ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ И УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО ЧУГУНА, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНУЮ ПЕЧЬ Российский патент 2012 года по МПК C21B11/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к восстановительной печи и установке для получения расплавленного чугуна, включающей восстановительную печь. Более конкретно, настоящее изобретение относится к восстановительной печи, включающей устройство для загрузки железосодержащего материала, предотвращающее разделение по крупности, и к установке для получения расплавленного чугуна, включающей восстановительную печь.

Уровень техники

В последнее время получил развитие способ восстановительной плавки, который способен заменить традиционный способ плавки в доменной печи. В способе восстановительной плавки необогащенный уголь непосредственно используют в качестве топлива и восстанавливающего агента, а железную руду непосредственно используют в качестве источника железа. Железную руду восстанавливают в восстановительной печи, и расплавленный чугун получают в плавильной печи-газификаторе. Угольные брикеты, получаемые прессованием и формованием необогащенного угля с получением заданных размеров, подают в плавильную печь-газификатор, и кислород подают в плавильную печь-газификатор для сжигания брикетов угля. Таким образом, можно плавить восстановленное железо.

Железную руду подают в восстановительную печь для восстановления железной руды. Железную руду можно загружать непосредственно в восстановительную печь без использования дополнительных устройств, но она может распределяться в восстановительной печи неравномерно. Таким образом, внутри восстановительной печи может происходить разделение по крупности.

Описание изобретения

В настоящем изобретении обеспечивают восстановительную печь, включающую устройство для загрузки, которое позволяет распределять железосодержащий материал без разделения по крупности.

Кроме того, в настоящем изобретении обеспечивают установку для получения расплавленного чугуна, включающую восстановительную печь.

Согласно воплощениям настоящего изобретения, восстановительная печь для восстановления железосодержащего материала, используемая для получения расплавленного чугуна, включает загрузочное отверстие, в которое загружают железосодержащий материал, первую направляющую пластину, наклоненную в первом направлении в восстановительной печи для направления железосодержащего материала внутрь восстановительной печи, и вторую направляющую пластину, закрепленную и наклоненную во втором направлении, пересекающемся с первым направлением в восстановительной печи, для направления железосодержащего материала, сбрасываемого и направляемого первой направляющей пластиной. Направление падения железосодержащего материала, сбрасываемого и направляемого первой направляющей пластиной, изменяется, когда железосодержащий материал направляется второй направляющей пластиной.

Первая направляющая пластина и вторая направляющая пластина могут быть обращены к загрузочному отверстию. По меньшей мере одна направляющая пластина, выбираемая из группы, состоящей из первой направляющей пластины и второй направляющей пластины, может быть сформирована в виде дуги. Вторая направляющая пластина может находиться на расстоянии от воображаемой линии, проходящей в направлении длины восстановительной печи через центр восстановительной печи, и первая направляющая пластина может пересекать воображаемую линию. Выпуклый участок может быть сформирован в нижней части второй направляющей пластины, и выпуклый участок может быть выгнут в направлении воображаемой линии.

Восстановительная печь может дополнительно включать направляющую трубу, в которой установлены первая направляющая пластина и вторая направляющая пластина. Направляющая труба может включать первую часть направляющей трубы и вторую часть направляющей трубы, соединенную с первой частью направляющей трубы, так что она сообщается с первой частью направляющей трубы. Поперечное сечение первой части направляющей трубы может уменьшаться вдоль направления прохождения железосодержащего материала.

Поперечное сечение первой направляющей трубы может быть больше, чем поперечное сечение второй направляющей трубы. Первая направляющая пластина может включать дугообразную кромку, и дугообразная кромка может контактировать с внутренней поверхностью первой частью направляющей трубы.

Вторая направляющая пластина может быть установлена так, что она пересекает внутреннюю часть второй части направляющей трубы. Первая направляющая пластина может быть установлена в первой части направляющей трубы и второй части направляющей трубы. Вторая часть направляющей трубы может включать наклонную часть, и наклонная часть может быть наклонена в направлении, по существу совпадающем со вторым направлением. Наклонная часть может быть по существу параллельна второй направляющей пластине. Первое направление может проходить к поверхности второй направляющей пластины. Первое и второе направление может образовывать угол от приблизительно 60° до приблизительно 140°.

Выступающий элемент, проходящий в направлении загрузочного отверстия, может быть сформирован на первой направляющей пластине для контакта с железосодержащим материалом. Выступающий элемент может включать первую наклонную поверхность и вторую наклонную поверхность, пересекающуюся с первой наклонной поверхностью, и первая и вторая наклонные поверхности контактируют с первой направляющей пластиной. Конец кромки, сформированной в месте пересечения первой и второй наклонных поверхностей, может контактировать с первой направляющей пластиной.

Первое направление может находиться под углом от приблизительно 20° до приблизительно 60° относительно воображаемой линии, проходящей в направлении длины восстановительной печи через центр восстановительной печи, и второе направление может находиться под углом от приблизительно 20° до приблизительно 60° относительно воображаемой линии, проходящей в направлении длины восстановительной печи через центр восстановительной печи.

Железосодержащий материал может включать частично восстановленное железо или железную руду.

В соответствии с воплощениями настоящего изобретения, установка для получения расплавленного чугуна может включать восстановительную печь для восстановления железосодержащего материала с получением восстановленного железа и плавильную печь-газификатор, соединенную с восстановительной печью. Восстановленное железо загружают в плавильную печь-газификатор для получения расплавленного чугуна. Восстановительная печь может включать загрузочное отверстие, в которое загружают железосодержащий материал, первую направляющую пластину, наклоненную в первом направлении в восстановительной печи, для направления железосодержащего материала внутрь восстановительной печи, и вторую направляющую пластину, закрепленную и наклоненную во втором направлении, пересекающемся с первым направлением в восстановительной печи, для направления железосодержащего материала, сбрасываемого и направляемого первой направляющей пластиной. Направление падения железосодержащего материала, сбрасываемого и направляемого первой направляющей пластиной, изменяется, когда железосодержащий материал направляется второй направляющей пластиной.

Восстановительная печь может быть восстановительной печью с уплотненным слоем, и железосодержащий материал может включать железную руду. Установка может дополнительно включать устройство для получения прессованного железа, соединенное с восстановительной печью с уплотненным слоем, для обеспечения восстановительной печи с уплотненным слоем железосодержащим материалом. Железосодержащий материал может быть спрессован с помощью устройства для получения прессованного железа.

Установка может дополнительно включать восстановительную печь с псевдоожиженным слоем, соединенную с устройством для получения прессованного железа, для обеспечения устройства для получения прессованного железа железосодержащим материалом. Восстановительная печь с псевдоожиженным слоем может обеспечивать предварительное восстановление железосодержащего материала.

Восстановительная печь может включать устройство для загрузки. Таким образом, железосодержащий материал может быть однородно распределен. Кроме того, может быть предотвращено разделение по крупности железосодержащего материала.

Описание чертежей

На Фиг.1 схематически представлена установка для получения расплавленного чугуна 100 в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения.

На Фиг.2 представлено увеличенное поперечное сечение области II на Фиг.1.

На Фиг.3 представлен неполный вид в разрезе, демонстрирующий устройство 50 для загрузки по Фиг.2.

На Фиг.4 представлен увеличенный вид устройства 50 для загрузки по Фиг.2.

На Фиг.5 представлено установка для получения расплавленного чугуна 200 в соответствии со вторым воплощением настоящего изобретения.

На Фиг.6 и 7 представлено распределение железосодержащего материала в соответствии с примером и сравнительным примером соответственно.

Лучший вариант осуществления изобретения

Настоящее изобретение описано далее более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены в качестве примеров воплощения изобретения. Однако изобретение может быть реализовано в различных формах и его не следует ограничивать воплощениями, описанными здесь. Эти воплощения представлены для того, чтобы данное описание было подробным и полным, а также полностью отражало область защиты изобретения для специалистов в данной области техники.

Следует понимать, что если элемент или слой описывают как находящийся "на", "соединен с" и/или "объединен с" другим элементом или слоем, элемент или слой могут находится непосредственно на, соединены и/или объединены с другим элементом или слоем, или могут присутствовать промежуточные элементы или слои. Напротив, если элемент описывают как находящийся "непосредственно на", "непосредственно соединен с" и/или "непосредственно объединен с" другим элементом или слоем, промежуточные элементы или слои отсутствуют.

Также следует понимать, что хотя термины "первый", "второй" и так далее могут быть использованы здесь для описания различных элементов, компонентов, областей, слоев и/или секций, не следует считать, что описание ограничено этими терминами. Эти термины используют только для удобства различения одного элемента, компонента, области, слоя и/или секции от другого элемента, компонента, области, слоя и/или секции. Например, первый элемент, компонент, область, слой и/или секция могут быть названы вторым элементом, компонентом, областью, слоем и/или секцией без отклонения от сущности настоящего изобретения.

Относящиеся к расположению в пространстве термины, такие как "внизу", "под", "нижний", "над", "верхний" и подобные термины, могут быть использованы для описания расположения элемента и/или детали относительно другого(их) элемента(ов) и/или детали(ей), как, например, представлено на чертежах. Следует понимать, что относящиеся к расположению в пространстве термины охватывают различные положения устройства в пространстве при использовании и/или эксплуатации, кроме того положения, которое представлено на чертежах. Например, если устройство на чертежах перевернуто, элементы, описанные как под и/или внизу других элементов или деталей, тогда будут расположены над другими элементами или деталями. Устройство может быть расположено по-другому (повернуто на 90 градусов или в других положениях), и описания, относящиеся к расположению в пространстве, должны быть изменены соответственно.

Терминологию, используемую здесь, применяют только с целью описания конкретных воплощений, и она не подразумевает ограничение данного изобретения.

Как используют здесь, термины единственного числа подразумевают также включение и множественного числа, если в контексте ясно не указано иное. Также следует понимать, что термины "включает" и "включающий" указывают на присутствие определенных признаков, целых частей, стадий, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают присутствие и/или добавление одного или более других признаков, целых частей, стадий, операций, элементов, компонентов и/или их групп.

Как используют здесь, выражения "по меньшей мере", "один или более" и "и/или" являются допускающими изменения выражениями, которые являются как объединяющими, так и разделяющими. Например, каждое из выражений "по меньшей мере один из А, В и С", "по меньшей мере один из А, В или С", "один или более из А, В и С", "один или более из А, В или С" и "А, В и/или С" включают следующие значения: отдельно А; отдельно В; отдельно С; А и В вместе; А и С вместе; В и С вместе и все три А, В и С вместе. Более того, данные выражения являются допускающими изменения выражениями, если не определено обратное путем их сочетания с выражением "состоит из". Например, выражение "по меньшей мере А, В и С" также может включать четыре элемента, тогда как выражение "по меньшей мере один выбираемый из группы состоящей из А, В и С" это исключает.

Как используют в данной работе, выражение "или" не является "исключительно или", если его не используют вместе с "либо". Например, выражение "А, В или С" включает отдельно А; отдельно В; отдельно С; А и В вместе; А и С вместе; В и С вместе и все три А, В и С вместе, тогда как выражение "либо А, В или С" означает отдельно А, отдельно В, отдельно С и не означает оба А и В вместе; оба А и С вместе; оба В и С вместе, и все три А, В и С вместе.

Если не определено иное, все термины (включая технические и научные термины), используемые здесь, могут иметь такое же значение, как и обычное понятное специалисту в данной области техники значение. Дополнительно следует понимать, что термины, определенные в распространенных словарях, следует понимать в соответствии с их значением в контексте этого описания и соответствующей области техники и их не следует интерпретировать в идеализированном и/или слишком формальном смысле, если это специально не указано.

Воплощения настоящего изобретения могут быть описаны со ссылками чертежи поперечного сечения, на которых схематически представлены идеализированные воплощения настоящего изобретения. В этой связи подразумеваются отклонения от форм, изображенных на чертежах, в результате, например, технологий производства и/или допустимых отклонений. Таким образом, воплощения настоящего изобретения не следует ограничивать конкретными формами областей, проиллюстрированными на чертежах, но эти воплощения включают отклонения от формы, которые являются результатом, например, изготовления. Например, область, представленная как прямоугольник, может иметь закругленные или изогнутые элементы. Таким образом, области, представленные на чертежах, являются схематическими по своему характеру и не ограничивают область защиты настоящего изобретения. Подобные обозначения позиций относятся к подобным элементам на всех чертежах.

Железосодержащий материал может представлять собой железо или материал, содержащий железо. Например, железосодержащий материал может дополнительно включать добавку. Железосодержащий материал может включать железную руду. Кроме того, железосодержащий материал может представлять собой чистое железо, окисленное железо или восстановленное железо. Железосодержащий материал может иметь различный размер частиц. Таким образом, железосодержащий материал может включать гранулы, мелкую железную руду, крупнозернистую железную руду, прессованное железо и т.д.

Восстановительная печь представляет собой устройство, которое обеспечивает восстановление железосодержащего материала. Восстановительная печь может включать восстановительную печь с псевдоожиженным слоем или восстановительную печь с уплотненным слоем.

На Фиг.1 схематически представлена установка 100 для получения расплавленного чугуна в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения.

Как представлено на Фиг.1, установка для получения расплавленного чугуна 100 включает восстановительную печь 10 с псевдоожиженным слоем, восстановительную печь 20 с уплотненным слоем, устройство 30 для получения прессованного железа и плавильную печь-газификатор 40.

Установка 100 для получения расплавленного чугуна может обеспечивать получение расплавленного чугуна с использованием железной руды или угля. Здесь железная руда может быть мелкой железной рудой или крупнозернистой железной рудой. Мелкая железная руда может иметь более мелкий размер частиц, чем крупнозернистая руда. Например, размер частиц мелкой железной руды может быть менее приблизительно 8 мм, а размер частиц крупнозернистой руды может быть более приблизительно 8 мм. Восстановление в псевдоожиженном слое мелкой железной руды может быть достигнуто, когда мелкая железная руда проходит через восстановительную печь 10 с псевдоожиженным слоем. Крупнозернистую руду восстанавливают с помощью восстановительной печи 20 с уплотненным слоем.

Восстановительная печь 10 с псевдоожиженным слоем может обеспечивать псевдоожиженный слой железной руды внутри восстановительной печи 10 с псевдоожиженным слоем, и мелкая железная руда может быть использована в качестве железной руды. Ингредиент может быть добавлен в восстановительную печь 10 с псевдоожиженным слоем. Псевдоожиженный слой формируют в восстановительной печи 10 с псевдоожиженным слоем для восстановления железной руды. Восстановительная печь 10 с псевдоожиженным слоем включает первую восстановительную печь 12 с псевдоожиженным слоем, вторую восстановительную печь 14 с псевдоожиженным слоем, третью восстановительную печь 16 с псевдоожиженным слоем и четвертую восстановительную печь 18 с псевдоожиженным слоем. Может быть использована по меньшей мере одна восстановительная печь с псевдоожиженным слоем, хотя на Фиг.1 показаны четыре восстановительные печи с псевдоожиженным слоем. Кроме того, восстановительная печь с псевдоожиженным слоем на Фиг.1 приведена в качестве примера настоящего изобретения, и восстановительная печь с псевдоожиженным слоем не ограничивает область защиты настоящего изобретения. Таким образом, могут быть использованы другие виды восстановительных печей.

Первая восстановительная печь 12 с псевдоожиженным слоем может обеспечивать предварительное нагревание железной руды с использованием восстановительного газа, выпускаемого из второй восстановительной печи 14 с псевдоожиженным слоем. Вторая восстановительная печь 14 с псевдоожиженным слоем и третья восстановительная печь 16 с псевдоожиженным слоем могут обеспечивать предварительное восстановление предварительно нагретой железной руды, а четвертая восстановительная печь 18 с псевдоожиженным слоем может обеспечивать окончательное восстановление предварительно восстановленной железной руды с получением восстановленного железа. Восстановленное железо преобразуют в прессованное железо с помощью устройства 30 для получения прессованного железа.

Устройство 30 для получения прессованного железа включает загрузочный бункер 32, пару валков 34 и дробилку 36. Кроме того, устройство 30 для получения прессованного железа может включать другой блок. Загрузочный бункер 32 обеспечивает возможность хранения восстановленного железа. Пара валков 34 обеспечивает возможность прессования и формования восстановленного железа, поступающего из загрузочного бункера 32, с получением прессованного железа в форме ленты. Прессованное железо дробят с помощью дробилки 36 и затем преобразуют в устройстве 38 для выравнивания давления в горячем состоянии.

Устройство 38 для выравнивания давления в горячем состоянии позволяет регулировать давление между обоими концевыми участками, чтобы загружать прессованное железо в восстановительную печь 20 с уплотненным слоем. Крупнозернистую железную руду также загружают в восстановительную печь 20 с уплотненным слоем. Крупнозернистую железную руду можно не загружать в восстановительную печь 20 с уплотненным слоем, хотя на Фиг.1 показано, что крупнозернистую железную руду загружают в восстановительную печь с уплотненным слоем. Прессованное железо и крупнозернистую железную руду можно загружать в восстановительную печь 20 с уплотненным слоем одновременно, или прессованное железо и крупнозернистую железную руду можно загружать поочередно. Восстановительный газ подают в восстановительную печь 20 с уплотненным слоем через линию 43 подачи восстановительного газа. Уплотненный слой формируют в восстановительной печи 20 с уплотненным слоем так, чтобы прессованное железо и железосодержащий материал, включающий крупнозернистую железную руду, могли превращаться в восстановительное железо.

Восстановленное железо загружают в плавильную печь-газификатор 40. Кроме того, кусковой углеродистый материал, включающий летучее вещество, загружают в плавильную печь-газификатор 40. Кусковой углеродистый материал используют в качестве источника тепла для расплавления железосодержащего материала. Кусковой углеродистый материал может представлять собой угольные брикеты или стержень, и угольные брикеты могут быть получены прессованием и формованием угольной пыли. Кроме того, в плавильную печь-газификатор 40 можно загружать кокс.

Кусковой углеродистый материал загружают в плавильную печь-газификатор 40 для получения уплотненного угольного слоя. Кислород (O₂) подают внутрь плавильной печи-газификатора 40, и его подают в уплотненный угольный слой с получением зоны циркуляции. Кусковой углеродистый материал сжигают в зоне циркуляции с получением восстановительного газа, и восстановительный газ подают в восстановительную печь 10 с псевдоожиженным слоем и в восстановительную печь 20 с уплотненным слоем через линию 42 подачи восстановительного газа и линию 43 подачи восстановительного газа соответственно. Восстановительная печь 10 с псевдоожиженным слоем и восстановительная печь 20 с уплотненным слоем обеспечивают возможность восстановления железной руды с использованием восстановительного газа. Восстановленное железо расплавляют посредством сжигания кускового углеродистого материала. При плавлении восстановленного железа получают расплавленный чугун, и его выгружают. Далее внутренняя конструкция восстановительной печи 20 с уплотненным слоем по Фиг.1 описана более подробно.

На Фиг.2 представлено увеличенное поперечное сечение области II на Фиг.1.

Воображаемая линия С (т.е. пунктирная линия) на Фиг.2 проходит через центр восстановительной печи 20 с уплотненным слоем и в направлении длины (т.е. направление по оси z) восстановительной печи 20 с уплотненным слоем.

Как показано на Фиг.2, восстановительная печь 20 с уплотненным слоем включает загрузочное отверстие 22 и устройство 50 для загрузки. Железосодержащий материал загружают через загрузочное отверстие 22, устройство 50 для загрузки обеспечено с внутренней стороны восстановительной печи 20 с уплотненным слоем, и железосодержащий материал восстанавливают в нижней области устройства 50 для загрузки.

Загрузочное отверстие 22 обеспечено над восстановительной печью 20 с уплотненным слоем. Железосодержащий материал загружают в восстановительную печь 20 с уплотненным слоем по линии 39 подачи, соединенной с устройством 38 для выравнивания давления в горячем состоянии (см. Фиг.1). Устройство 50 для загрузки направляет сбрасываемый железосодержащий материал для регулировки направления падения. Таким образом, устройство 50 для загрузки обеспечивает возможность регулирования распределения железосодержащего материала внутри восстановительной печи 20 с уплотненным слоем. Устройство 50 для загрузки включает первую направляющую пластину 52, вторую направляющую пластину 54 и направляющую трубу 56.

Первая направляющая пластина 52 расположена так, что она пересекается с воображаемой линией С. Это означает, что первая направляющая пластина 52 расположена в центре восстановительной печи 20 с уплотненным слоем. Поверхность 521 первой направляющей пластины 52 может быть обращена к загрузочному отверстию 22, и первая направляющая пластина может быть наклонена в первом направлении и установлена в направляющей трубе 56. Здесь первое направление представляет собой направление, в котором первая направляющая пластина 52 проходит сверху вниз. Выступающий элемент 522 сформирован на поверхности 521 первой направляющей пластины 52, выступающий элемент 522 может пересекаться с воображаемой линией С, и выступающий элемент может проходить в направлении загрузочного отверстия 22.

Вторая направляющая пластина 54 расположена под первой направляющей пластиной 52 на расстоянии от первой направляющей пластиной. Это означает, что вторая направляющая пластина 54 расположена так, что может находиться на расстоянии от воображаемой линии С. Поверхность 541 второй направляющей пластины 54 может быть обращена к загрузочному отверстию 22. Вторая направляющая пластина 54 может быть наклонена во втором направлении. Здесь второе направление представляет собой направление, в котором вторая направляющая пластина 54 проходит сверху вниз. Второе направление может пересекаться с первым направлением так, что первая направляющая пластина 52 и вторая направляющая пластина 54 могут быть обращены в различных направлениях.

Направляющая труба 56 может направлять железосодержащий материал внутрь направляющей трубы 56. Направляющая труба закреплена внутри восстановительной печи 20 с уплотненным слоем с помощью фиксирующего элемента (не показан). Первая направляющая пластина 52 и вторая направляющая пластина 54 установлены с внутренней стороны направляющей трубы 56, и направляющая труба 56 включает первую часть 561 направляющей трубы и вторую часть 562 направляющей трубы.

Первая часть 561 направляющей трубы расположена непосредственно под загрузочным отверстием 22. Поперечное сечение первой части 561 направляющей трубы может уменьшаться в направлении прохождения железосодержащего материала. Это означает, что в разрезе первой части 561 направляющей трубы в любом направлении плоскости xy поперечное сечение первой части 561 направляющей трубы может уменьшаться в направлении прохождения железосодержащего материала. Таким образом, железосодержащий материал, загружаемый в восстановительную печь 20 с уплотненным слоем через линию 39 подачи, может накапливаться в первой части 561 направляющей трубы и затем сбрасываться вниз.

Вторая часть 562 направляющей трубы может находиться в сообщении с первой частью 561 направляющей трубы и может быть расположена под первой частью 561 направляющей трубы. Таким образом, вторая часть 562 направляющей трубы может контактировать с первой частью 561 направляющей трубы на участке второй части 562 направляющей трубы, где поперечное сечение минимально. Таким образом, поперечное сечение первой части 561 направляющей трубы может быть больше, чем поперечное сечение второй части 562 направляющей трубы. В результате, железосодержащий материал, накапливающийся в первой части 561 направляющей трубы, не рассеивается во второй части 562 направляющей трубы и фактически попадает в отверстие 24 для сброса, как показано стрелкой.

Вторая часть 562 направляющей трубы включает наклонную часть 562а. Наклонная часть 562а может быть обращена к отверстию 24 для сброса. Таким образом, наклонная часть 562а может направлять железосодержащий материал так, что железосодержащий материал попадает в отверстие 24 для сброса. Наклонная часть 562а может находиться на расстоянии от второй направляющей пластины 54, и она может быть наклонена в направлении, по существу совпадающем со вторым направлением. Таким образом, железосодержащий материал можно сбрасывать в направлении, по существу совпадающем с направлением падения, в котором сбрасывается железосодержащий материал, направляемый второй направляющей пластиной 54. В результате, железосодержащий материал может быть эффективно сброшен без столкновений частиц друг с другом.

На Фиг.3 представлен неполный вид в разрезе, демонстрирующий устройство 50 для загрузки по Фиг.2. На Фиг.3 представлена внутренняя часть устройства 50 для загрузки с позиции загрузочного отверстия 22.

Как показано на Фиг.3, первая направляющая пластина 52 сформирована в первой части 561 направляющей трубы и второй части 562 направляющей трубы. Это означает, что верхняя часть первой направляющей пластины 52 расположена в первой части 561 направляющей трубы, а нижняя часть первой направляющей пластины 52 расположена во второй части 562 направляющей трубы. Первая направляющая пластина 52 включает дугообразную кромку 523. Кромка 523 может иметь форму дуги, соответствующей внутренней форме первой направляющей трубы 56. Таким образом, первая направляющая пластина может плотно прилегать к внутренней поверхности направляющей трубы 56. В результате, железосодержащий материал может не просачиваться между первой направляющей пластиной 52 и направляющей трубой 56. Другая кромка 525, расположенная напротив кромки 523, может иметь выпуклую форму относительно центра направляющей трубы 56.

Как показано на Фиг.3, выступающий элемент 522 может быть обеспечен на первой направляющей пластине 52. Выступающий элемент 522 может препятствовать прохождению железосодержащего материала, загружаемого через загрузочное отверстие 22, и может включать наклонные поверхности 522а и 522b. Наклонные поверхности 522а и 522b могут включать первую наклонную поверхность 522а и вторую наклонную поверхность 522b. Первая наклонная поверхность 522а и вторая наклонная поверхность 522b могут контактировать с первой направляющей пластиной 52. Таким образом, железосодержащий материал может не просачиваться между выступающим элементом 522 и первой направляющей пластиной 52. Первая наклонная поверхность 522а и вторая наклонная поверхность 522b могут пересекаться, образуя кромку 5221. Конец 5221а кромки 5221 может контактировать с первой направляющей пластиной 52 так, что сбрасываемый железосодержащий материал может не проходить между выступающим элементом 522 и первой направляющей пластиной 52.

Как показано на Фиг.3, вторая направляющая пластина 54 может быть установлена во второй части 562 направляющей трубы. Вторая направляющая пластина 54 может пересекать внутреннюю часть второй части 562 направляющей трубы, и обе кромки второй направляющей пластины 54 могут быть закреплены на второй части 562 направляющей трубы. Вторая направляющая пластина 54 включает выпуклую часть 542, обеспеченную под второй направляющей пластиной 54. Таким образом, железосодержащий материал может проходить через выпуклую часть 542 с разделением по обе стороны выпуклой части 542 при сбрасывании железосодержащего материала. Железосодержащий материал может быть однородно распределен с помощью выпуклой части 542.

Наклонная часть 562а может находиться на расстоянии от второй направляющей пластины 54. Таким образом, может быть обеспечен промежуток между наклонной частью 562а и второй направляющей пластиной 54. Часть железосодержащего материала, направляемого вдоль первой направляющей пластины 52, может сбрасываться через промежуток, обеспеченный между наклонной частью 562а и второй направляющей пластиной 54, а оставшийся железосодержащий материал может сбрасываться вдоль второй направляющей пластины 54.

На Фиг.4 представлен увеличенный вид устройства 50 для загрузки по Фиг.2. Сплошной стрелкой на Фиг.4 показано первое направление. Пунктирной стрелкой на Фиг.4 показано второй направление.

Как показано на Фиг.4, первая направляющая пластина 52 и вторая направляющая пластина 52 могут образовывать угол (θ1) и угол (θ2) соответственно относительно воображаемой линии (С). Здесь угол (θ1) может составлять от приблизительно 20° до приблизительно 60°. Если угол (θ1) составляет менее приблизительно 20°, железосодержащий материал может контактировать с первой направляющей пластиной 52 и падать без контакта со второй направляющей пластиной 54. Если угол (θ1) составляет более приблизительно 60°, железосодержащий материал может не падать и железосодержащий материал может накапливаться на первой направляющей пластине 52. Кроме того, если угол (θ2) составляет менее приблизительно 20°, железосодержащий материал не может эффективно попадать на вторую направляющую пластину 54, так что направление железосодержащего материала может быть трудно изменить. Кроме того, когда угол (θ2) превышает приблизительно 60°, железосодержащий материал может не падать и железосодержащий материал может накапливаться между первой направляющей пластиной 52 и второй направляющей пластиной 54. Кроме того, если угол (θ1) и угол (θ2) превышают приблизительно 60°, скорость падения железосодержащего материала может настолько уменьшиться, что можно не обеспечить эффективную подачу железосодержащего материала. Кроме того, время, необходимое для осуществления процесса, может увеличиваться.

Кроме того, как показано на Фиг.4, первое направление и второе направление могут образовывать угол (θ3). Здесь угол (θ3) может составлять от приблизительно 60° до приблизительно 140°. Если угол (θ3) составляет менее приблизительно 60°, скорость падения железосодержащего материала может быстро уменьшаться, когда железосодержащий материал направляют от первой направляющей пластины 52 ко второй направляющей пластине 54. Таким образом, железосодержащий материал может накапливаться между первой направляющей пластиной 52 и второй направляющей пластиной 54. Кроме того, если угол (θ3) превышает приблизительно 140°, направление прохождения железосодержащего материала может быть трудно изменить. Таким образом, трудно однородно распределить железосодержащий материал внутри восстановительной печи 20 с уплотненным слоем (см. Фиг.1).

Как показано на Фиг.4, направление прохождения железосодержащего материала может быть изменено с помощью первой направляющей пластины 52 и второй направляющей пластины 54 при сбрасывании железосодержащего материала. Железосодержащий материал может направляться во втором направлении второй направляющей пластиной 54. Таким образом, железосодержащий материал может быть сброшен в требуемом направлении путем регулирования первого и второго направления.

Выступающий элемент 522 обеспечивает возможность распределения железосодержащего материала, сбрасываемого по центру первой направляющей пластины 52, на левую или правую стороны. Таким образом, может быть предотвращено разделение по крупности при прохождении железосодержащего материала первой направляющей пластины 52. Затем железосодержащий материал направляют с помощью второй направляющей пластины 54, и затем распределяют на левую и правую стороны второй направляющей пластины 54 с помощью выпуклой части 542. Таким образом, железосодержащий материал, в котором предотвращено разделение по крупности при прохождении второй направляющей пластины 54, может быть однородно распределен и сброшен в направлении отверстия 24 для сброса (см.Фиг.2).

На Фиг.5 представлена установка 200 для получения расплавленного чугуна в соответствии со вторым воплощением настоящего изобретения. Установка 200 для получения расплавленного чугуна на Фиг.5 по существу аналогична установке 100 для получения расплавленного чугуна на Фиг.1. Таким образом, те же обозначения позиций могут быть использованы для обозначения тех же или подобных деталей, и дополнительные пояснения могут быть опущены.

Как показано на Фиг.5, установка 200 для получения расплавленного чугуна включает восстановительную печь 20 с уплотненным слоем. Железную руду загружают в восстановительную печь 20 с уплотненным слоем, и восстановительный газ, полученный из плавильной печи-газификатора 40, может быть направлен в восстановительную печь 20 с уплотненным слоем через линию 43 подачи восстановительного газа.

Таким образом, восстановительная печь 20 с уплотненным слоем может преобразовывать железную руду с использованием восстановительного газа. Восстановленное железо загружают в плавильную печь-газификатор 40 и затем плавят с помощью уплотненного слоя угля, сформированного из кускового углеродистого материала. Таким образом, расплавленный чугун 40 может быть получен с помощью плавильной печи-газификатора 40. Здесь восстановительная печь 20 с уплотненным слоем может включать устройство 50 для загрузки (см. Фиг.2).

Далее настоящее изобретение описано более подробно со ссылками на примеры. Примеры представлены с целью иллюстрации и не ограничивают область защиты изобретения.

Пример

Восстановленное железо загружали в восстановительную печь с уплотненным слоем, показанную на Фиг.2. Затем измеряли распределение восстановленного железа, накопленного внутри восстановительной печи с уплотненным слоем, с использованием центра восстановительной печи с уплотненным слоем в качестве начала координат. Распределение восстановленного железа во всех направлениях относительно начала координат показано с помощью графика.

Результаты примера

На Фиг.6 представлено распределение падения восстановленного железа в соответствии с примером. Круг на Фиг.6 представляет собой внутреннее поперечное сечение восстановительной печи с уплотненным слоем. Область, представленная жирной линией на Фиг.6, является областью, в которой распределено восстановленное железо с размером частиц выше приблизительно 20 мм, а область, представленная тонкой линией, является областью, в которой распределено восстановленное железо с размером частиц менее приблизительно 20 мм.

Как показано на Фиг.6, восстановленное железо однородно распределено в восстановительной печи с уплотненным слоем во всех направлениях. Это означает, что восстановленное железо не скапливается в заданном направлении, и разделение по крупности может не происходить. Восстановленное железо однородно распределяется относительно центра отверстия для сброса, независимо от размера частиц.

Сравнительный пример

Восстановленное железо загружали в восстановительную печь с уплотненным слоем, которая не содержит устройства для загрузки. Измеряли распределение восстановленного железа, накопленного внутри восстановительной печи с уплотненным слоем, с использованием центра восстановительной печи с уплотненным слоем в качестве начала координат. Распределение восстановленного железа во всех направлениях относительно начала координат представлено с помощью графика.

Результаты сравнительного примера

На Фиг.7 представлено распределение падения восстановленного железа в соответствии со сравнительным примером. Круг на Фиг.7 представляет собой внутреннее поперечное сечение восстановительной печи с уплотненным слоем.

Область, представленная жирной линией на Фиг.7, является областью, в которой распределено восстановленное железо с размером частиц выше приблизительно 20 мм, а область, представленная тонкой линией, является областью, в которой распределено восстановленное железо с размером частиц менее приблизительно 20 мм.

Как показано на Фиг.7, восстановленное железо распределено в восстановительной печи с уплотненным слоем так, что распределение отклонено от центрального направления относительно начала координат.

То есть, распределение восстановленного железа с размером частиц выше приблизительно 20 мм смещено вверх к левой стороне восстановительной печи с уплотненным слоем, а распределение восстановленного железа с размером частиц менее приблизительно 20 мм смещено вниз к правой стороне восстановительной печи с уплотненным слоем. Как описано выше, распределение восстановленного железа отклонено от центрального направления относительно начала координат. Восстановленное железо распределено в противоположных направлениях относительно начала координат, в соответствии с размером частиц.

Как описано в примере, если обеспечено устройство для загрузки, восстановленное железо может быть однородно распределено в восстановительной печи с уплотненным слоем и можно избежать разделения по крупности. Если восстановленное железо однородно распределено в восстановительной печи с уплотненным слоем, поток восстановительного газа в восстановительной печи с уплотненным слоем станет однородным. Таким образом, степень повторного восстановления восстановленного железа может быть значительно повышена. С другой стороны, как указано выше, если устройство для загрузки не обеспечено в восстановительной печи с уплотненным слоем, распределение восстановленного железа не является однородным. Таким образом, трудно увеличить степень повторного восстановления восстановленного железа, поскольку не решена проблема разделения по крупности.

Вышеизложенное представляет иллюстрацию настоящего изобретение и не ограничивает область защиты изобретения. Хотя описано несколько воплощений данного изобретения, специалистам в данном уровне техники абсолютно очевидно, что возможны многочисленные изменения в воплощениях без отклонения от существенных признаков и преимуществ данного изобретения. Соответственно, все такие изменения рассматривают как включенные в область защиты данного изобретения, определенную в формуле изобретения. Следовательно, следует понимать, что вышеизложенное представляет собой иллюстрацию настоящего изобретения, которое не следует ограничивать конкретными раскрытыми воплощениями, и изменения в раскрытых воплощениях, а также в других воплощениях, предполагаются включенными в область защиты изобретения, изложенную в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к восстановительной печи и к установке для получения расплавленного чугуна, включающей упомянутую восстановительную печь и соединенную с ней плавильную печь-газификатор. Восстановительная печь включает загрузочное отверстие, в которое загружают железосодержащий материал, первую направляющую пластину, наклоненную в первом направлении в восстановительной печи, для направления железосодержащего материала внутрь восстановительной печи, и вторую направляющую пластину, закрепленную и наклоненную во втором направлении, пересекающемся с первым направлением в восстановительной печи, для направления железосодержащего материала, сбрасываемого и направляемого первой направляющей пластиной. При этом направление падения железосодержащего материала, сбрасываемого и направляемого первой направляющей пластиной, изменяется, когда железосодержащий материал направляется второй направляющей пластиной. Изобретение обеспечивает распределение и предотвращает разделение по крупности железосодержащего материала при его загрузке. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 пр.

1. Восстановительная печь для восстановления железосодержащего материала, используемая для получения расплавленного чугуна, включающая загрузочное отверстие, через которое загружают железосодержащий материал, первую направляющую пластину, наклоненную в первом направлении в восстановительной печи для направления железосодержащего материала внутрь восстановительной печи, и вторую направляющую пластину, закрепленную и наклоненную во втором направлении, пересекающемся с первым направлением в восстановительной печи, для направления железосодержащего материала, сбрасываемого и направляемого первой направляющей пластиной, где направление падения железосодержащего материала, сбрасываемого и направляемого первой направляющей пластиной, изменяется, когда железосодержащий материал направляется второй направляющей пластиной.

2. Восстановительная печь по п.1, в которой первая направляющая пластина и вторая направляющая пластина обращены к загрузочному отверстию.

3. Восстановительная печь по п.2, в которой по меньшей мере одна направляющая пластина, выбранная из группы, состоящей из первой направляющей пластины и второй направляющей пластины, сформирована в виде дуги.

4. Восстановительная печь по п.1, в которой вторая направляющая пластина находится на расстоянии от воображаемой линии, проходящей по длине восстановительной печи через центр восстановительной печи.

5. Восстановительная печь по п.4, в которой первая направляющая пластина пересекает воображаемую линию.

6. Восстановительная печь по п.4, в которой выпуклый участок сформирован в нижней части второй направляющей пластины, и выпуклый участок выгнут в направлении воображаемой линии.

7. Восстановительная печь по п.1, дополнительно включающая направляющую трубу, в которой установлены первая направляющая пластина и вторая направляющая пластина, где направляющая труба включает первую часть направляющей трубы и вторую часть направляющей трубы, соединенную с первой частью направляющей трубы, так что она сообщается с первой частью направляющей трубы, где поперечное сечение первой части направляющей трубы уменьшается вдоль направления прохождения железосодержащего материала.

8. Восстановительная печь по п.7, в которой поперечное сечение первой направляющей трубы больше, чем поперечное сечение второй направляющей трубы.

9. Восстановительная печь по п.7, в которой первая направляющая пластина включает дугообразную кромку, и дугообразная кромка контактирует с внутренней поверхностью первой части направляющей трубы.

10. Восстановительная печь по п.7, в которой вторая направляющая пластина установлена так, что вторая направляющая пластина пересекает внутреннюю часть второй части направляющей трубы.

11. Восстановительная печь по п.7, в которой первая направляющая пластина установлена в первой части направляющей трубы и второй части направляющей трубы.

12. Восстановительная печь по п.7, в которой вторая часть направляющей трубы включает наклонную часть и наклонная часть наклонена в направлении, по существу, совпадающем со вторым направлением.

13. Восстановительная печь по п.12, в которой наклонная часть, по существу, параллельна второй направляющей пластине.

14. Восстановительная печь по п.1, в которой первое направление проходит к поверхности второй направляющей пластины.

15. Восстановительная печь по п.1, в которой первое и второе направления образуют угол от приблизительно 60° до приблизительно 140°.

16. Восстановительная печь по п.1, в которой выступающий элемент, проходящий в направлении загрузочного отверстия, сформирован на первой направляющей пластине для обеспечения контакта с железосодержащим материалом.

17. Восстановительная печь по п.16, в которой выступающий элемент включает первую наклонную поверхность и вторую наклонную поверхность, пересекающуюся с первой наклонной поверхностью, и первая и вторая наклонные поверхности контактируют с первой направляющей пластиной.

18. Восстановительная печь по п.17, в которой конец кромки, сформированной в месте пересечения первой наклонной поверхности и второй наклонной поверхности, контактирует с первой направляющей пластиной.

19. Восстановительная печь по п.1, в которой первое направление образует угол от приблизительно 20° до приблизительно 60° относительно воображаемой линии, проходящей в направлении длины восстановительной печи через центр восстановительной печи.

20. Восстановительная печь по п.1, в которой второе направление образует угол от приблизительно 20° до приблизительно 60° относительно воображаемой линии, проходящей в направлении длины восстановительной печи через центр восстановительной печи.

21. Восстановительная печь по п.1, в которой железосодержащий материал включает частично восстановленное железо или железную руду.

22. Установка для получения расплавленного чугуна, включающая
восстановительную печь для восстановления железосодержащего материала с получением восстановленного железа, и плавильную печь-газификатор, соединенную с восстановительной печью, причем восстановленное железо загружают в плавильную печь-газификатор для образования расплавленного чугуна, где восстановительная печь включает загрузочное отверстие, в которое загружают железосодержащий материал, первую направляющую пластину, наклоненную в первом направлении в восстановительной печи для направления железосодержащего материала внутрь восстановительной печи, и вторую направляющую пластину, закрепленную и наклоненную во втором направлении, пересекающемся с первым направлением в восстановительной печи, для направления железосодержащего материала, сбрасываемого и направляемого первой направляющей пластиной, где направление падения железосодержащего материала, сбрасываемого и направляемого первой направляющей пластиной, изменяется, когда железосодержащий материал направляется второй направляющей пластиной.

23. Установка по п.22, в которой восстановительная печь представляет собой восстановительную печь с уплотненным слоем.

24. Установка по п.23, в которой железосодержащий материал включает железную руду.

25. Установка по п.23, дополнительно включающая устройство для получения прессованного железа, соединенное с восстановительной печью с уплотненным слоем, для обеспечения восстановительной печи с уплотненным слоем железосодержащим материалом, где железосодержащий материал прессуют с помощью устройства для получения прессованного железа.

26. Установка по п.25, дополнительно включающая восстановительную печь с псевдоожиженным слоем, соединенную с устройством для получения прессованного железа, для обеспечения устройства для получения прессованного железа железосодержащим материалом, где восстановительная печь с псевдоожиженным слоем обеспечивает предварительное восстановление железосодержащего материала.