трубчатой печи, отделенной от подогревательной печи по направлению газа, печные газы направляются в том же направлении, что и руда и восстановительный уголь.

Так как нагревание руды восстановительной температуры может осуществляться в подогревательной печи раздельно от вос— становления с помощью независимо подведенной энергии, м ожн о с облюдать постоянной температуру печи и оптимальный состав газа в области нейтральной или окисляющей атмосферы. Благодаря этому возможно как оптимальное теплоиспользование, так и соблюдение оптимальных условий от-. верждения, в частности для рудныхокатыщей, Поскольку печные газы в подогревательной печи и во вращающейся трубчатой печи полностью отделены друг от друга, оказывается возможным не только в подогревательной печи, но и во вращающейся трубчатой печи, проводить печные газы оптимальным для восстановительного процесса способом, а именно прямотоком, как к руде, так и к вдуваемому углю, Благодаря тому, что уголь на засыпном конце вращающейся трубчатой печи может вдуветься в том же направлении, что руда и печной газ, под для руды равномерно снабжается по всей длине печи требуемым количеством восстановительного угля, которое лучше используется и позволяет избежать введения вновь на засыпном конце печи остаточного от перегонки избыточ— ного кокса, выпущенного из другого конца печи, Так как руда и вдуваемый уголь вводятся на том же конце печи, где у текущих в том же направлении печных газов самая низкая скорость, устраняется всякое взвихрение мелких составных частей руды или угля, что позволяет использовать и рудную мелочь, а также вдувать любой вид мелкозернистого угля.

Применение предложенного способа дает возможность соблюсти рациональное соотношение между количеством руды и угля, так что удельная нагрузка рабочего пространства печи способствует более высокому проплаву руды при оптимальной степени металлизации губчатого железа.

Даже если выпадающий на вьгпускном конце вращающейся трубчатой печи вместе с губчатым железом остаточный после перегонки кокс вновь должен вводиться на засыпку, это экономически более выгодно, ибо его вводят в меньшем количестве и он полностью используется для восстановления руды в губчатое железо.

Преимуществами описываемого способа по сравнению с известными являются его более высокая пропускная способность и повышенное теплоиспользование, Кроме того, вдувается более дешевый мелкозернистый, богатый газом уголь, в частности предварительно подсушенный бурый уголь.

Печные отработанные газы, содержащие латентно связанную теплоту, сдвигаются в дымовой газ в камере сгорания при подводе воздуха, причем дымовой газ либо проводится непосредственно к газовой турбине для привода электрогенератора, либо применяется в расположенном за камерой сгора— ния котле, работающем на отходящих газах, в целях получения пара, служащего затем для привода соединенной с электрогенератором паровой турбины . В последнем случае выделяющийся в паровой турбине мятый пар может быть использован для предваритель— ного подсушивания введенной в подогревательную печь руды и /или вдуваемого во вращающуюся трубчатую печь восстановительного угля.

Так как выделяющиеся у выпускного конца вращающейся трубчатой печи горячие печные газы имеют температуру минио мум 1000-1100 С, и всякое дополнительно введенное в печь количество тепла остается в отработанном газе, в связи с чем можно приозводить настолько большое количество тока, что его хватит для непосредственной и непрерывной выплавки полученного в установке губчатого железа в стель в электродуговой печи. Стоимость полученного таким путем электрического тока, ь-.есмотря на связанные с этой установкой более высокие капитальные вложения, ниже, чем обычно используемый ток, так что использование печных отработанных газов для производства тоха имеет смысл даже тогда, когда выделяющееся в установке губчатое железо че выплавляется тут же на месте, а ток вводится в электросеть.

528040

В случае выплавки губчатого железа в присоединенной к установке электродуговой плавильной печи целесообразно подводить выделяющиеся у выпускного конца вращающейся трубчатой печи губчатое железо вместе как минимум, с одной частью содержащегося в нем остаточного кокса при отключении кислорода непосредственно к подающему устройству электродуговой плавильной печи, чтобы его тепло можно было сов- щ местно использовать при процессе выплавки.

В некоторых случаях более выгодно подводить выделяющееся на выпускном конце вращающейся трубчатой печи губчатое же- дб лезо и смешанный с ним остаточный кокс при отключении кислорода сначала к охладительному устройству, в частности в виде охладительного барабана с водяным охлаждением, и производить в подготовительном устройстве, подключенном с промежуточным включением газонепроницаемого окна для материала, по меньшей мере, частично отделение губчатого железа и остаточного кокса, прежде чем губчатое железо будет 25 проводится дальше к подающему устройству электр одуг ов ой плавильной печи.

Изобретение поясняется чертежом.

Окисленная железная руда в виде сырых необожженных окатышей подается на подогревательную колосниковую решетку 1, на которой она с помощью проводимого в диаметральном противотоке горячего газа отверждается и одновременно нагревается до требуемой восстановительной температуо ры, примерно 1100 С. Горячий газ создается приводимой в действие избытком воздуха газовой горелки или мазутной форсункой.

С подогревательной колосниковой решетки 1 рудные окатыши 2 поступают через газонепроницаемое окно 3 и подключенный за ним спусковой лоток 4 в засыпной конец 5, наклонно в направлении выпускного конца 6 с вращающейся трубчатой печи 7.

В засыпной конец 5 вращающейся трубчатой печи входят, кроме того, вдувное ус тройство 8, с помощью которого посредством сжатого воздуха 9 во вращающую- @ ся трубчатую печь вдувается мелкозернистый, предварительно подсушенный бурый уголь 10, к которому применены связывающие серу добавки, например доломит.

По длине вращающейся трубчатой печи через воздуходувки 11 и приданные возду.ходувкам подводящие трубки 12 вдувается свежий воздух.

На выпускном конце 6 вращающейся трубчатой печи горячие, содержащие латент- (> ную теплоту печные отработанные газы 13 о с температурой около 1100 С поступают в герметически присоедчненную дожигательную камеру 14, в которой они посредством предварительно подогретого свежего воздуха 15, сжигаются в дымовые газы 16. Горячие дымовые газы затем проводятся в герметически присоединенные к дожигательной камере работающий на отходящем тепле котел 17, в котором они из подведенной воды 18 создают перегретый пар 19. Выделяющийся в пучке труб

20 перегретый пар 19 подводится к электростанции 21, которая состоит из паровых турбин и соединенных с ними электрогенератором (на чертеже не показаны ) .

Создающийся на электростанции 21 электрический ток подводится через трубопроводы 22 и трансформаторы, непосредственно к электродуговым плавильным печам 23.

Выделяющийся на электростанции 21 из паровых турбин мятый пар 24 применяется известным способом для предварительного подсушивания бурого угля 10, вдуваемого в засыпном конце вращающейся трубчатой печи.

Выделяющийся в котле 17, работающем на отходящем тепле, охлажденный дымовой газ 25 подводится к обеспыливающей установке 26, В то время как пыль 27 отводится для иного использования, обеспыленный охлажденный дымовой газ 2 5 через воздуходувку 28 поступает в дымовую трубу (на чертеже не показана).

Выделяющееся на выпускном конце 6 вращающейся трубчатой печи 7 смешанное с остаточным коксом губчатое железо поступает через герметически присоединенную выпускную шахту 2 9 в охладительный барабан 30, охлаждаемый водой 3 1. В охладительном барабане губчатое железо и смешанный с ним остаточный кокс охлаждается о до температуры менее 100 С. Из охладительного барабана 30 губчатое железо вместе с остаточным коксом через газонепроницаемое окно для материала 32 поступает в подготовительное устройство 33, внутри которого губчатое железо и остаточный кокс отделяются друг от друга путем просеивания и магнитной сепарации. Выделяющийся таким образом в подготовительном устройстве 33 кокс 34 может быть использован другим путем или в том или ином случае примешан на засыпном конце 5 вращающейся трубчатой печи к поданным рудным окатышам.

Губчатое железо вместе с оставшейся долей остаточного кокса подводится через промежуточный транспортер 35 к подающе528040 аС

Составитель А. Харитонов

Редактор Е. БратчиковаТехредА. Демьянова Корректор Д. Мельниченко

Заказ 5357/133 Тираж 654

1ЛНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений

113035, Москва, Ж-35, Раушская

Подписное

Совета Министров СССР и открытий наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 му устройству 36 непрерывно работающей электродуговой плавильной печи 23.

Формула изобретения

Способ получения губчатого железа из шихты, содержащей окисленные руды, включающий предварительный подогрев в противотоке или перекрестном движении газа и материала до температуры восстановления и последующее с добавкой твердого топлива восстановление в противотоке при

1000-1200 С и в прямоточном движении о газаи материала, отличаю щи йс я тем, что, с целью интенсификации восстановительного процесса, необходимое для восстановления окислов железа количество угля вдувают сжатым воздухом в

10 зону восстановления в месте загрузки пс догретой шихты.