СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И/ИЛИ ЕГО СПЛАВОВ ИЗ ЖЕЛЕЗООКИСНЫХ МАТЕРИАЛОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C21B13/14 

Описание патента на изобретение RU2077595C1

Предлагаемое изобретение относится к восстановлению окислов железа и, в частности, к способу и устройству для подачи предварительно восстановленных окислов железа в плавильную емкость для получения железа или стали.

Металлургические плавильные процессы, предусматривающие прямую подачу руды и восстановительных агентов весьма привлекательны с коммерческой точки зрения. Их привлекательность объясняется тем, что мелко дисперсная руда может подаваться непосредственно в процесс, благодаря чему исключается необходимость подачи больших кусков, существующая, например, в доменном процессе. Кроме того, в качестве восстановительного агента может использоваться каменный угол без предварительного выведения из него летучих компонентов в коксовых батареях.

Такие систем, однако, потребляют повышенные количества восстановительного агента (как правило каменный уголь). При этом принципиальным фактором эффективной работы плавильной емкости оказывается последующее дожигание отходящего из нее газа. В одном конструктивном воплощении описываемого принципа предусмотрена подача содержащего кислород газа в пространство над ванной. При этом некоторое количество окиси углерода и водорода, присутствующих в отходящем газе, окисляются до уровня двуокиси углерода и воды. Выделяющееся при этом тепло передается обратно в ванну, что позволяет сократить необходимое количество восстановительного агента, участвующего в процессе. Такая система описана в австралийском патенте N 74409/81, который вводится в материалы настоящей заявки в качестве ссылки.

Газы, отходящие из плавильной ванны в таком процессе, содержат заметные количества окиси углерода и водорода, причем они отводятся из объема плавильной ванны при сравнительно высокой температуре (около 1600 градусов Цельсия). Для того, чтобы далее сократить участвующее в процессе количество восстановительного агента оказалось целесообразным подвергнуть предварительному восстановлению подаваемую в процесс железную руду с помощью отходящего газа прежде, чем она будет подана в саму плавильную ванну. Одно такое решение описано в австралийском патенте N 28044/84, который предусматривает предварительное восстановление в вертикальной печи.

Существенную проблему представляет собой свойство липкости частиц, подвергнутых предварительному восстановлению. При температуре выше 1000o Цельсия частицы начинают прилипать к поверхностям, что создает весьма существенные трудности в эксплуатации установки. Для преодоления этих трудностей процесс необходимо вести таким образом, чтобы температура предварительного восстановления поддерживалась в диапазоне от 800o до 1000o Цельсия. При температурах ниже 800 градусов Цельсия процесс предварительного восстановления существенно замедляется и для его проведения необходимо избыточное время воздействия на восстанавливаемые частицы руды.

Техническое решение, раскрытое в выше упомянутом патенте Австралии N 28044/84, направлено на преодоление указанной трудности путем охлаждения отходящего газа в камере предварительного кондиционирования, в которой отходящий газ подвергается дополнительному восстановлению путем интенсивного смешивания газа и угольной пыли создаваемого специальной решеткой или выстилающей сеткой над которой пропускается газ. После этого с помощью циклона угольная пыль сепарируется из восстановительного охлажденного отходящего газа перед его подачей в вертикальную печь, где осуществляется восстановление железной руды. Однако можно предполагать, что на специальной решетке или выстилающей сетке произойдет налипание липких частиц, которые покроют также и другие поверхности камеры предварительного кондиционирования.

В австралийском патенте N 69827/87 предложено еще одно конструктивное решение в соответствии с которым мелко дисперсная руда, имеющая размер частиц не более 0,1 миллиметра, подается непосредственно в горячий восстанавливающий газ сразу за впускным отверстием для газа при его подаче из плавильной ванны.

Целью предлагаемого изобретения является преодоление недостаточно в вышеописанных решений и, в частности, улучшение частичного восстановления дисперсной окиси железа, присутствующей в рудном материале, в отходящих газах из плавильной ванны для случая, когда размеры частиц материала находятся в наиболее выгодных пределах.

В соответствии с первым воплощением предлагаемого изобретения предусматривается способ подачи предварительно восстановленных окислов железа в плавильную ванну, включающий направление горячего восстановительного отходящего из плавильной ванны газа в вертикальный канал без его существенного охлаждения и проведение восстановительного отходящего газа по направлению вверх через этот канал; введение дисперсного материала, содержащего окись железа, в поток горячего восстанавливающего отходящего газа в канале благодаря чему отходящий газ охлаждается и одновременно осуществляет восстановление материала по мере его перемещения вместе с потоком газа через канал, сепарацию частично восстановленного материала из потока отходящего газа и подачу, по крайней мере, части отсепарированного восстановительного материала в плавильную ванну.

Далее в соответствии с первым воплощением предлагаемого изобретения предусмотрено устройство для подачи предварительно восстановленных окислов железа в плавильную ванну, включающее схему, содержащую собственно плавильную ванну, выходное отверстие для горячих восстановительных газов, отходящих из плавильной ванны, вертикальный канал, предназначенный для проведения через него отходящего газа без создания для этого газа каких-либо препятствий, соединенный с выпускным отверстием для отходящего газа, расположенный, таким образом, чтобы подавать отходящий газ в канал не подвергая его заметному охлаждению, устройство для подачи материалов, содержащих окислы железа, в вертикальный канал для охлаждения отходящего газа и одновременного частичного восстановления материала при его транспортировке отходящим газом, устройство для сепарации частично восстановленного материала из потока отходящего газа и устройство для введения, по крайней мере, части восстановленного материала в плавильную ванну.

В соответствии с первым воплощением предлагаемого изобретения предлагается способ и устройство для подачи предварительно восстановленных окислов железа в плавильную ванну. Предлагаемое устройство предусматривает проведение горячего отходящего из плавильной ванны газа (без заметного предварительного его охлаждения) вертикальный канал, в который подается дисперсный материал, содержащий окислы железа. Отходящий газ охлаждается в канале и одновременно осуществляется предварительное восстановление материала, содержащего окислы железа. Канал обеспечивает поддерживание скорости в нем отходящего газа в пределах от 3 до 15 метров в секунду, причем захваченные твердые частицы материала должны иметь максимальный размер не более 8 миллиметров, предпочтительный максимальный размер частиц должен выдерживаться в пределах от 0,5 до 0,6 миллиметра. Предпочтительно подаваемый в газовый поток материал должен содержать железную руду, однако могут быть использованы другие материалы, содержащие окислы железа.

Температура горячих отходящих газов, поступающих в вертикальный канал, практически равна температура, поддерживаемой в плавильной ванне например в пределах от 1300 градусов Цельсия до 1800 градусов Цельсия, при этом введение в вертикальный канал дисперсного материала, в частности, материала, содержащего окислы железа, либо возможно содержащего один или более шлакообразующий агент, такой как например известь, агент действующий против слипания и восстановительные агенты, приводит к охлаждению газа в канале до температуры в пределах от 800 до 1000 градусов Цельсия, предпочтительно до уровня 900 градусов Цельсия, что позволяет избежать проблемы возникновения липкости.

В верхней части или у верхней части вертикального канал предусматривается сепарационное устройство для сепарации твердой фракции из газового потока, представляющее собой циклон или конструкцию из нескольких циклонов. Частично восстановленный материал выводимый из газового потока с помощью сепарационного устройства может быть направлен в качестве продукта предварительного восстановления непосредственно для подачи в плавильную ванну, либо может быть разделен и часть его (предпочтительно большая часть) может быть возвращена в нижний участок вертикального канала через соответствующий возвращающий патрубок. В последнем случае необходимо устройство для передачи горячей твердой фазы по направлению против градиента давления, что обеспечивает непрерывную повторную инжекцию в восходящий канал. Петлевое уплотнение (используемое в системах с циркулирующим кипящим слоем) представляет собой устройство вполне пригодное для применения в предлагаемой конструкции.

Случай, когда предусмотрена рециркуляция твердой фазы из сепарационного устройства в нижнюю часть вертикального канала, представляет собой циркулирующий кипящий слой, в котором осуществляется восстановление. Это - наиболее эффективный режим работы, поскольку путем рециркуляция твердых частиц удается поддерживать большее содержание твердой фазы в вертикальном канале и следовательно большее время пребывания твердых частиц в среде предварительного восстановления. Достигается более эффективное охлаждение газа, отходящего из плавильной ванны, а проявление свойства липкости частиц предотвращается с большей эффективностью. Принцип работы с циркулирующим кипящим слоем обеспечивает также преимущество, заключающееся в большей температурной равномерности вдоль оси вертикального канала, что в свою очередь обеспечивает более благоприятные химические условия для предварительного восстановления.

В режиме работы с циркулирующим кипящим слоем количество материала, подвергаемого рециркуляции, может быть значительно больше, чем количество подаваемого материала (и соответственно выводимого в качестве продукта процесса предварительного восстановления). В этих условиях точное расположение точек подачи и вывода конечного продукта в петле, образованный патрубок возврата в вертикальный канал, оказывается не столь критичным благодаря эффекту разбавления, обеспечиваемому подачей рециркулируемой твердой фазы.

Система должна в той или иной форме охлаждаться. В некоторых случаях возможна утилизация отводимого тепла. Одним примером возможного канала утилизации является система паровых труб в расширенном петлевом уплотнении, которое предлагается использовать в случае применения циркулирующего кипящего слоя. Однако может оказаться полезным предусмотреть возможность работы устройства для предварительного восстановления в качестве охладителя газа, отходящего из плавильной ванны (без введения твердой фазы, например, в пусковом режиме) и с этой целью может оказаться желательным расположить теплоотборные поверхности вдоль основного канала отвода газа. Для этого возможно предусмотреть расположение охлаждающих поверхностей на стенках вертикального канала и/или на стенках узла сепарации. В качестве альтернативы может оказаться необходимым разделить поток отходящего из плавильной ванны газа на два потока и подавать в вертикальный канал только ту часть, которая необходима для обеспечения тепловой потребности процесса предварительного восстановления. В этом случае исчезает необходимость в организации внутренних теплоотводящих поверхностей в системе предварительного восстановления.

Система предварительного восстановления в соответствии с первым воплощением предлагаемого изобретения может быть применена с плавильной ванной, в которой осуществляется процесс после дожигания, как то например описано в вышеупомянутом патенте Австралии N 74409/81. Во втором воплощении предлагаемого изобретения предусматривается способ получения железа и/или сплавов железа из окислов железа, которые подвергаются частичному восстановлению с помощью газа, отходящего из плавильной ванны, который был подвергнут по крайней мере частичному дожиганию, причем частично восстановленные окислы железа подаются в плавильную ванну для последующего плавления в процессе реакции с углеродсодержащим топливом кислородсодержащего газа, отличающаяся тем, что горячий, подвергнутый, по крайней мере, частичному дожиганию отходящий из плавильной ванны газ подают без заметного охлаждения в вертикальный канал и направляют через него вверх, причем газовый поток увлекает дисперсные окислы железа, благодаря чему осуществляется частичное восстановление и одновременное охлаждение отходящих газов. Химические процессы предварительного восстановления в общем не требуют и не предполагают металлизации (т.е. уровня предварительного восстановления большего, чем 30%) подаваемой в процессе железной руды, служащей материалом, содержащим окислы железа.

Ниже следует описание двух воплощений способа и устройства по предлагаемому изобретению, которое представляет собой только возможный пример и сопровождается ссылками на прилагаемые чертежи, в которых:
рис. 1 иллюстрирует систему подачи предварительного восстановленного материала в печь с помощью системы одноразового введения,
рис. 2 иллюстрирует систему подачи предварительного восстановленного материала в печь с помощью системы рециркуляции.

На рисунке 1 показана плавильная печь, имеющая жаропрочное покрытие и предусматривающая пространство 1 для сбора газа и расплав, состоящий из расплавленного шлака 2 и расплавленного железа 8, содержащего растворенный углерод при температуре от 1300 до 1800 градусов Цельсия. Уголь 4 возможно с кислородсодержащим газом инжектируют в ванну ниже уровня расплава, который взаимодействует с кислородом в жидкой фазе с образованием в основном окиси углерода и водорода. Газ 5, содержащий кислород, подают в газовое пространство, благодаря чему осуществляется частичное сжигание моноокиси углерода и водорода. Тепло, образующееся в результате этой стадии дожигания, передается расплаву и при этом горячий загрязненный газ выходит из плавильной ванны имея температуру в пределах от 1300 до 1800 градусов Цельсия. Подробнее этот процесс описан в австралийском патенте N 74409/81.

После того, как газ выходит из плавильной ванны, он поступает во вторичную камеру 6. Вторичная камера 6, предназначена для отделения газа от расплавленного металла и шлака, которое происходит благодаря расширению газа, важно, что при этом газ в камере 6 заметно не охлаждается. Камера 6 может быть заменена целой серией таких камер и возможно циклоном для того, чтобы отделить возможно большее количество шлака и расплавленного материала, либо эта камера может вообще отсутствовать.

Отходящий из плавильной ванны газ, имеющий температуру близкую температуре в плавильной ванне и несущий капли жидкости и возможно твердой фазы, направляется непосредственно в донную часть вертикального канала 8. Через впускной канал 7 подается свежий материал, обогащенный содержанием окиси железа гранулированный до размера частиц не более 6 миллиметров. Указанный материал возможно содержит в качестве примеси небольшую пропорцию шлакообразующих агентов, агентов предотвращающих слипание и восстановительных агентов. Впускной канал 7 открывается в вертикальный канал непосредственно за ограничительной шейкой, которая служит для ускорения потока газа и увеличивает смешиваемость гранулированного материала с газовым потоком. Охлаждение горячего газового потока и предварительное восстановление твердой фазы осуществляется в вертикальном канале 8, который спроектирован таким образом, чтобы рабочая скорость газового потока в нем находилась в пределах от 3 до 15 метров в секунду, а средняя плотность суспензии составляла от 2 до 50 килограмм на кубический метр. Твердая фаза восстанавливается не далее, чем до уровня FeO. Температуры в вертикальном канале в общем поддерживается на уровне между 800 и 1000 градусов Цельсия, причем на его стенках располагаются охлаждающиеся поверхности (на чертеже не показана) служащие для отвода необходимого количества тепла. Эти поверхности выполняются, таким образом, чтобы оказывать минимальное сопротивление газовому потоку через канал.

В верхней части вертикального канала 8 смесь попадает в циклон 9. Твердая фаза собирается в нижнем отводе 11 и подается в основную плавильную ванну с помощью соответствующего устройства. Газовый поток 10 может быть направлен для дальнейшей утилизации тепла и отбора из него отдельных оставшихся частиц (на чертеже эти системы не показаны).

В предпочтительном воплощении, изображенном на чертеже, устройство для передачи частично восстановленного материала из патрубка низкого давления 11 в основную плавильную ванну включает ожиженное петлевое уплотнение 12. Уплотняющий кипящий слой частично восстановленного материала поддерживается в ожиженном состоянии путем подачи соответствующего газового потока 13, например азота, или любого другого газа, не содержащего заметных количеств кислорода, через распределитель в основании петлевого уплотнения. Предварительно восстановленная твердая фаза вытекает непосредственно в трубопровод, соединенный с основной плавильной ванной.

Необходимо отметить, что передающее устройство, включающее петлевое уплотнение 12, может оказаться не полностью удовлетворительным в связи с налипанием частиц на входной части плавильной ванны и в этой связи может оказаться, что не показанная на чертеже система, с помощью которой частично восстановленный материал подается в плавильную ванну, окажется удачным конструктивным решением.

На рисунке 2 показано, что работа системы предварительного восстановления с циркулирующим кипящим слоем отличается от такой же системы но без рециркуляции, которая была описана со ссылкой на рис. 1, в одном принципиальном отношении: она обеспечивает возможность пропускать через вертикальный канал 8 свежий дисперсный материал, содержащий окись железа, по нескольку раз прежде, чем он выводится из предвосстановительной среды. На рис. 2 показано, что предусмотренный трубопровод 14, 15 для рециркуляции обеспечивает многократный проход через восходящий канал 8. Этот трубопровод выполнен в виде петлевого уплотнения аналогично петлевому уплотнению 12 и также приводится в псевдоожиженное состояние с помощью газовой подачи 13. Трубопровод 15 заканчивается в восходящем канале 8 непосредственно за выполненной в нем ограничивающей шейкой.

Твердая фаза может подаваться в систему с циркулирующим кипящим слоем (позиция 8, 9, 11, 14 и 15) в любой удобной для этого точке, причем предпочтительным местом подачи является впускное отверстие 16, открывающееся в этот трубопровод 15. Циркулирующая твердая фаза может иметь температура в диапазоне от 700 до 900 градусов Цельсия.

Плотности суспензии в восходящем канале выше тех, которые обеспечиваются в системе, предусматривающей один проход, и составляют величины в пределах от 10 до 300 килограмм на кубический метр. Время взаимодействия между газовой и твердой фазами таким образом увеличивается и обеспечивается более эффективное предотвращение явления липкости твердых частиц. Увеличенный поток твердых частиц материалов в системе с циркулирующим кипящим слоем обеспечивает выравнивание температур, что в свою очередь приводит к более интенсивной и более равномерной химической реакции предварительного восстановления.

ПРИМЕРЫ.

Предварительное восстановление без рециркуляции
Реактор, представляющий собой пилотную установку, поддерживался при температуре 800 градусов Цельсия и в него подавался газ с объемной скоростью 44, 6 кубических метров в час в пересчете на нормальное давление. Состав этого газа в объемных процентах был следующим:
моноокись углерода 18,2%
двуокись углерода 16,4%
водород 3,9%
водяной пар 6,5%
азот 55,8%
Скорость газа в вертикальном канале составляла 6,2 метра в секунду, а подававшаяся в него железная руда, имевшая размер около 1 миллиметра, поступала со скоростью 37 килограмм в час. Достигнутый уровень предварительного восстановления составлял 12%
Предварительное восстановление с рециркуляцией.

Предвосстановительный реактор с циркуляцией кипящего слоя представлял собой пилотную установку в вертикальном канале который поддерживалась температура 900 градусов Цельсия, причем в вертикальный канал подавался газ со скоростью 44,6 кубических метров в час, приведенных к нормальному давлению.

Состав газа был следующим:
моноокись углерода 20,1%
двуокись углерода 17,1%
водород 5,4%
водяной пар 5,2%
азот 52,2%
Скорость газа в вертикальном канале выдерживалась равной 6 метров в секунду, а подававшаяся в канал железная руда, имевшая размер 1 миллиметр, поступала со скоростью 14,3 килограмма в час. Скорость циркуляции твердой вазы составляла 1200 килограмм в час, а средняя плотность суспензии в вертикальном канале составляла 190 килограмм на кубический метр.

Среднее время пребывания твердой фазы в вертикальном канале составляло 29 минут, что позволило обеспечить уровень восстановления 24,1%
Предвосстановление с рециркуляцией и с добавкой извести.

Предвосстановительный реактор с циркулирующим кипящим слоем представлял собой пилотную установку в восходящем канале которой поддерживалась температура 975 градусов Цельсия, причем в установку подавался газ со скоростью 44,6 кубических метров в час в пересчете на нормальное давление. Состав газа был следующим:
моноокись углерода 19,1%
двуокись углерода 17,6%
водород 4,5%
вода 5,6%
азот 53,1%
Скорость газа в восходящем канале составляла 6,1 метра в секунду, а железная руда, имевшая максимальный размер 1 миллиметр подавалась в канал со скоростью 17,1 килограмма в час. Дополнительно к железной руде в реактор с циркулирующим кипящим слоем подавалась известь со скоростью 0,9 килограмма в час. Скорость циркуляции твердой фазы поддерживалась на уровне 500 килограмм в час, причем в вертикальном канале средняя плотность суспензии составляла 89 килограмм на кубический метр.

Среднее время пребывания твердой фазы в вертикальном канале составляло 10 минут, что позволяло достигнуть уровня приблизительного восстановления 23,7 процента.

Специалистам в данной отрасли техники очевидно, что вышеописанное изобретение может быть реализовано с модификациями и вариантами не раскрытыми в описании. Следует учитывать, что изобретение охватывает все такие модификации и варианты, соответствующие его смыслу и объему. Изобретение включает также все этапы, признаки, композиции и соединения, упомянутые в описании заявки по отдельности или все вместе, а также все возможные комбинации любых двух или большего числа стадий и признаков.

Похожие патенты RU2077595C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ ИЗ ОКИСЛОВ МЕТАЛЛОВ И/ИЛИ РУД И КОНВЕРТЕР 1991
  • Джон Винсент Кеог
  • Робин Джон Баттерхам
  • Барри Стюарт Эндрюз
RU2125097C1
СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКИСЛОВ МЕТАЛЛОВ 1990
  • Робин Джон Бэттерхем[Au]
  • Родерик Макферсон Грант[Au]
  • Джеймс Винсент Хэпп[Au]
  • Гленн Эшли Тил[Au]
RU2111260C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФЕРРОСПЛАВА 1990
  • Робин Джон Баттерхем
  • Родерик Макферсон Грант
  • Джеймс Винсент Хэпп
  • Гленн Эшли Тил
RU2125112C1
СПОСОБ НАГРЕВА ТВЕРДОГО МАКРОЧАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА, КАМЕРА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА РАСПЛАВЛЕННОЙ ПРОДУКЦИИ 1990
  • Робин Джон Баттерхам
  • Родерик Макферсон Грант
  • Джеймс Винсент Хапп
  • Гленн Эшли Тайл
RU2126712C1
СПОСОБ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ СОДЕРЖАЩЕГО ЕГО МАТЕРИАЛА 1991
  • Крэг Клинтон Кенна[Au]
RU2046150C1
ОБЖИГ ТИТАНОЖЕЛЕЗИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ 1994
  • Гарольд Роберт Гаррис
  • Ян Эдвард Грей
RU2118667C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЧУГУНА 1994
  • Джон Миллес Флойд[Au]
  • Ян Леонард Чард[Au]
  • Брайн Росс Белдон[Au]
RU2106413C1
СПОСОБ КЛАДКИ ОГНЕУПОРНОЙ ФУТЕРОВКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ С НАКЛОННЫМИ ИЛИ КОНИЧЕСКИМИ УЧАСТКАМИ СТЕНОК И ОГНЕУПОРНЫЙ КЛИНОВЫЙ КИРПИЧ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 1990
  • Пауль-Герхард Мантей[De]
RU2098731C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА ИЛИ СТАЛИ ИЗ ЖЕЛЕЗООКИСНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2007
  • Неклеса Анатолий Тимофеевич
  • Новинский Вадим Владиславович
RU2361927C1
СПОСОБ ПРЯМОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА, В ЧАСТНОСТИ СТАЛИ, И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2006
  • Неклеса Анатолий Тимофеевич
RU2319749C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 077 595 C1

Реферат патента 1997 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И/ИЛИ ЕГО СПЛАВОВ ИЗ ЖЕЛЕЗООКИСНЫХ МАТЕРИАЛОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Сущность: перед подачей в плавильную печь железоокисный материал подвергают частичному восстановлению, которое осуществляют в вертикальном канале, в который направляют отходящий и подвергнутый частичному дожиганию газ и железоокисный материал. При этом одновременно происходит охлаждение газа, скорость которого в вертикальном канале поддерживают равной 3 - 15 м/с, а его температуру перед вводом в вертикальный канал поддерживают в равной 1800o C, а после 800 - 1000o C. Способ предусматривает регламентацию размеров частиц железоокисного материала в пределах от 0,1 до 8 мм, а также дополнительный ввод в канал шлакообразующих и/или восстановительных и/или предотвращающих слипание добавок. Один из способов предусматривает сепарацию частично восстановленного материала из газового потока и подачу части отсепарированного частично восстановленного материала в плавильную ванну. Устройство для производства железа и/или его сплавов из железоокисных материалов, содержащем плавильную печь. Трубопровод отходящего газа установлен вертикально и соединен со средствами загрузки железоокисного материала в нижней части и со средствами для сепарации, расположенными в верхней части канала или рядом с ней. В устройстве предусмотрены средства сепарации и средство для ускорения потока отходящего газа, расположенное перед средством для ввода железоокисного материала. 3 с. и 15 з.п.ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 077 595 C1

1 1. Способ получения железа и/или его сплавов из железоокисных материалов, включающий их частичное предварительное восстановление путем подачи в поток горячего газа, отходящего из плавильной печи и подвергнутого по крайней мере частичному дожиганию, сепарацию частично восстановленного железоокисного материала из отходящего газа и подачу отделенного частично восстановленного железоокисного материала в плавильную ванну для плавления за счет реакции с углеродсодержащим топливом и кислородсодержащим газом, отличающийся тем, что частичное восстановление железоокисного материала осуществляют с одновременным охлаждением газа в вертикальном канале, в который направляют отходящий и подвергнутый частичному дожиганию газ и железоокисный материал.2 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость отходящего газа в вертикальном канале поддерживают равной 3 15 м/с.2 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что размер частиц железоокисного материала, подаваемого в вертикальный канал в поток горячего восстановительного газа составляет не более 8 мм.2 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что размер частиц железоокисного материала составляет от 0,1 до 6,0 мм.2 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что отводимый из печи горячий восстановительный газ, перед подачей в вертикальный канал подвергают сепарации от твердой фазы и частиц расплавленного металла без его заметного охлаждения.2 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что максимальную температуру горячего восстановительного газа перед вводом в вертикальный канал поддерживают равной 1800<198>С.2 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру горячего восстановительного газа после ввода в вертикальный канал железоокисного материала поддерживают равной 800 1000<198>С.2 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в вертикальный канал дополнительно вводят шлакообразующие добавки и/или добавки предотвращающие слипание, и/или восстановительные добавки.2 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть отсепарированного частично восстановленного материала рециркулируют в вертикальный канал.2 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что железоокисный материал перед подачей в вертикальный канал смешивают с частью отсепарированного частично восстановленного материала, идущего на рециркуляцию.2 11. Способ получения железа и/или его сплавов из железоокисных материалов, включающий их частичное предварительное восстановление путем подачи в поток горячего восстановительного газа, отходящего из плавильной печи и подвергнутого частичному дожиганию, подачу частично восстановленного материала в плавильную ванну, плавление и окончательное восстановление за счет подачи в ванну углеродсодержащего топлива и кислородсодержащих газов, отличающийся тем, что горячие восстановительные газы направляют без охлаждения в вертикальный канал, в нижнюю часть которого подают железоокисный дисперсный материал и осуществляют частичное восстановление железоокисного материала с одновременным охлаждением газа в его восходящем потоке.2 12. Устройство для получения железа и/или его сплавов из железоокисных материалов, содержащее плавильную печь, оборудованную средствами для подачи углеродсодержащего топлива и кислородсодержащего газа непосредственно в жидкую фазу и в пространство над ней для дожигания образующегося в результате плавления газа, выпускное отверстие с трубопроводом отвода отходящего газа, средство для ввода железоокисного материала в подвергнутый дожиганию отходящий газ для частичного восстановления материала и охлаждения газа, установленное за ним средство для сепарации частично восстановленного материала от газа и средство для подачи частично восстановленного материала в плавильную печь, отличающееся тем, что трубопровод отходящего газа установлен вертикально и соединен со средствами загрузки железоокисного материала в нижней его части и со средством для сепарации, расположенным в верхней части канала или рядом с ней.2 13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что оно снабжено средством сепарации твердой фазы или расплавленного металла из отходящего газа без фактического охлаждения последнего, расположенным между выпускным отверстием и вертикальным каналом. 2 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что средство для сепарации твердого или расплавленного материала содержит расширительную камеру.2 15. Устройство по п.12, отличающееся тем, что вертикальный канал выполнен со средством ускорения потока отходящего газа, расположенным между средством для ввода железоокисного материала и выпускным отверстием.2 16. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что средство для сепарации частично восстановленного материала выполнено в виде одного или нескольких циклонов.2 17. Устройство по п.12, отличающееся тем, что оно снабжено возвратной ветвью, расположенной между средством для сепарации частично восстановленного материала и средством его подачи в плавильную печь.2 18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что средство для подачи частично восстановленного материала выполнено с выходным отверстием, посредством которого оно соединено с возвратной ветвью.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2077595C1

Прибор для автоматической выработки в счетно-решающих устройствах функций положительных степеней n аргумента X 1947
  • Гуревич А.Л.
SU74409A2
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1
ПРИБОР ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА МНОГОКРАТНОЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСТЯЖЕНИЕ 0
  • А. В. Петраускас, М. М. Гутаускас, И. К. Растение Л. Б. Страздас
  • Каунасский Политехнический Институт
SU280044A1
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1
Наглядное пособие для указания времени в различных частях земного шара 1941
  • Задоренко А.К.
SU69827A1
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1

RU 2 077 595 C1

Авторы

Родней Джеймс Драй[Au]

Роберт Дэвид Ла Наузе[Au]

Даты

1997-04-20Публикация

1989-12-20Подача