Устройство для получения чугуна из железосодержащей шихты "бас-домна

Устройство для получения чугуна из железосодержащей шихты "бас-домна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к черной металлургии. Цель изобретения - обработка плохоспекающихся руд и упрощение управления процессом. Устройство работает следующим образом. Кольцевой кожух снабжен изнутри осесимметричной замкнутой системой вертикальных и радиально вытянутых камер подогрева, по которым проходят горячие газы и через простенки которых подогревается просыпающаяся между простенками рудофлюсоугольная шихта. Температура подогрева восстанавливаемой углем шихты 750-850°С. Затем восстановленная шихта через переточные патрубки, снабженные газоструйными аппаратами, подается в плавильный газификатор. Газы от плавления шихты через центральное отверстие поступают в расширительную камеру, а затем в смесительную, где подаваемым воздухом охлаждается до температур восстановления, а затем через систему подающих трубопроводов распределяются по отопительным камерам и через дымовой круговой коллектор отводятся из установки. Установка позволяет получать чугун из бедных плохоспекающихся руд, упростить процесс их восстановления, эффективно утилизируя химическую и тепловую энергии топлива. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 51)5 C 21 В 13/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯЫ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4261860/23-02 (22) 15.06.87 (46) 30.07.90. Бюл. Р 28 (71) Карагандинское отделение Государственного союзного проектного института по проектированию металлургических заводов (72) В.Г.Бердышев и А.Г.Серков (53) 663.421.183 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Е 938747, кл. С 21 В 13/00, 1980.

Патент СССР Р 1151220, кл. С 21 В 13/00, 10.09 ° 81, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА

ИЗ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕЙ ШИХТЫ "БАС-ДОМНА" (57) Изобретение относится к черной металлургии. Цель изобретения — обработка плохоспекающихся руд и упрощение управления процессом, Устройство работает следующим образом. Кольцевой кожух снабжен изнутри осесимметричной замкнутой системой вертикальных и радиально вытянутых камер подогрева, Изобретение относится к черной металлургии, к устройствам для получения чугуна из железосодержащих руд.

Цель изобретения — обеспечение обработки плохоспекающихся руд и упрощение управления процессом.

На фиг.1 изображена схема способа и устройство, общий вид; продольный разрез; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство для получения чугуна иэ желеэосодержащей шихты содержит

„„Я0„„1581748 А 1 по которым проходят горячие газы и через простенки которых гоцогревается просыпающаяся между простенками рудо-, флюсоугольная шихта. Температура подогрева восстанавливаемой углем шихты о

750-850 С. Затем восстановленная шихта через переточные патрубки, снабженные гаэоструйнымн аппаратами, подается в плавильный газифпкатор. Газы от плавления шихты через центральное отверстие поступают в расширительную камеру, а затем в смесительную, где подаваемым воздухом охлаждаются до температур восстановления, а затем через систему подающих. трубопроводов распределяются по отопительным камерам и через дымовой круговой коллектор отводятся иэ установки. Установка позволяет получать чугун пз бедных плохоспехающихся руп, упростить процесс их восстановления, эффективно утилизируя химическую и тепловую энергии топлива. 1 з,п. ф-лы, 3 ил. выплавной газификатор 1, над которым на стальной опорной конструкции (не показана) расположен кольцевой реактор 2 и газификации угля и прямого восстановления железа.

Выплавной газификатор 1, расположенный под кольцевым кожухом восстановительного реактора 2, оборудован воздушными фурмами 3, горячее кислородсодержащее дутье в которые подается от воздухонагревателей через кольцевой воздухопровод 4. Нац фурменной зоной равномерно по периметру печи

1581748 размещены загрузочные перетоки 5, каждый из которых оборудован газоструйным аппаратом 6 с подводом 7 дымового газа, подводом 8 воздуха от воздуходувки и подводом 9 энергоносителя — сжатого воздуха (компримиро" .ванного газа).

Кольцевой реактор 2 состоит из радиальных, чередующихся между собой, восстановительных камер 10 и отопительных простенков 11. Все восстановительные камеры открыты вверху и внизу, объединены вверху загрузочным

Кольцевым коллектором 12, а внизу— сборником 13, сообщающимся через перетоки 5 с выплавным гаэификатором 1, Каждая камера 10 имеет выводы 14 газа на разных уровнях. Выводы 14 оборудованы клапанами-регуляторами 15 и врезаются в коллектора 16, объединенные транспортным газопроводом 17.

Отопительные простенки 11 содержат газоходы 18 и изолированы от камер I0. Каждый простенок .11 снабжен в нижней части боковым газопроходом 19, а вверху боковым выводом 20 газа, врезанным в коллектор 21 дымового газа. Внизу каждый простенок содержит . сборник 22 золы, соединенный через выпуск 23 с коллектором 24 золы.

По оси в центре кольцевого кожуха реактор 1 содержит две камеры. Верхйяя камера 25 — смесительная соединена со всеми оптопительными .простенками 11 газопроходами 19. Нижняя камера 26 — дожигания соединена вверху со смесительной камерой 25 газопроходом 27, а внизу гаэопроходом

28 — с выплавным газификатором 1.

Вверху смесительная камера 25 содержит ввод 29 холодного воздуха от воздуходувки„ который оборудован запорной и регулирующей арматурой.

Устройство оборудовано, например, газоструйным загрузочным устройством

30, доменной печи В,Г.Бардышева, которое обеспечивает автоматическое поддержание в загрузочном коллекторе

12 заданного уровня шихты, поступающей в загрузочное устройство, например пневмотранспортом по трубопроводу

31, и предотвращает выход газов из реактора 2 в атмосферу. Устройство работает следующим образом.

Подготовленная сбалансированная смесь измельченных железосодержащих материалов (руда, концентраты, агломерат, окалина, шламы и т.п.), флюсов и неспекающихся у лей пневмотранспортом по трубопроводу 31 подается в загрузочное устройство 30, непрерывно распределяющее шихту в кольцевом загрузочном коллекторе 12. Из коллекто- . ра шихта за счет собственной сыпучести заполняет восстановительные камеры

10 и под собственным весом уплотняется в них. В камерах 10 ш;|хта нагревается без доступа воздуха до 750-850 С.

В этих условиях соответствующее количеству кислорода в окислах количество угля, находящегося в составе шихты, газифицируется. Продукты газификации угля — окись углерода, водород, углерод взаимодействуют с окисленными материалами, находящчмися в непосредственном контакте с ними, восстанавливают их, при этом идет, в основном, процесс прямого восстановления с расходом части твердого углерода.

Выделяющиеся восстановительные газы выходят из камер 10 через выпуски

14. Проходное сечение выпусков может изменяться клапанами-регуляторами 15.

Посредством. организации выхода газов через верхние или нижние выпуски 14, установления требуемого проходного сечения выпусков изменяется давление, направление и интенсивность потоков восстановительных газов внутри камер

10. Далее газ из выпусков 14 через коллекторы 16 и газопровод 17 транспортируется в цех переработки либо вдувается в качестве топлива в гаэификатор.

Восстановленные в восстановитель4р ных камерах 10.при умеренных темпера турах материалы в виде сыпучей смеси губчатого железа и углеродного остатка газификации угля по мере выгорания углерода и проплавления шихты в вып45 лавном газификаторе 1 пересыпаются . из камер 10 в сборники 13 и из них через перетоки 5 под собственным весом или под действием регулируемого потока дымовых газов, либо компримированного воздуха, либо их смеси, подаваемых газоструйными аппаратами

6, загружаются в выплавной гаэификатор 1.

В газификаторе 1 из поступаемых из реактора 2 материалов и вдуваемого через фурмы 3 кислорддсодержащего газа, например кислорода и воздуха, образуется углеродный псевдоожиженный слой.

5 158

Горновой газ и выносимая им эола, поднимаясь в зону загрузки шихты, охлаждаются под действием более холодного материала и с температурой

Р

1200-1400 С, проходя свободную от шихты зону успокоения в газификаторе

1, пропорционально сопротивлению газовых трактов распределяются по двум потоком. При неработающих газоструйных аппаратах незначительная часть газов может проникать через измельченную шихту по перетокам 5 и сборнику 13 в восстановительные камеры

10, где смешивается с продуктами газификации угля и разложения плавильных материалов и выполнят роль восстановителя. Значительно большая часть газов, загрязненных выносами и золой, из газификатора 1 через газопроход 28 попадает в камеру 26, где частично теряет скорость, и часть наиболее тяжелых выносов шихты выпадает из газа на наклонные стенки камеры 26 и под собственным весом через газопроход 28 возвращается в газификатор 1. Запыленные наиболее легкими компонентами шихты, углеродом и золой горновые газы через газопроход 27 попадают снизу в смесительную камеру

25, куда навстречу им, сверху, через о ввод 29 подается "холодный" (200 С) воздух от воздуходувки. В условиях достаточной для воспламенения температуры и избыточного количества воздуха газ в смесительной камере тормозится, перемешивается с воздухом и дожигается, при этом сгорает и содержащийся в нем твердый углерод. Избыток воздуха при дожигании устанавливается иэ условия обеспечения конечной температуры продуктов горения газа 1000-1100 С и необходимой для обеспечения заданного температурного режима в восстановительных камерах

10, Далее, уже в виде дымовых газов, из камеры 25 поток распределяется равномерно через газопроходы 19 по . отопительным простенкам 11. Поскольку суммарное проходное сечение гаэоходов

18. в отопительных простенках 11 значительно больше суммарного сечения газопроходов 19, то дымовые газы продолжают расширяться далее, теряя скорость, чем создаются условия для выпадания золы и шихтовой пыли.

Пыль и зола, выпавшие в смесительной камере 25 за счет уклона в сто. рону гаэопроходов 19, а также выпав1748 6 шие в отопительных простенках 11, концентрируются в сборниках 22, через выпуски 23 выдаются вместе с частью дымовых газов в коллектор 24 и за счет энергии дымовых газов и, например, пневмосистемы (не показана) транспортируются к газоочистке.

В случае, когда в предлагаемом способе используют ниэкозольные угли н в золосборниках 22 выносы железосодержащих материалов составляют большую часть, эолосборники 22 отопительных простенков 1! сопрягают непосредственно со сборником 13, аналогично сопряжению восстановительных камер

10 со сборником 13, и все выпавшие в золосборник 22 выносы вместе со сходящими в сборник 13 из восстанови20 тельных камер 10 материалами через перетоки 5 возвращают в выплавной газификатор t.

Дымовые газы, проходя снизу вверх газоходы 18, отдают большую часть

25 тепла простенкам 11 и через них на гревают шихту в камерах 10. Охлаждено ные до температуры 300 С дымовые газы через выпуски 20 и коллектор 21 транспортируются к котлу-утилизатору, к газоочистке и могут быть далее утилизированы на установках получения электроэнергии.

Согласно техническому решению йсключается необходимость как обеспечивающей газопроницаемость подготовки

35 шихтовых материалов, так и подготовки восстановительных газов, достигается технологически необходимая возможность использования наиболее дешевого

40 топлива — неспекающихся углей и неокускованных — измельченнь.х и пылевидных металлсодержащих материалов и флюсов непосредственно в доменной плавке.

45 B устройстве эффективно используются горновые газы, образующиеся в газификаторе 1, за счет их дожигания в смесительной камере 25 в воздушной среде до углекислого газа, а также последующего максимально возможного использования их теплосодержания в отопительных простенках 11, а затем в утилизационных установках.

В данном устройстве обеспечивается наиболее полное использование твердого углерода и плавильных материалов

sa счет их улавливания и возвращения в процесс в камере 26, сжигания углерода в смесительной камере 25, кон1581748 центрации в сборнике 22 и удаления с золой к газоочистке, где обогащенные за счет отделения золы выносы вновь вводятся в состав шихты (не показано). Обеспечивается также либо подача для дальнейшей переработки использованных восстановительных газов, образующихся в результате газификации углей в камерах 10 и содержащих в . своем составе ценные химические вещества, либо их использование как топлива в самом устройстве.

Кроме того, применение газоструйнрго загрузочного устройства 30 и газоструйных аппаратов 6, которые обладают высоким коэффициентом инжекции (16-20) и которые в качестве энергоносителя, исходя .из условий их функционирования могут использовать сжатый воздух, пар или компримированный газ с рабочим давлением

4-5 ати, а в качестве инжектируемого потока — запыленный газ с параметрами, равными или близкими к параметрам смешанного потока газоструйного агрегата, обеспечивает экономию энергоресурсов и высокую надежность и работоспособность наиболее ответственных узлов.

Формула изобретения

1. Устройство для получения чугуна из железосодержащей шихты "БАС домна", содержащее выплавной газифиI .катор, расположенный над ним шахтный восстановительный реактор,: имеющий узел выгрузки восстановленной шихты, соединенный с газификатором трубопроводами, и боковые патрубки газовводов

5 в средней части реакторл для продук- . тов газификации, узел загрузки шихты, газоотвод дымовых газов и воздушный компрессор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения обработки трудноспекающихся руд и упрощения управления процессом, восстановительный реактор выполнен в виде кольцевого кожуха, в котором размещена осесимметрично система чередующихся радиально расположенных отопительных и восстановительных камер, центральная часть кольца над выходным отверстием газификатора снабжена камерой дожигания и связанной с ней камерой смешения, которая через газоходы связана с каждой отопительной камерой, при этом отопительные камеры системой газоходов связаны между собой, а газовыводы восстановительных камер

25 снабжены регулировочными клапанами и расположены по высоте не менее чем в один ярус.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что трубопро30 воды, соединяющие узел выгрузки восстановленной шихты с газификатором, выполнены в виде трубчатых перетоков с наклонным участком и снабжены газоструйными аппаратами, которые консольно закреплены на наклонной части перетоков и соединены через трубопроводы с газоотводом дымовых газов и воздушным компрессором.

1581 748

ЯИ ой(E

Г 7Л/

Зола

803

Ос

/йУ

Осд

ЛЮ7/йl

1581748

ro

zr

%uz,7

Составитель А.Савельев

Редактор Т.Лазоренко Техред H.Õoäàíè÷ Корректор С.шевкун

Заказ 2067 Тираж 497 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