СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И/ИЛИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2010 года по МПК C21B13/14 

Изобретение относится к способу получения металлов и/или металлических продуктов, в частности чугуна и/или чугунных полуфабрикатов, при этом, в частности, имеющий вид мелких частиц, по меньшей мере, частично восстановленный, содержащий металл применяемый материал с применением пневматической транспортировки с помощью потока транспортировочного газа в виде потока среды, образованного из применяемого материала и потока транспортировочного газа, подают в плавильный агрегат, в частности, реактор для взаимодействия газов с металлами, для дальнейшей обработки.

Кроме того, изобретение относится к устройству для получения металлов и/или металлических продуктов, в частности, чугуна и/или чугунных полуфабрикатов, из имеющего, в частности, вид мелких частиц, по меньшей мере, частично восстановленного, содержащего металл применяемого материала, содержащему плавильный агрегат для дальнейшей обработки используемого материала, в частности, реактор для взаимодействия газов с металлами, устройство для пневматической транспортировки применяемого материала с помощью потока транспортировочного газа.

Из уровня техники известно, что, в частности, транспортировка горячих технологических материалов представляет значительную проблему. Наряду с термической нагрузкой транспортных устройств, прежде всего транспортировка точного количества является важным требованием, которое должно выполняться транспортной системой, для получения за счет точного выполнения процесса продуктов с желаемым профилем свойств и небольшим разбросом свойств.

Прежде всего, транспортировка тонко измельченных, содержащих металлы материалов представляет для металлургической технологии и техники большую проблему. В частности, транспортировка теплых или горячих материалов предъявляет особые требования к технике.

Для этого из уровня техники известно применение так называемых пневматических транспортировочных устройств, при этом с помощью газового потока перемещают подлежащий транспортировке материал.

Из WO 03/68994 A1 известна такая транспортировочная система, которая обеспечивает транспортировку металлосодержащих применяемых материалов с помощью отводимого из плавильного агрегата технологического газа. Однако при этом не решена, в частности, проблема ввода металлосодержащего применяемого материала в плавильный агрегат, соответственно, управления количеством вводимого материала.

Исходя из уровня техники, задачей изобретения является создание способа, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, и устройства, согласно ограничительной части пункта 11 формулы изобретения, которые обеспечивают точное дозирование и распределение применяемых материалов и тем самым точное выполнение процесса при получении металла, соответственно, металлических продуктов.

Задача решена, согласно изобретению, с помощью способа, согласно отличительной части пункта 1 формулы изобретения, и устройства, согласно ограничительной части пункта 11 формулы изобретения.

Согласно изобретению ввод применяемого материала в плавильный агрегат выполняют по отдельности и независимо друг от друга, по меньшей мере, в двух точках ввода, при этом возможен лишь отдельный ввод в каждой точке ввода. Его можно осуществлять непрерывно или же пачками, т.е. в ограниченных по количеству пакетах.

Тем самым достигается значительное преимущество, а именно, что вводом частичных количеств применяемого материала в плавильный агрегат можно управлять по месту и по величине, так что с помощью подачи возможно целенаправленное распределение применяемых материалов в реакторе для взаимодействия газов с металлами. Это обеспечивает преимущества, в частности, при подаче тонкоизмельченных применяемых материалов. За счет указанных мер обеспечивается значительно улучшенное проведение процесса в плавильном агрегате, поскольку за счет влияния на распределение применяемых материалов обеспечивается возможность оптимального распределения между применяемым материалом и другими участвующими в процессе материалами, как, например, угольными носителями. Было установлено, что предпочтительно разделять поток среды на 2-8 частичных потоков среды для получения положительного результата.

Выполнение с множеством независимых точек подачи обеспечивает целенаправленную загрузку плавильного агрегата, так что возможно управляемое распределение применяемого материала в плавильном агрегате. Опытным путем было установлено, что уже при шести точках подачи возможно предпочтительное распределение применяемого материала и, например, угольного носителя.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения способа, согласно изобретению, перед отделением транспортного газового потока, поток среды разделяют, по меньшей мере, на два независимых частичных потока среды, которые затем подвергают обработке независимо друг от друга, соответственно, независимо друг от друга вводят в плавильный агрегат, при этом перед подачей применяемого материала в каждом частичном потоке среды осуществляют отделение частичного потока транспортировочного газа. За счет разделения на частичные потоки среды достигается еще лучшая возможность влияния на подачу применяемого материала и тем самым лучшее проведение процесса. В частности, возможность подачи пакетами независимо друг от друга в каждой точке обеспечивает систематическую оптимизацию процесса за счет использования вариабельности системы.

В качестве альтернативного решения, разделение применяемого материала на частичные количества можно выполнять также после отделения потока транспортировочного газа из потока среды. Этот особый вариант выполнения позволяет, например, добавлять дополнительные материалы перед подачей применяемого материала и выполнять совместную подачу.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения способа, согласно изобретению, в качестве транспортировочного газа для транспортировки применяемого материала используют технологический газ самого процесса, в частности технологический газ из плавильного агрегата. За счет применения технологического газа процесса создается, прежде всего, экономичное решение. Кроме того, используемый в качестве транспортировочного газа технологический газ можно использовать в замкнутых циркуляционных контурах, так что обеспечиваются преимущества также за счет этого. За счет пневматической транспортировки, по меньшей мере, частично восстановленного и металлосодержащего применяемого материала необходимо лишь небольшое количество транспортировочного газа. В качестве альтернативного решения, можно также использовать для транспортировки технологический газ из обрабатывающего реактора.

В соответствии с альтернативным вариантом выполнения способа, согласно изобретению, в качестве транспортировочного газа для транспортировки применяемого материала можно применять не относящийся к процессу газ, в частности азот. За счет этого альтернативного решения можно даже в случае слишком небольшого имеющегося в распоряжении количества технологического газа обеспечивать соответствующую эффективную пневматическую транспортировку. Кроме того, в металлургических заводах азот часто имеется в достаточных количествах и под давлением, так что можно использовать также существующие ресурсы.

В соответствии с другим альтернативным вариантом выполнения способа, согласно изобретению, для транспортировки применяемого материала дополнительно к технологическому газу применяют другой транспортировочный газ. Это является предпочтительным решением, например, в тех случаях, когда временно используется дополнительный транспортировочный газ, например, для временного повышения производительности транспортировки. За счет этой меры можно также в течение короткого времени транспортировать большие количества применяемого материала пачками, например, в промежуточный резервуар, а также для транспортировки в плавильный агрегат.

Было установлено, что предпочтительно подавать применяемый материал управляемым образом непрерывно или пачками в поток транспортировочного газа. Эти две конкретные возможности обеспечивают согласование с соответствующими условиями процесса за счет соответствующей подачи применяемого материала. При этом можно поддерживать поток транспортировочного газа и подавать соответствующее количество применяемого материала в поток транспортировочного газа, причем непрерывно или же пачками, т.е. в ограниченном количестве. Во всяком случае, подача выполняется управляемым образом, так что обеспечивается точная загрузка плавильного агрегата. Это включает наряду с точной подачей применяемого материала относительно количества, также точное местное распределение одного или нескольких применяемых материалов в плавильном агрегате.

Было также установлено, что предпочтительно выполнять саму пневматическую транспортировку непрерывно или пачками, т.е. с согласованием с соответствующим состоянием процесса. Это означает, что поток транспортировочного газа в зависимости от потребности поддерживается непрерывным или же может соответственно подключаться. За счет этого гибкой работы можно всегда согласовывать пневматическую транспортировку с соответствующими условиями процесса, так что, например, в специальных ситуациях процесса можно экономить производственные расходы за счет согласованной работы.

В соответствии с возможным вариантом выполнения способа, согласно изобретению, можно отделяемый поток транспортировочного газа после очистки газа подавать в обрабатывающий реактор. На основании количества газа, которое необходимо для транспортировки применяемого материала, целесообразно дальнейшее использование транспортировочного газа по экономическим, а также по технологическим причинам. Тем самым можно почти полностью отводимое количество транспортировочного газа после соответствующей очистки снова использовать в обрабатывающем реакторе.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения способа, согласно изобретению, управляемую подачу частичных количеств применяемого материала реализуют посредством целенаправленного отвода отделяемых частичных потоков транспортировочного газа. За счет управляемого отвода частичных потоков транспортировочного газа после отделения обеспечивается эффективная и простая возможность управления транспортируемым частичным количеством применяемого материала. Тем самым обеспечивается независимое управление частичными количествами транспортировки посредством отводимых частичных количеств транспортировочного газа.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения способа, согласно изобретению, применяемый материал, соответственно, его частичные количества перед подачей в плавильный агрегат промежуточно хранят в накопительном резервуаре. Это промежуточное хранение обеспечивает, с одной стороны, подачу пачками в плавильный агрегат, с другой стороны, за счет хранения обеспечивается возможность отделения подачи от предшествующей транспортировки применяемого материала, так что обеспечивается стабильное выполнение процесса, которое более надежно также относительно помех или отклонений отдельных параметров процесса.

В соответствии с особым вариантом выполнения способа, согласно изобретению, применяемый материал, соответственно, его частичные количества, подвергают действию давления. Это включает целенаправленное согласование давления с дальнейшей обработкой. Тем самым обеспечивается возможность особенно простой подачи применяемого материала в плавильный агрегат, например, под действием силы тяжести. Кроме того, можно реализовать простые устройства подачи, так что нет больше необходимости, например, в сложных клапанах или управляющих устройствах.

За счет повышения давления перед подачей применяемого материала в плавильный агрегат можно развязывать пневматическую транспортировку, соответственно, возможное промежуточное хранение применяемого материала от подачи в плавильный агрегат. При этом резервуар для хранения действует в качестве шлюза между работающими с различным давлением частями процесса. Таким образом, давление, при котором происходит транспортировка, можно устанавливать оптимальным независимо от рабочего давления плавильного агрегата без необходимости согласования с давлением плавильного агрегата. За счет этого обеспечиваются более легко выполняемые и более экономичные процессы, соответственно, части установки.

В соответствии с альтернативным вариантом выполнения способа, согласно изобретению, дополнительно к применяемому материалу в плавильный агрегат подают, по меньшей мере, один восстановленный, металлосодержащий дополнительный материал и/или добавку. За счет этой возможности можно еще лучше оказывать влияние на процесс, соответственно, вмешиваться в него с целью исправления. При этом подачу, по меньшей мере, одного дополнительного материала и/или одной добавки можно выполнять вместе с применяемым материалом или же отдельно, при этом можно использовать одинаковые точки подачи, соответственно, устройства подачи. Так, например, можно попеременно подавать дополнительные материалы, добавки или применяемый материал с использованием одних и тех же подающих устройств. Возможна также подача дополнительных материалов и/или добавок в указанный промежуточный резервуар и совместная подача смеси материалов, так что точную подачу можно четко ограничивать по месту, за счет чего обеспечивается очень гибкое технологическое решение.

Соответственно, устройство, согласно отличительной части п.11 формулы изобретения, обеспечивает простую конструкцию, пригодную для выполнения указанного выше способа. За счет разделения управляемого ввода применяемого материала в плавильный агрегат, по меньшей мере, на две точки ввода и с помощью устройств ввода можно создать надежную установку, которая обеспечивает полную гибкость относительно независимого ввода в различных точках ввода. За счет комбинации с отделяющим устройством можно дополнительно улучшить процесс плавления, прежде всего при применении тонкоизмельченных применяемых материалов, и уменьшить проблему сильного выноса тонкоизмельченного материала из плавильного агрегата вместе с технологическим газом. Поскольку в устройстве почти полностью отсутствуют подвижные части, то создается очень надежная и простая в обслуживании установка. В своем простейшем варианте выполнения устройство ввода выполнено в виде трубопровода, который в соединении с клапаном обеспечивает управление.

Поскольку применяемый материал может иметь температуру свыше 800°С, то может происходить большая тепловая нагрузка частей установки, которые приходят в соприкосновение с применяемым материалом. Отсюда возникает также требование создания надежного и простого по конструкции устройства, которое достигается с помощью указанного разделительного устройства.

В соответствии с особым вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, разделительное устройство пригодно для разделения потока среды, образованного из применяемого материала и потока транспортировочного газа, по меньшей мере, на два частичных потока среды. Частичные потоки среды состоят каждый из частичного количества применяемого материала и частичного потока транспортировочного газа, так что их можно обрабатывать дальше по отдельности. Разделение потоков среды обеспечивается также при горячих и тонкоизмельченных применяемых материалах и может быть реализовано с помощью простых и надежных устройств. Возможно также разделение на множество частичных потоков, что обеспечивает простую реализацию также в сложных системах. За счет частичных потоков среды обеспечивается также то преимущество, что их можно подавать в плавильный агрегат различным образом, при этом с использованием отделяющих устройств вводятся лишь частичные количества применяемого материала.

За счет применения разделительного устройства без подвижных частей обеспечивается также надежное в работе решение.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, разделительное устройство соединено через трубопровод с устройством для пневматической транспортировки применяемого материала и/или, по меньшей мере, через два, в частности, шесть трубопроводов с плавильным агрегатом. За счет разделения на частичные количества применяемого материала, соответственно, на частичные потоки среды можно подавать применяемый материал в точки ввода плавильного агрегата. При этом можно обходиться неподвижными соединениями, т.е. нет необходимости в подвижных или гибких конструктивных частях, так что отсутствуют также требующие интенсивного обслуживания части установки. При этом разделительное устройство может быть выполнено так, что оно направляет поток среды из транспортировочного газа и применяемого материала или же лишь применяемый материал в точки ввода плавильного агрегата. Существенным является отдельный и независимый подающий трубопровод к точке ввода. Количество подводящих трубопроводов к плавильному агрегату можно выбирать в соответствии с требованиями к вводу, поскольку за счет этого достигается желаемое распределение применяемого материала в плавильном агрегате. Было установлено, что предпочтительно предусматривать, по меньшей мере, шесть подающих трубопроводов в плавильный агрегат, поскольку уже в этом случае обеспечивается предпочтительное распределение применяемого материала в плавильном агрегате.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, устройство (3) для пневматической транспортировки при рассматривании в направлении транспортировки направлено по существу вверх. Таким образом, можно исключать отложения, соответственно, налипания.

В соответствии с возможным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, устройство для пневматической транспортировки применяемого материала соединено с обрабатывающим реактором, по меньшей мере, через один трубопровод. Соединительный трубопровод обеспечивает транспортировку, по меньшей мере, частично восстановленного, металлосодержащего применяемого материала, при этом за счет возможности транспортировки теплого применяемого материала достигается большое преимущество, а именно, использование содержащейся в применяемом материале энергии для процесса плавления и тем самым обеспечение эффективного в целом процесса. За счет комбинации плавильного агрегата с обрабатывающим реактором достигаются сами по себе известные преимущества, а именно, возможность применения горячего, например, предварительно восстановленного металлосодержащего применяемого материала, поскольку при обработке обеспечивается эффективный с точки зрения энергии процесс. Свойства технологических агрегатов можно хорошо и с преимуществом использовать, в частности, при обработке тонкоизмельченных носителей металла. Прежде всего соединение обрабатывающего реактора с плавильным агрегатом с помощью устройства для пневматической транспортировки преобразованных в обрабатывающем реакторе носителей металла в плавильный агрегат приводит к созданию очень предпочтительной установки для выполнения способа изготовления.

На основании соединения с обрабатывающим реактором можно использовать технологический газ из обрабатывающего реактора для транспортировки применяемого материала. На основе давления в обрабатывающем реакторе можно использовать транспортировку применяемого материала с помощью технологического газа обрабатывающего реактора с его рабочим давлением, так что обеспечивается экономичное и простое относительно конструкции установки решение.

Ввод применяемого материала в устройство можно выполнять непосредственно или с помощью особых устройств, так что в зависимости от процесса и требований обеспечивается адекватное выполнение установки.

В соответствии с особым вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, по меньшей мере, для одного из частичных потоков среды предусмотрено отделяющее устройство, в частности, циклон, для отделения частичного количества применяемого материала от частичного потока транспортировочного газа. За счет разделения потока среды на частичные потоки среды можно их обрабатывать далее независимо друг от друга. За счет установки отделяющего устройства, по меньшей мере, для одного из частичных потоков среды, можно выделять частичные количества применяемого материала, которые затем в зависимости от потребности находятся в распоряжении для ввода в плавильный агрегат. При этом можно отдельные частичные потоки среды вводить непосредственно в плавильный агрегат, в то время как часть частичных потоков среды перед вводом подвергают отделению транспортировочного газа. За счет этого можно, например, комбинировать ввод пачками с непрерывным вводом, так что к некоторым местам ввода происходит непрерывная транспортировка, а к другим - транспортировка пачками. За счет применения циклона создается простая предпочтительная установка, которая основана на проверенной концепции.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, предусмотрено, что, по меньшей мере, одно отделяющее устройство соединено с помощью трубопроводов с плавильным агрегатом для подачи применяемого материала, при необходимости с устройством обработки газа, в частности, устройством мокрой очистки, для очистки транспортировочного газа, и с разделительным устройством. За счет обработки отделяемого частичного потока газа в устройстве обработки газа можно так подготавливать транспортировочный газ, что его можно снова использовать в общем процессе, соответственно, в отдельных стадиях процесса. Обработка может быть, например, мокрой обработкой, такой как промывка, при этом удаляется пыль и прочие мелкие частицы. Таким образом, циклон может быть соединен через отводящий газ трубопровод с устройством обработки газа, в то время как отделяемый применяемый материал можно подавать через трубопровод в плавильный агрегат. Частичный поток среды подается в отделяющее устройство через трубопровод, так что соединительные трубопроводы по существу не содержат подвижных частей, и обеспечивается создание простой и надежной установки.

В соответствии с альтернативным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, в трубопроводе между отделяющим устройством и устройством обработки газа предусмотрен управляющий клапан для управления частичным потоком среды. За счет управляющего клапана в трубопроводе для отвода транспортировочного газа из отделяющего устройства обеспечивается очень эффективная и с точки зрения конструкции установки простая возможность управления потоком среды и тем самым транспортируемым частичным количеством применяемого материала. Таким образом, обеспечивается независимое управление частичными транспортируемыми количествами посредством соответствующего вмешательства через отводимое из отделяющего устройства в устройство обработки газа количество транспортировочного газа, при этом никакие клапаны или управляющие элементы не должны приводиться в контакт с самим потоком среды, так что в таких управляющих элементах не возникает проблемы износа.

В соответствии со специальным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, устройство обработки газа соединено через трубопровод с трубопроводом отвода технологического газа из плавильного агрегата для очистки технологического газа из плавильного агрегата. За счет этого соединения обеспечивается предпочтительная комбинированная обработка газа и тем самым компактность установки. За счет обратной подачи, например, остатков обработки в плавильный агрегат, можно устранять остаточные материалы и экономить средства.

В соответствии с другим вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, вводное устройство содержит выполненный с возможностью создания в нем давления накопительный резервуар для ввода отделяемого применяемого материала, соответственно, его частичных количеств в плавильный агрегат, и/или, по меньшей мере, один клапан для управляемого ввода применяемого материала. На основании раздельной транспортировки частичных количеств применяемого материала можно подавать в каждую точку ввода независимо друг от друга частичное количество для обеспечения ввода в плавильный агрегат как пачками, так и непрерывно.

За счет конкретного варианта выполнения изобретения можно отделять подачу применяемого материала в плавильный агрегат от транспортировки применяемого материала, так что наряду с дополнительными функциональными возможностями обеспечивается большая надежность процесса. За счет возможности увеличения давления все части устройства, которые служат для транспортировки применяемого материала, соответственно, взаимодействуют с ним, можно использовать по отдельности с различными уровнями давления. За счет согласования давления непосредственно перед вводом применяемого материала, можно использовать, например, устройство для пневматической транспортировки, соответственно, отделяющее устройство при оптимальном для этих агрегатов давлении, и нет необходимости согласования с рабочим давлением. На основе промежуточного хранения в накопительном резервуаре в каждой точке ввода можно точно согласовывать наряду с количеством также время ввода в плавильный агрегат, при этом во взаимодействии с клапаном обеспечивается простая и экономичная установка.

В соответствии с возможным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, клапан выполнен в виде золотникового клапана или в виде пневматического клапана, в частности, самозапирающегося L-образного клапана. Такие клапаны оказались предпочтительными, поскольку при управлении потоками материалов в металлургических установках прежде всего имеют значение нагрузки относительно температуры и износа. В соответствии с этим необходимо предусматривать устройства, которые отвечают этим требованиям. Для управления предпочтительными оказались золотниковые клапаны, поскольку они за счет простой конструкции имеют высокую рабочую надежность. Кроме того, предпочтительными оказались L-образные клапаны за счет своей простой конструкции. Такие клапаны состоят из двойной L-образной подающей трубы. При отключении потока транспортировочного газа в среднем отрезке трубы остается применяемый материал, так что обеспечивается самозапирающееся действие. При достаточной длине среднего отрезка трубы и остающемся в нем применяемом материале можно обеспечивать достаточное запирающее действие. За счет простой конструкции достигается очень высокая рабочая надежность клапана. Другим следствием этой конструкции является высокая тепловая стойкость.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, предусмотрен выполненный с возможностью создания в нем давления буферный резервуар для приема потока среды, при этом он соединен с устройством для пневматической транспортировки и, по меньшей мере, в двух точках ввода, при необходимости, по меньшей мере, через два трубопровода, с плавильным агрегатом. За счет буферного резервуара, согласно изобретению, обеспечивается дополнительная надежность процесса. На основании его объема можно полностью развязать транспортировку применяемого материала от ввода в плавильный агрегат. При этом буферный объем выбран настолько большим, что даже в случае помех при транспортировке возможна достаточная загрузка плавильного агрегата. В качестве альтернативного решения, буферную функцию можно также использовать так, что применяемый материал транспортируется в буферный резервуар лишь временно и при потребности. За счет соединения буферного резервуара трубопроводами, по меньшей мере, с двумя точками ввода плавильного агрегата, обеспечивается также устойчивое и простое устройство. Предпочтительным оказался вариант выполнения, по меньшей мере, с шестью соединениями между буферным резервуаром и плавильным агрегатом, так что обеспечивается возможность изменяемой по месту загрузки плавильного агрегата.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, устройство ввода содержит накопительный резервуар, который через трубопровод соединен с буферным резервуаром, при этом в накопительный резервуар подается транспортировочный газ из буферного резервуара.

Буферный резервуар может выполнять наряду с буферной функцией также еще функцию отделяющего устройства, так что подаваемый из устройства для пневматической транспортировки поток среды вводится в буферный резервуар, затем отделяется поток транспортировочного газа, и разделенный применяемый материал подается, по меньшей мере, через два подающих трубопровода в плавильный агрегат. Ввод каждого из, по меньшей мере, двух частичных количеств применяемого материала может осуществляться через соответствующий расположенный между буферным резервуаром и плавильным агрегатом накопительный резервуар и соответствующие клапаны, так что возможна дополнительная накопительная функция и отделение согласования давления от буферного резервуара.

За счет конкретного варианта выполнения создается трубопровод выравнивания давления между буферным резервуаром и, по меньшей мере, двумя накопительными резервуарами, так что загрузка плавильного агрегата возможна за счет замены выравнивания давления между агрегатами и повышением давления в накопительных резервуарах согласованием давления в плавильном агрегате.

В соответствии с особым вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, предусмотрено подающее устройство, содержащее подающий резервуар и/или шлюз, для ввода металлосодержащих дополнительных материалов и/или добавок в плавильный агрегат, предпочтительно через буферный резервуар и/или устройство ввода. Наряду с применяемым материалом часто необходимо подавать в плавильный агрегат другие вспомогательные материалы для процесса. Для этого предусмотрены собственные устройства, которые обеспечивают возможность управляемой подачи дополнительных материалов и/или добавок. При этом подача может осуществляться за счет отдельного ввода в плавильный агрегат или вместе с применяемым материалом. Дополнительные материалы и/или добавки предпочтительно подаются в плавильный агрегат вместе с применяемым материалом, при этом эти материалы добавляются в применяемый материал, например, в буферном резервуаре или в устройстве ввода.

В соответствии с возможным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, по меньшей мере, в одной точке ввода, в которой применяемый материал и при необходимости дополнительные материалы и/или добавки вводятся в применяемый материал, предусмотрено направляющее устройство для распределения, соответственно, позиционирования применяемого материала в плавильном агрегате. Это особое устройство обеспечивает целенаправленный и еще лучший ввод применяемого материала в плавильный агрегат, поскольку за счет направляющего устройства реализуется дополнительная возможность позиционирования применяемого материала в плавильном агрегате. В качестве направляющего устройства можно применять, например, поворотные спускные лотки, которые обеспечивают распределение применяемого материала из соответствующей точки ввода.

В соответствии с дополнительным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, в качестве разделительного устройства предусмотрен динамический распределитель для распределения, соответственно, позиционирования применяемого материала и при необходимости дополнительных материалов и/или добавок в плавильном агрегате. Распределитель через подающий трубопровод соединен с отделяющим устройством или с буферным резервуаром и, по меньшей мере, через два трубопровода с плавильным агрегатом. Динамический распределитель обеспечивает с помощью активного направляющего элемента отдельную подачу к отдельным точкам ввода в плавильный агрегат, соответственно, в буферный резервуар или же в накопительное устройство. Динамический распределитель основан на подвижном направляющем устройстве, как, например, спусковом лотке, и нескольких отводящих трубопроводах, и предоставляет дополнительную возможность для разделения применяемого материала и для дополнительного подвода через отдельные точки ввода.

В соответствии с возможным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, между обрабатывающим реактором и устройством для пневматической транспортировки предусмотрено, по меньшей мере, одно загрузочное устройство, в частности, загрузочный резервуар, и, по меньшей мере, один клапан для непрерывного или пачками ввода применяемого материала в поток транспортировочного газа. Было установлено, что наряду с непосредственной и непрерывной загрузкой применяемого материала в устройство для пневматической транспортировки, предпочтительно выполнять это через собственное и выполненное с возможностью создания в нем давления устройство. Тем самым можно выравнивать различные уровни давления, например, между обрабатывающим реактором и устройством для пневматической транспортировки. В конкретном варианте выполнения предусмотрен, по меньшей мере, один загрузочный резервуар и один клапан для управляемой загрузки применяемого материала в устройство для пневматической транспортировки. С помощью этих устройств можно выполнять также отрывистую загрузку применяемого материала, так что можно транспортировать также компактные количества применяемого материала. Кроме того, за счет этого обеспечивается очень точная загрузка посредством пачкообразного ввода.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, вместо клапана предусмотрено транспортировочное устройство, в частности, шнековый транспортер, и/или эжектор. Выпуск из загрузочного резервуара в устройство для пневматической транспортировки происходит с помощью шнекового транспортера с помощью надежного и экономичного устройства. Шнековый транспортер особенно пригоден для непрерывной загрузки применяемого материала. За счет применения эжектора, аналогично принципу действия водоструйного насоса, применяемый материал за счет засасывающего действия потока транспортировочного газа вводится в него и транспортируется. За счет этого отпадает необходимость в подверженных помехам регулировочных и переключательных устройствах для загрузки применяемого материала. Кроме того, за счет этого обеспечивается предпочтительное решение относительно износа.

В соответствии с дополнительным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, предусмотрены, по меньшей мере, одно загрузочное устройство и расположенный перед ним резервуар для повышения давления, при этом возможно шлюзообразная загрузка применяемым материалом и повышение давления. За счет такого расположения загрузочное устройство и резервуар могут работать совместно аналогично шлюзам. После заполнения верхнего резервуара он с помощью клапана отделяется от обрабатывающего реактора, и применяемый материал вводится в загрузочный резервуар. После разделения обоих резервуаров с помощью клапана можно выполнять после согласования давления загрузку в устройство для пневматической транспортировки.

В соответствии с одним вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, предусмотрены, по меньшей мере, два параллельно включенных загрузочных устройства для попеременного заполнения, соответственно, опустошения загрузочных устройств. Этот вариант выполнения является предпочтительным прежде всего при непрерывной загрузке, поскольку за счет попеременного заполнения и опустошения загрузочных резервуаров можно обеспечивать непрерывную загрузку применяемого материала.

В соответствии с альтернативным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, устройство для пневматической транспортировки имеет, по меньшей мере, один подводящий трубопровод для другого транспортировочного газа. В частности, в процессах, в которых не имеется технологический газ в достаточном количестве или качестве, предпочтительно предусматривать дополнительный транспортировочный газ. При этом дополнительный транспортировочный газ можно подавать из внешнего источника газа или же сети снабжения и подавать в устройство для пневматической транспортировки. Это осуществляется через подводящий трубопровод к устройству для пневматической транспортировки.

Ниже приводится подробное описание изобретения на основе возможных предпочтительных вариантов выполнения и со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - устройство, согласно изобретению, с загрузочным устройством, разделительным устройством и накопительным резервуаром, отделяющим устройством и устройством обработки газа;

фиг.2 - загрузочное устройство с эжектором;

фиг.3 - загрузочное устройство с параллельными загрузочными устройствами;

фиг.4 - непосредственная транспортировка с помощью технологического газа;

фиг.5 - вариант выполнения с буферным резервуаром;

фиг.6 - альтернативный относительно фиг.5 вариант выполнения;

фиг.7 - вариант выполнения с направляющим устройством;

фиг.8 - вариант выполнения с динамическим разделительным устройством.

На фиг.1 показан возможный вариант выполнения изобретения. Применяемый материал, по меньшей мере, частично восстанавливается в обрабатывающем реакторе 1 и через загрузочное устройство 2 подается в устройство 3 для пневматической транспортировки. Загрузочное устройство 2 содержит два загрузочных резервуара 4а и 4b, которые через трубопроводы 5 и 6 соединены с обрабатывающим реактором и друг с другом. Для разделения обоих загрузочных резервуаров 4а, 4b предусмотрен клапан 7. Для отделения от устройства 3 для пневматической транспортировки предусмотрен клапан 8, который выполнен в виде самозапирающегося L-образного клапана. На клапане 8 предусмотрен подающий трубопровод 9 для транспортировочного газа. В обоих загрузочных резервуарах 4а и 4b можно при помощи трубопроводов 9а создавать давление с помощью транспортировочного газа. Устройство 3 для пневматической транспортировки соединено с разделительным устройством 10, которое обеспечивает разделение потока среды на частичные потоки среды. Количество трубопроводов 11 можно выбирать в соответствии с требованиями процесса, при этом уже шесть трубопроводов 11 обеспечивают предпочтительную загрузку плавильного агрегата 12. Разделительное устройство соединено через трубопроводы 11 с соответствующим отделяющим устройством 13, которое отделяет транспортировочный газ от применяемого материала. Через трубопровод применяемый материал подается через вводное устройство 14, соответствующий накопительный резервуар 15 и клапан 16 в плавильный агрегат 12. За счет ввода в нескольких точках достигается предпочтительное распределение применяемого материала 12а в плавильном агрегате. Позиция 12а означает место с компактным применяемым материалом, при этом лежащие между ними зоны заполняются другими материалами, такими как, например, угольный носитель или смеси материалов. Клапан 16 можно предпочтительно выполнять в виде самозапирающегося L-образного клапана. Отделяющее устройство 13 через трубопровод 17, который имеет управляющий клапан 18, соединено с трубопроводом 19 для отвода технологического газа из плавильного агрегата 12. Через трубопровод 20 транспортировочный газ и технологический газ из плавильного агрегата 12 подаются совместно в устройство 21 обработки газа. В циклоне 22 отделяются твердые вещества и через накопительный резервуар 23 подаются в плавильный агрегат. Очищенный газ можно через трубопровод 24 подавать в обрабатывающий реактор 1. Обрабатывающий реактор 1 имеет трубопровод 25 для отвода технологического газа.

На фиг.2 показан вариант выполнения загрузочного устройства 2, при этом вместо клапана предусмотрен шнековый транспортер 26. Он служит для управляемого вывода применяемого материала, при этом применяемый материал с помощью эжектора 27 вводится в поток транспортировочного газа.

На фиг.3 показан предпочтительный вариант выполнения загрузочного устройства 2, при этом предусмотрены два расположенных параллельно друг другу загрузочных резервуара 4а и 4b. Через подводящий трубопровод, который разделяется на два соединительных трубопровода 49 и 50 с соответствующими клапанами 28 и 29, можно попеременно загружать применяемым материалом оба загрузочных резервуара 4а и 4b. Таким образом, обеспечивается возможность непрерывной загрузки применяемого материала в устройство 3 для пневматической транспортировки. Загрузка в поток транспортировочного газа может осуществляться, например, через шнековые транспортеры 30 и 31.

На фиг.4 показана непосредственная транспортировка применяемого материала из обрабатывающего реактора 1 в разделительное устройство 10. Через подающий трубопровод 32 можно вводить в устройство для пневматической транспортировки дополнительный транспортировочный газ. Устройство для пневматической транспортировки можно с помощью клапана 33 отделять от обрабатывающего реактора 1, так что за счет этого можно управлять транспортировкой. Отделяемый в отделяющем устройстве 13 транспортировочный газ подается в устройство 34 мокрой промывки, и очищенный газ, соответственно, твердые вещества или шлам выводятся из процесса через трубопроводы 35, соответственно, 36.

На фиг.5 показан специальный вариант выполнения изобретения, при этом предусмотрен буферный резервуар 37. Наряду со своей функцией буфера он выполняет также функцию разделительного устройства, так что подвод потока среды через устройство 3 для пневматической транспортировки происходит без предварительного отделения потока транспортировочного газа. Это отделение происходит в данном случае после ввода в буферный резервуар 37, при этом он выполнен в своей нижней части так, что применяемый материал разделяется на частичные количества. Ввод применяемого материала осуществляется через соответствующий накопительный резервуар 15 и два клапана 16 и 38, при этом обращенный к плавильному агрегату клапан 16 выполнен в виде самозапирающегося L-образного клапана 16а или же в виде золотникового клапана 16b. Через отвод 39 транспортировочного газа и трубопровод 19 для отвода технологического газа из плавильного агрегата 12 транспортировочный газ и технологический газ подаются в устройство обработки газа. Очищенную газовую смесь можно подавать через трубопровод 24 в обрабатывающий реактор 1. Для применения дополнительных материалов, соответственно, добавок предусмотрено подводящее устройство 40, состоящее из подающего резервуара 41, шлюза 43 и соответствующих клапанов 42 и 44. Таким образом, дополнительные материалы, соответственно, добавки можно подмешивать в применяемый материал перед его вводом, при этом возможны также варианты выполнения с раздельным вводом в плавильный агрегат.

На фиг.6 показан вариант выполнения устройства согласно фиг.5, при этом применяемые материалы с помощью работающего на технологическом газе из обрабатывающего реактора 1 и при необходимости на добавочном транспортировочном газе устройства 3 для пневматической транспортировки транспортируются в буферный резервуар 37. Поскольку буферный резервуар работает с меньшим давлением, чем плавильный агрегат, то необходимо повысить давление применяемого материала перед вводом в плавильный агрегат 12. Это происходит в накопительных резервуарах 15, при этом устройство для повышения давления здесь не изображено. Через трубопроводы 45 можно в накопительные резервуары после загрузки подавать транспортировочный газ для повышения давления, а затем снова отводить для обеспечения повторного заполнения применяемым материалом. Отводимый из буферного резервуара транспортировочный газ обрабатывается в устройстве 34 мокрой промывки, и очищенный газ, соответственно, твердые вещества или шламы выводятся из процесса через трубопроводы 35, соответственно, 36.

На фиг.7 показано специальное направляющее устройство 46 для ввода применяемых материалов в плавильный агрегат 12. Это направляющее устройство обеспечивает дополнительное позиционирование применяемых материалов в плавильном агрегате 12.

Как показано на фиг.8, предусмотрен центральный динамический распределитель 47, который через трубопроводы 48 соединен с точками ввода и через накопительный резервуар 15 снабжается применяемым материалом.

Изобретение относится к получению металлов и/или металлических продуктов, в частности чугуна и/или чугунных полуфабрикатов. В частности, имеющий вид мелких частиц, содержащий металл исходный материал с применением пневматической транспортировки с помощью потока транспортировочного газа в виде потока среды, образованного из исходного материала и потока транспортировочного газа, подают в плавильный агрегат. Ввод исходного материала выполняют после отделения потока транспортировочного газа и раздельно, по меньшей мере, в двух точках ввода, при этом можно вводить независимо друг от друга и непрерывно или в ограниченных количествах. При этом перед отделением потока транспортировочного газа поток среды разделяют, по меньшей мере, на два частичных потока среды, отделяют соответствующие частичные потоки транспортировочного газа и вводят частичные количества исходного материала, и управляемый ввод частичных количеств исходного материала выполняют посредством целенаправленного отвода отделяемых частичных потоков транспортировочного газа. Изобретение позволит обеспечить улучшенное проведение процесса в плавильном агрегате, т.к. за счет влияния на распределение применяемых материалов обеспечивают возможность оптимального распределения между исходным материалом и другими участвующими в процессе материалами. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ получения металлов и/или металлических продуктов, в частности чугуна и/или чугунных полуфабрикатов, при этом, в частности, имеющий вид мелких частиц, по меньшей мере, частично восстановленный, содержащий металл исходный материал с применением пневматической транспортировки с помощью потока транспортировочного газа в виде потока среды, образованного из исходного материала и потока транспортировочного газа, подают в плавильный агрегат для дальнейшей обработки, отличающийся тем, что ввод исходного материала выполняют после отделения потока транспортировочного газа и раздельно в частичных количествах, по меньшей мере, в двух точках ввода, при этом эти частичные количества исходного материала вводят независимо друг от друга и непрерывно или в ограниченных количествах, при этом перед отделением потока транспортировочного газа поток среды разделяют, по меньшей мере, на два частичных потока среды, отделяют соответствующие частичные потоки транспортировочного газа и вводят частичные количества исходного материала, и управляемый ввод частичных количеств исходного материала выполняют посредством целенаправленного отвода отделяемых частичных потоков транспортировочного газа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве транспортировочного газа для транспортировки исходного материала применяют собственный газ процесса, в частности технологический газ из плавильного агрегата.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве транспортировочного газа для транспортировки исходного материала применяют посторонний для процесса газ, в частности азот.

4. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве транспортировочного газа для транспортировки исходного материала применяют дополнительно к собственному газу процесса дополнительный транспортировочный газ.

5. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что отделяемый поток транспортировочного газа, соответственно, по меньшей мере, частичный поток транспортировочного газа, после очистки газа при необходимости вместе с очищенным технологическим газом из плавильного агрегата подают в обрабатывающий реактор.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходный материал, соответственно его частичные количества, перед вводом в плавильный агрегат промежуточно хранят в накопительном резервуаре.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что исходный материал, соответственно его частичные количества, нагружают давлением.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно к исходному материалу вводят в плавильный агрегат, по меньшей мере, один металлосодержащий материал и/или, по меньшей мере, одну добавку.

9. Устройство для получения металлов и/или металлических продуктов, в частности чугуна и/или чугунных полуфабрикатов, из имеющего, в частности, вид мелких частиц, содержащего металл исходного материала, содержащее плавильный агрегат (12) для дальнейшей обработки исходного материала, устройство (3) для пневматической транспортировки исходного материала с помощью потока транспортировочного газа, отличающееся тем, что оно снабжено разделительным устройством (10) для разделения потока среды, образованного из исходного материала и потока транспортировочного газа, по меньшей мере, на два частичных потока среды, каждый из которых образован из частичного потока транспортировочного газа и частичного количества исходного материала, вводимого посредством устройств для управляемого ввода (15, 16а, 16b, 48) в плавильный агрегат (12), снабжено отделяющим устройством (13), по меньшей мере, для одного из частичных потоков среды для отделения частичного количества исходного материала от частичного потока транспортировочного газа, которое с помощью трубопроводов соединено с плавильным агрегатом (12) для ввода исходного материала, с устройством обработки газа (21) для очистки транспортировочного газа, и с разделительным устройством (10), и снабжено управляющим клапаном (18), расположенным в трубопроводе (17) между отделяющим устройством (13) и устройством (21, 22, 23) обработки газа для управления частичным потоком среды.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что устройство (3) для пневматической транспортировки исходного материала выполнено с возможностью соединения через разделительное устройство (10) и трубопровод (11) и/или, по меньшей мере, два, в частности шесть, трубопроводов с плавильным агрегатом (12).

11. Устройство по любому из пп.9 или 10, отличающееся тем, что устройство (21) обработки газа выполнено с возможностью очистки транспортировочного газа и технологического газа и соединено посредством трубопровода (24) с обрабатывающим реактором (1) с возможностью подачи в реактор (1) очищенного газа.

12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что устройство (3) для пневматической транспортировки при рассматривании в направлении транспортировки направлено, по существу, вверх.

13. Устройство по любому из пп.9 или 10, отличающееся тем, что устройство (21, 22, 23) обработки газа выполнено с возможностью соединения через трубопровод с трубопроводом отвода технологического газа из плавильного агрегата для очистки технологического газа из плавильного агрегата.

14. Устройство по п.9, отличающееся тем, что вводное устройство содержит выполненный с возможностью создания в нем давления накопительный резервуар (15) для ввода отделяемого исходного материала, соответственно, его частичных количеств в плавильный агрегат (12), и/или, по меньшей мере, два клапана (16, 16а, 16b, 38) для управляемого ввода исходного материала.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что клапан (16, 16а, 16b, 38) выполнен в виде золотникового клапана или в виде пневматического клапана, в частности самозапирающегося L-образного клапана.

16. Устройство по п.9, отличающееся тем, что предусмотрен выполненный с возможностью создания в нем давления буферный резервуар (37) для приема потока среды, при этом он выполнен с возможностью соединения с устройством (3) для пневматической транспортировки и, по меньшей мере, в двух точках ввода при необходимости через трубопроводы с плавильным агрегатом (12).

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что устройство ввода содержит накопительный резервуар (15), который выполнен с возможностью соединения через трубопровод с буферным резервуаром (37), при этом предусмотрена подача в накопительный резервуар (15) транспортировочного газа из буферного резервуара (37).

18. Устройство по п.9, отличающееся тем, что предусмотрено, по меньшей мере, одно подающее устройство (40), содержащее подающий резервуар (41) и/или шлюз (43), для ввода металлосодержащих дополнительных материалов и/или добавок в плавильный агрегат (12) предпочтительно через буферный резервуар (37) и/или устройство ввода.

19. Устройство по п.9, отличающееся тем, что, по меньшей мере, в одной точке ввода, в которой исходный материал и при необходимости дополнительные материалы и/или добавки вводятся в плавильный агрегат (12), предусмотрено направляющее устройство (46) для распределения соответственно позиционирования исходного материала в плавильном агрегате (12).

20. Устройство по п.9, отличающееся тем, что в качестве разделительного устройства предусмотрен динамический распределитель (47) для распределения соответственно позиционирования исходного материала и при необходимости дополнительных материалов и/или добавок в плавильном агрегате, при этом распределитель выполнен с возможностью соединения через подающий трубопровод с отделяющим устройством (13), при необходимости с накопительным резервуаром (15) или с буферным резервуаром (37) и, по меньшей мере, через два трубопровода (48) с плавильным агрегатом.

21. Устройство по п.9, отличающееся тем, что между обрабатывающим реактором (1) и устройством (3) для пневматической транспортировки предусмотрены, по меньшей мере, одно выполненное с возможностью создания в нем давления загрузочное устройство, в частности загрузочный резервуар (4b), и, по меньшей мере, один клапан (7) для непрерывного или в ограниченных количествах ввода исходного материала в поток транспортировочного газа.

22. Устройство по п.9, отличающееся тем, что между обрабатывающим реактором (1) и устройством (3) для пневматической транспортировки предусмотрены, по меньшей мере, одно выполненное с возможностью создания в нем давления загрузочное устройство, в частности загрузочный резервуар (4b), и, по меньшей мере, одно транспортировочное устройство, в частности шнековый транспортер (26), и/или эжектор (27).

23. Устройство по любому из пп.21 или 22, отличающееся тем, что предусмотрены, по меньшей мере, одно загрузочное устройство (2) и расположенный перед ним загрузочный резервуар (4а) для повышения давления с обеспечением возможности шлюзообразной загрузки исходным материалом и повышения давления.

24. Устройство по любому из пп.21 или 22, отличающееся тем, что предусмотрены, по меньшей мере, два параллельно включенных загрузочных устройства (4а, 4b, 9a, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 49, 50) для попеременного заполнения, соответственно опустошения загрузочных устройств.

25. Устройство по п.9, отличающееся тем, что устройство для пневматической транспортировки имеет, по меньшей мере, один подводящий трубопровод (32) для дополнительного транспортировочного газа.