Способ восстановления окислов металлов во вращающейся печи

Способ восстановления окислов металлов во вращающейся печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистическик

Республик 726203 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) З явлено 10.10,77 (21) 2531007/22-02 (51)M. Кл. с присоединением заявки Ж

С 22 В 5/12

F 27 В 7/28

Государственный комитет (23) Прнорн гет до делам изобретений и открытий

Опубликовано 05.04.80. Бн>ллет нь Ле 13

Дата опубликования описания 08,04.80 (53) УДК 669.046. .464(088.8) (72) А втор изобретения

В. С. Стыскин

Институт газа Академии наук Украинской ССР (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКИСЛОВ

МЕТАЛЛОВ ВО ВРАШАЮШЕЙСЯ

ПЕ ЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к вращ ающимся труб.чатым печам, предназначенным для восстановления и обжига железных руд, и может быть применено на горнообогати«

5 тельных комбинатах, а также для обжига пементного клинкера.

Известен способ восстановления окислов металлов во вращающейся печи 1, согласно которому восстановительный газ тО и воздух подают в печь попеременно через одни и те же сопла, расположенные по длине печи и проходящие через кожух и футеровку. Восстановительный газ подают под шихту (когда сопло находится в нижнем положении). При дальнейшем вращении печи происходит перерыв, а

-затем по выходе сопла из-под шихты через него подают воздух.

Наиболее близким к изобретению яв. ляется способ восстановления железных, руд углеводородами во вращающихся печах, включающий загрузку в печь руды и твердого восстановителя, нагрев шихтьт за счет сжигания в надслоевом пространстве топлива и летучих, а также продувку шихты в зоне восстановления углеводородами с коэффициентами, расхода меньше единицы(Д

Недостатком вьмеуказаннсе о способа восстановления является болыцой расход топлива из-за низкой степени использования восстановительной способности ут леводороцов. Кроме того, нагрев слоя обрабатываемого материала осуществляется преимущественно через поверхность раздела газ- твердое тело" (слой — надслоевое пространство), что неэффективно и также связано с большим расходом топлива.

11елыо изобретения является повышение степени использования восстановительной способности углеводородов.

Поставленная задача достигается тем, что смесь углеводородов с окислительным газом подают в слой шихты при коэффициенте расхода окислителя от 0,1 до 0,3, когда высота слоя составляет 1,1-1,8

3 7262 ра диуса печи, и при коэффициенте расхо -- да окйслителя от 0,7 до 0,9, когда вы-, сота слоя составляет 0,5-0,9 радиуса печи, Лля осуществления предлагаемого спо5 соба в печи, содержащей футерованный корпус, загрузочную и разгрузочную головки, горелки для нагрева и фурмы для продувки слоя установлены радиально на поверхности печи, футеровка корпуса в се- 10 чении выполнена в форме эллипса с коэф фициентом сжатия от 2/5 до 4/5.

Благодаря эллиптической форме футеровки обрабатываемый материал при вращении йечи будет иметь попеременно изменяющуюся высоту и поверхность нагрева.

При вертикальном положении большой оси эллипса футеровки высота слоя шихты будет иметь максимальное значение (от

1,1 до 1,8 радиуса печи — в зависимос- 20 ти от насыпного веса шихты).

В этот момент продувку слоя осущест вляют при низких значениях коэффициента расхода окислителя (aC = 0,1-0,3), при которых имеет место конверсия, разложение углеводородов с образованием максимального количества (до 50%) газообразных восстановителей в виде водорода и окиси углерода. Чем выше при этом высота слоя шихты, тем более полно бу дет использоваться восстановительная спо- собность образующихся восстановительных компонентов.

При вращении печи в тот момент, ко з> да в вертикальном положении находится малая ось эллипса, высота слоя шихты будет минимальной (0,5-:0,9 радиуса печи), но зато максимально будет раскрыта поверхность, и нагрев в этот момент наиболее эффективный.

На фиг. 1 и 2 показана вращающаяся печь. Печь содержит загрузочную roaowy 1, футерованный корпус 2, разгрузочную головку 3, фурмы 4 для подачи 4 в слой углеводородов в смеси с окисли- тельным газом. Футерованный корпус 2 в сечении выполнен в виде эллипса, На наружной поверхности печи установлены фурми 4, 5. Фурмы имеют по три пач рубка: патрубок 6 - для подвода газа и asa патрубка 7, 8 меньшего и большего диаметров - для подвода окислитель ." ного газа (воздуха). Воздушные патрубки фурм имеют кланаи 9, 10 для попеременного включения и вьпапочения воздуха, подаваемого через патрубки 7, 8.

Газовый патрубок 6 имеет клапан 11 для

03 4 включения газа под слоем шнхты и выключения над слоем.

Печь работает следующим образом.

Дробленную руду в смеси с углем загружают в печь через загрузочную головку 1.

Шихту нагревают за счет сжигаемого в " рабочем пространстве газа. При вращении печи, имеющей наклон в сторону выгруз-, ки, шихта перемещается в направлении раэ грузочного конца и попадает в зону продувки, гдечереэ фурмы подают газ и воздух.

В момент вращения печи, показанный на фиг. 2 высота слоя шихты максимальная, поскольку вертикально расположена большая ось эллиптической футеровки. В этот момент включают фурмы 4, причем газ подают через патрубок 6 с клапаном.

11, а воздух - через патрубок 7 (меньшего диаметра) с клапаном 10. Клапан

9 закрыт. Подача воздуха через патрубок ,меньшего диаметра обеспечивает получение смеси с коэффициентом расхода воздуха К4 = O„l — 0,3. При дальнейшем.вращении печи высота слоя шихты постепенно уменьшается, так как в вертикальное положение приходит малая ось эллиптической футеровки.

При выходе из, под слоя шихты фурмы

4 отключаются, для чего срабатывают клапана 11 и 10, а фурмы 5 включаются, когда попадают под слой шихты. Для этого включается клапан 11 подачи газа и клапан 9 подачи воздуха через патрубок 8 большего диаметра, чем патрубок

7. Коэффициент расхода воздуха при этом равен A = 0,7- -0,9.

При продувке наиболее высокого слоя шихты время взаимодействия восстансьвительного газа достаточно для полного восстановления окислов металлов и оптимальное при этом 0,1-:0,3. При продувке наименьшего слоя недостаток высоты слоя шихты компенсируется увеличением скорости нагрева, что достигается повь шением o(, равным 0,7" 0,9.

В дальнейшем цикл повторяется.

Пример осуществления способа. Восстановление окислов металлов осуществляют в известной вращающейся печи диаметром 3 м и печи но данному изобретению.

Шихту, загруженную в нечь, нагревают до температуры восстановлейия, Нагретая шихта при вращении печи поступает в зону продувки, где слой продувают-смесью природного газа с воздухом.

Результат осуществления способа при-! ве лен в таблице

726203

В прототипе 3

0,7, 0,7 0,3

В пред-. лагаемом способе

2/5 12 165 075 01 09 30

3/5 18 195 090 02 08 35

3,0

4/524225105030,740

2/5 1,2 2,7 - 1,05 0,3 0,8 40

Таким образом, как видно из данных, приведенных в таблице, при осуществлении предлагаемого способа восстановле- 25 ния в результате изменения коэффициента сжатия эллипса и соответственно изменения высоты слоя обрабатываемого материала, а также изменения во время вращения печи коэффициента расхода воз- 30 духа можно получить максимальную степень использования углеводородов. формула изобретения

Способ восстановлении окислов металлов во вращающейся печи путем продув- 35 ки слоя шихты смесью углеводородов с окислительным газом при коэффициенте расхода окислителя меньше единицы, отличающийся тем, что, с целью повышении степени использования углеводородов, смесь подают с коэффи/ циентом расхода окислителя О, 1-0,3 при высоте слоя шихты 1,1-1,8 радиуса печи и с коэффициентом расхода окислителя 0,7-0,9 при высоте слоя 0,5-0,9 радиуса печи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Л" 3794483, кл. С 22 В 5/12, 1974.

2. Патент. ФРГ N 1240902, кл. 18 а 15/00, 1967.

726203

Составитель Ю. Шишкин

Редактор Е. Братчикова Техред M. КелемешКорректор H. Муска

Заказ 609/24 Тираж 694 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент», r.Óæãñðîä, ул,Проектная, 4