УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗА Российский патент 2015 года по МПК C21B13/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для получения гранулированного металлического железа таким образом, что загрузку смеси сырьевых материалов, содержащей источник оксида железа и углеродсодержащий восстановитель, помещают на под нагревательной печи типа печи с подвижным подом и нагревают и оксид железа в загрузке восстанавливается, и также относится к способу получения гранулированного металлического железа.

Уровень техники

В процессе разработки находится следующий способ: способ получения железа прямого восстановления для получения металлического железа из смеси сырьевых материалов, содержащей источник оксида железа (далее в некоторых случаях называемый «содержащим оксид железа материалом»), такой как железная руда или оксид железа, и восстановитель (далее в некоторых случаях называемый «углеродсодержащим восстановителем»), содержащий углерод. В способе получения железа прямого восстановления загрузку, сформированную из смеси сырьевых материалов, помещают на под нагревательной печи типа печи с подвижным подом и нагревают в печи теплопереносом в газовой среде или теплотой излучения с использованием нагревательной горелки, и тем самым железная руда в загрузке восстанавливается углеродсодержащим восстановителем, в результате чего может быть получено гранулированное металлическое железо.

Гранулированное металлическое железо (или гранулированный чугун), полученное в нагревательной печи типа печи с подвижным подом, подают в охладитель с помощью загрузочного агрегата (питателя) и охлаждают (Патентный Документ 1). Температура гранулированного металлического железа обычно составляет от около 900ºС до 1000ºС в момент времени, когда гранулированное металлическое железо подают в охладитель. После охлаждения в охладителе до температуры около 150ºС гранулированное металлическое железо выгружают из охладителя. Когда температура гранулированного металлического железа, выгружаемого из охладителя, составляет выше 150ºС, гранулированное металлическое железо реагирует с влагой воздуха, и поэтому на его поверхности может образовываться красная ржавчина.

Когда получают гранулированное металлическое железо, одновременно образуется шлак. Углеродсодержащий материал, используемый в качестве покрытия пода, обычно размещают на поду нагревательной печи типа печи с подвижным подом с целью защиты пода от расплавленного шлака. Поэтому гранулированное металлическое железо выгружают из нагревательной печи типа печи с подвижным подом в виде смеси гранулированного металлического железа со шлаком и покрытием пода. Таким образом, чтобы отделить и извлечь только гранулированное металлическое железо из материала, выгруженного из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, необходимо выполнять магнитную сепарацию (jisen) или просеивание.

Патентный Документ 2 предлагает способ эксплуатации нагревательной печи типа печи с подвижным подом, в котором с высоким выходом извлекают железо прямого восстановления, имеющее размеры, пригодные для практического применения, и уменьшение размеров и техническое обслуживание установки в плане периодичности являются редкими. Этот документ описывает, что восстановленный продукт, полученный в нагревательной печи типа печи с подвижным подом, и часть подового углеродсодержащего материала или весь такой материал выгружают с помощью разгрузочного устройства и затем просеивают, некоторую часть или все куски прошедшего через сито (подрешетчатый продукт) углеродсодержащего материала подвергают магнитной сепарации, подвергнутые магнитной подрешетчатые куски углеродсодержащего материала используют повторно в качестве подового углеродсодержащего материала.

Список цитируемой литературы

Патентная Литература

Патентный Документ 1: Публикация нерассмотренной японской патентной заявки (перевод PCT-заявки) № 2009-530501

Патентный Документ 2: Публикация нерассмотренной японской патентной заявки № 2008-189972

Сущность изобретения

Техническая проблема

Как описано в Патентном Документе 1, когда материал, выгруженный из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, охлаждается до температуры около 150ºС, покрытие пода, смешанное с выгружаемым материалом, также охлаждается до температуры около 150ºС. С другой стороны, внутренность нагревательной печи типа печи с подвижным подом нагрета до температуры от около 1200ºС до 1500ºС. Поэтому, если охлажденное покрытие пода возвращают в нагревательную печь типа печи с подвижным подом и повторно используют, то температура внутри нее снижается. Таким образом, чтобы повторно использовать покрытие пода без снижения температуры внутри печи, его необходимо повторно нагревать. Кроме того, в случае охлаждения выгруженного материала нельзя эффективно использовать значительное теплосодержание гранулированного металлического железа.

Патентный Документ 2 описывает, что малоразмерные куски углеродсодержащего материала, которые получены просеиванием восстановленного продукта и выгруженного углеродсодержащего материала через сито, подвергают магнитной сепарации. Однако непосредственно в качестве продукта извлекают остающееся на сите железо прямого восстановления. Проведенные авторами изобретения исследования показали, что куски с повышенными размерами содержат шлак и тому подобное, в дополнение к железу прямого восстановления, и поэтому выход железа прямого восстановления, полученного раскрытым в Патентном Документе 2 способом, является низким.

Настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеуказанных обстоятельств. Цель настоящего изобретения состоит в создании устройства, способного производить гранулированное металлическое железо с высоким выходом. Еще одной целью настоящего изобретения является создание способа, который обеспечивает возможность повторного использования покрытия пода, содержащегося в материале, выгруженном из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, без повторного нагревания покрытия пода, и который обеспечивает производство высокотемпературного гранулированного металлического железа.

Разрешение проблемы

Устройство для получения гранулированного металлического железа согласно настоящему изобретению, причем устройство способно разрешить вышеуказанные проблемы, представляет собой устройство для получения гранулированного металлического железа таким образом, что загрузку смеси сырьевых материалов, содержащей источник оксида железа и углеродсодержащий восстановитель, помещают на под нагревательной печи типа печи с подвижным подом и нагревают и оксид железа в загрузке восстанавливается. Устройство имеет такую схему, что устройство включает нагревательную печь типа печи с подвижным подом, ситовую установку, первый магнитный сепаратор, второй магнитный сепаратор, канал, через который материал, выгруженный из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, направляют в ситовую установку, канал, через который крупнозернистые гранулы (мелочь), отделенные в ситовой установке, подают в первый магнитный сепаратор, и канал, через который мелкозернистые гранулы, отделенные в ситовой установке, подают во второй магнитный сепаратор.

Кроме того, устройство предпочтительно включает в себя канал, через который немагнитный материал, отсортированный во втором магнитном сепараторе, возвращают в нагревательную печь типа печи с подвижным подом.

Способ получения гранулированного металлического железа согласно настоящему изобретению, причем способ в состоянии разрешить вышеуказанные проблемы, представляет собой способ получения гранулированного металлического железа таким образом, что загрузку смеси сырьевых материалов, содержащей источник оксида железа и углеродсодержащий восстановитель, помещают на под нагревательной печи типа печи с подвижным подом и нагревают и оксид железа в загрузке восстанавливается. Способ имеет такую конфигурацию, что способ включает стадии, в которых просеивают материал, выгруженный из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, с разделением на крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы при температуре от 200ºС до 650ºС в ситовой установке, разделяют крупнозернистые гранулы, полученные просеиванием, на магнитный материал и немагнитный материал в первом магнитном сепараторе, разделяют мелкозернистые гранулы, полученные просеиванием, на магнитный материал и немагнитный материал во втором магнитном сепараторе и возвращают немагнитный материал, отсортированный во втором магнитном сепараторе, в нагревательную печь типа печи с подвижным подом.

Магнитный материал, отсортированный в первом магнитном сепараторе, и/или магнитный материал, отсортированный во втором магнитном сепараторе, возвращают в сталеплавильную печь, и тем самым он может быть использован в качестве источника железа. Пороговое значение размера предпочтительно регулируют на величину от 2 мм до 8 мм в отношении диаметра гранул перед тем, как материал, выгруженный из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, просеивают с разделением на крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы в ситовой установке.

Преимущественные результаты изобретения

В соответствии с устройством для получения гранулированного металлического железа согласно настоящему изобретению эффективность магнитной сепарации может быть повышена таким образом, что крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы, разделенные в ситовой установке, рассортировывают в соответственно соотнесенных магнитных сепараторах; тем самым может быть увеличена степень извлечения гранулированного металлического железа.

В соответствии со способом получения гранулированного металлического железа согласно настоящему изобретению, материал, выгруженный из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, просеивают с разделением на крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы при температуре от 200ºС до 650ºС в ситовой установке, и крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы, полученные просеиванием, по отдельности рассортировывают в соответственно соотнесенных магнитных сепараторах при надлежащих условиях; тем самым покрытие пода, содержащееся в выгруженном материале, может быть возвращено в нагревательную печь типа печи с подвижным подом, причем покрытие пода поддерживается при высокой температуре. Таким образом, гранулированное металлическое железо может быть получено таким образом, что сокращается потеря энергии вследствие повторного использования покрытия пода. Кроме того, гранулированное металлическое железо может быть извлечено при вышеуказанной температуре просеиванием с поддержанием гранулированного металлического железа при высокой температуре, и поэтому может быть эффективно использовано существенное теплосодержание гранулированного металлического железа.

Краткое описание чертежа

[Фиг. 1] Фиг. 1 представляет иллюстрацию, показывающую этапы получения гранулированного металлического железа из загрузки.

Описание вариантов исполнения

Для получения гранулированного металлического железа таким образом, что загрузку смеси сырьевых материалов, содержащей источник оксида железа и углеродсодержащий восстановитель, помещают на под нагревательной печи типа печи с подвижным подом и нагревают и оксид железа в загрузке восстанавливается, авторы настоящего изобретения провели обстоятельные исследования с целью повышения степени извлечения гранулированного металлического железа, и с целью получения гранулированного металлического железа таким образом, что сокращается потеря энергии, когда покрытие пода, содержащееся в материале, выгруженном из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, повторно используют в нагревательной печи типа печи с подвижным подом. В результате было выяснено, что, когда гранулированное металлическое железо отделяют непосредственной обработкой материала, выгруженного из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, в магнитном сепараторе, мелкозернистые гранулы прилипают к барабану магнитного сепаратора и степень извлечения крупнозернистых гранул снижается. Было установлено, что степень извлечения гранулированного металлического железа может быть повышена таким образом, что материал, выгруженный из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, разделяют на крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы в ситовой установке и крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы рассортировывают по отдельности в соответственно соотнесенных магнитных сепараторах, поскольку эффективность магнитной сепарации может быть повышена по сравнению с ситуацией, где материал, выгруженный из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, подвергают магнитной сепарации без просеивания материала, выгруженного из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, с разделением на крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы. Кроме того, было обнаружено, что просеивание выгруженного материала при температуре от 200ºС до 650ºС позволяет получать гранулированное металлическое железо таким образом, что сокращается потеря энергии вследствие повторного использования покрытия пода, и также позволяет эффективно использовать существенное теплосодержание полученного гранулированного металлического железа, которое остается при высокой температуре, тем самым завершая выполнение настоящего изобретения. Настоящее изобретение описано ниже.

Устройство для получения гранулированного металлического железа согласно настоящему изобретению отличается тем, что включает нагревательную печь типа печи с подвижным подом, ситовую установку, первый магнитный сепаратор и второй магнитный сепаратор. Поток (течение) получаемого из шихты/загрузки гранулированного металлического железа с использованием устройства описан ниже со ссылкой на Фиг. 1.

В Фиг. 1 номер 1 позиции представляет нагревательную печь типа печи с подвижным подом, номер 2 позиции представляет ситовую установку, номер 3 позиции представляет первый магнитный сепаратор, и номер 4 позиции представляет второй магнитный сепаратор. Нагревательная печь 1 типа печи с подвижным подом соединена с ситовой установкой 2 через канал 101. Ситовая установка 2 соединена с первым магнитным сепаратором 3 через канал 102. Ситовая установка 2 соединена со вторым магнитным сепаратором 4 через канал 103. Второй магнитный сепаратор 4 соединен с нагревательной печью 1 типа печи с подвижным подом через канал 104. В Фиг. 1 номер 100 позиции представляет канал, через который загрузку подают в нагревательную печь типа печи с подвижным подом, номер 105 позиции представляет канал, через который выгружают немагнитный материал, отсортированный в первом магнитном сепараторе 3, номер 106 позиции представляет канал, через который выгружают магнитный материал, отсортированный в первом магнитном сепараторе 3, и номер 107 позиции представляет канал, через который выгружают магнитный материал, отсортированный во втором магнитном сепараторе 4.

Течение получаемого из загрузки гранулированного металлического железа является таким, как описано ниже в Пунктах (1)-(5).

(1) Сначала загрузку смеси сырьевых материалов, включающей содержащий оксид железа материал и углеродсодержащий восстановитель, помещают на под нагревательной печи 1 типа печи с подвижным подом через канал 100.

(2) Затем оксид железа в загрузке восстанавливается при нагревании загрузки, помещенной на под нагревательной печи 1 типа печи с подвижным подом, в результате чего получается гранулированное металлическое железо.

Когда получается гранулированное металлическое железо, совместно получается шлак, образованный из оксидов, содержащихся в смеси. Углеродсодержащий материал, используемый в качестве покрытия пода, обычно помещают на под с целью защиты пода от расплавленного шлака и с целью стимулирования восстановления оксида железа в загрузке.

(3) Гранулированное металлическое железо, полученное в нагревательной печи 1 типа печи с подвижным подом, выгружают из печи через канал 101 вместе с совместно образованным шлаком и подовым покрытием и затем подают в ситовую установку 2. В ситовой установке 2 материал, выгруженный из нагревательной печи 1 типа печи с подвижным подом, разделяют на крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы.

(4) Крупнозернистые гранулы, отделенные в ситовой установке 2, подают в первый магнитный сепаратор 3 через канал 102, и затем подвергают магнитной сепарации. С другой стороны, мелкозернистые гранулы, отделенные в ситовой установке 2, направляют во второй магнитный сепаратор 4 через канал 103, и затем подвергают магнитной сепарации. Сепарацию выполняют при надлежащих условиях, в зависимости от объекта магнитной сепарации, с использованием первого магнитного сепаратора 2 и второго магнитного сепаратора 4, в результате чего может быть повышена эффективность магнитной сепарации (тщательность магнитной сепарации), и может быть увеличена степень извлечения гранулированного металлического железа.

То есть выгруженный материал, распределенный по размеру гранул путем разделения крупнозернистых гранул и мелкозернистых гранул в ситовой установке 2, подвергают магнитной сепарации, благодаря чему может быть повышена эффективность магнитной сепарации, по сравнению с магнитной сепарацией выгруженного материала, не распределенного по размеру гранул. В ситуации без распределения гранул по размеру объекты магнитной сепарации имеют различные размеры и поэтому имеют различные массы. Поэтому, даже если объекты магнитной сепарации содержат одинаковое количество железа, объекты магнитной сепарации проявляют магнитное притяжение или не проявляют магнитного притяжения в зависимости от массы объектов магнитной сепарации, что ведет к снижению эффективности магнитной сепарации. Напротив, если объекты магнитной сепарации распределены по размеру гранул перед магнитной сепарацией, размер объектов магнитной сепарации может быть установлен однородным; тем самым масса объектов магнитной сепарации также становится по большей части равномерной. Поэтому, если условия магнитного разделения крупнозернистых гранул и условия магнитного разделения мелкозернистых гранул отрегулированы надлежащим образом, может быть повышена степень извлечения гранулированного металлического железа.

(5) Немагнитный материал, отсортированный во втором магнитном сепараторе 4, может быть возвращен в нагревательную печь типа печи с подвижным подом через канал 104. Магнитный материал, отсортированный во втором магнитном сепараторе 4, может быть подан в сталеплавильную печь через канал 107. Магнитный материал, отсортированный в первом магнитном сепараторе 3, может быть направлен в сталеплавильную печь через канал 106. Немагнитный материал, отсортированный в первом магнитном сепараторе 3, может быть выгружен через канал 105.

Ниже подробнее описана технологическая схема вышеприведенных Пунктов (1)-(5).

(1) В качестве содержащего оксид железа материала могут быть использованы, например, железная руда, железистый песок, пыль сталеплавильного производства, остатки рафинирования цветных металлов, отходы сталеплавильного производства, или тому подобные.

В качестве углеродсодержащего восстановителя может быть применен углеродсодержащий материал и, например, может быть использован уголь, кокс или тому подобное.

Смесь, включающая содержащий оксид железа материал и углеродсодержащий восстановитель, может быть смешана с еще одним компонентом, таким как связующее средство, содержащий MgO материал или содержащий СаО материал. В качестве связующего средства может быть использован, например, полисахарид (например, такой как мука или кукурузный крахмал) или тому подобное. В качестве содержащего MgO материала может быть применен следующий материал: например, порошкообразный MgO, содержащий MgO материал, добытый из природной руды или морской воды, доломит, карбонат магния (MgCO₃) или тому подобное. В качестве содержащего СаО материала, например, могут быть использованы известь (СаО) и известняк (основным компонентом которого является СаСО₃) или тому подобные.

Загрузка не является конкретно ограниченной по форме и может иметь форму, например, гранул или брикетов.

Загрузку помещают на под нагревательной печи 1 типа печи с подвижным подом через канал 100.

Нагревательная печь 1 типа печи с подвижным подом представляет собой нагревательную печь, в которой под перемещается подобно ленточному конвейеру. В частности, в качестве примера может быть приведена печь с вращающимся подом. В печи с вращающимся подом под выполнен с круглой формой (с торообразной формой) так, что начало и конец пода сходятся в одном и том же положении. Загрузка, поданная на под, нагревается и восстанавливается, в то же время перемещаясь вокруг печи, в результате чего получается гранулированное металлическое железо. Таким образом, загрузочное устройство для подачи загрузки в печь размещают в крайнем положении выше по потоку по направлению вращения и разгрузочное устройство размещают в крайнем положении ниже по потоку по направлению вращения (на самом деле, непосредственно выше по потоку относительно загрузочного устройства вследствие вращательной конструкции).

(2) Условия нагревания и восстановления оксида железа в загрузке в печи не являются конкретно ограниченными, и могут представлять собой известные условия. Восстановление может быть выполнено при нагревании массы, например, до температуры от 1200ºС до 1500ºС. Для нагревания внутри печи используют горелку. Температура загрузки может быть отрегулирована при контроле условий горения в горелке.

Углеродсодержащий материал, который используют в качестве покрытия пода, предпочтительно размещают на под печи перед подачей загрузки на под печи. Покрытие пода действует как элемент для защиты пода печи и служит в качестве источника подачи углерода, когда содержащегося в загрузке углерода недостаточно.

Толщина покрытия пода не является конкретно ограниченной, и предпочтительно составляет, например, от 3 мм до 30 мм. Углеродсодержащий материал, который используют в качестве покрытия пода, может представлять собой углеродсодержащий восстановитель, пример которого приведен выше. Рекомендуется, чтобы в качестве углеродсодержащего материала использовали материал, содержащий частицы с размером от около 0,5 мм до 3,0 мм. Углеродсодержащий материал включает мелкозернистые частицы углерода, и поэтому может быть возможным возгорание в кислородсодержащей атмосфере при высокой температуре. Таким образом, необходимо контролировать концентрацию кислорода в атмосфере в установке или устройстве, в которых проводят обработку вещества, содержащего углеродный материал.

(3) В качестве ситовой установки 3 может быть использовано известное устройство, и, например, могут быть применены грохот (сито), устройство для пневмоклассификации или тому подобные.

Пороговым значением, используемым для разделения крупнозернистых гранул и мелкозернистых гранул в ситовой установке 2, может быть произвольный диаметр гранул, выбранный в диапазоне от 2 мм до 8 мм. Пороговое значение представляет собой контрольное значение для рассортировывания частиц на крупнозернистые частицы и мелкозернистые частицы. Регулирование порогового значения, например, на 3 мм означает, что частицы с диаметром 3 мм отделяются так, что массовое отношение частиц с диаметром 3 мм во фракции крупнозернистых частиц и частиц с диаметром 3 мм во фракции мелкозернистых частиц составляет 1:1.

Материал, выгруженный из нагревательной печи 1 типа печи с подвижным подом, должен быть просеян при температуре от 200ºС до 650ºС. Когда температура при просеивании является предельно низкой, температура немагнитного материала, отсортированного во втором магнитном сепараторе 4 на этапе ниже по потоку, является низкой. Поэтому возвращение этого немагнитного материала в нагревательную печь 1 типа печи с подвижным подом снижает температуру внутри печи. Это вызывает снижение эффективности использования энергии. Таким образом, температура при просеивании составляет 200ºС или выше, предпочтительно 250ºС или выше и более предпочтительно 300ºС или выше. Однако, даже если крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы, полученные просеиванием при температуре выше 650ºС, подают непосредственно в магнитные сепараторы, магнитная сепарация не может быть выполнена. Поэтому для магнитной сепарации эти крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы необходимо охладить, что ведет к потере энергии. То есть, поскольку температура Кюри железа составляет 760ºС, железо быстро утрачивает свои магнитные свойства при температуре, превышающей температуру Кюри; тем самым магнитная сепарация не может быть выполнена. Поэтому, если просеивание проводят при высокой температуре, перед магнитной сепарацией необходимо охлаждение. Таким образом, температура при просеивании составляет 650ºС или ниже, предпочтительно 630ºС или ниже и более предпочтительно 610ºС или ниже.

Материал, выгруженный из нагревательной печи 1 типа печи с подвижным подом, может быть непосредственно направлен в ситовую установку 2, когда его температура составляет от 200ºС до 650ºС. Однако температура выгруженного материала обычно составляет от около 900ºС до 1000ºС; поэтому выгруженный материал охлаждают до температуры от 200ºС до 650ºС посредством охладителя (не показан), размещенного в канале 101, соединяющем нагревательную печь 1 типа печи с подвижным подом с ситовой установкой 2.

В качестве охладителя могут быть использованы, например, барабанный охладитель, вибрационный охладитель конвейерного типа, чашевый охладитель конвейерного типа или тому подобные.

(4) В первом магнитном сепараторе 3 гранулированное металлическое железо может быть отсортировано в форме магнитного материала и шлак может быть отделен в форме немагнитного материала. С другой стороны, во втором магнитном сепараторе 4 гранулированное металлическое железо и обогащенный железом шлак могут быть отсортированы в форме магнитного материала и покрытие пода, шлак и обогащенное шлаком гранулированное металлическое железо могут быть отсортированы в форме немагнитного материала.

Рекомендуется, чтобы магнитную сепарацию в первом магнитном сепараторе 3 и во втором магнитном сепараторе 4 проводили при температуре 650ºС или ниже. Когда температура при магнитной сепарации составляет выше 650ºС, магнитные свойства железа ослабевают, как описано выше, приводя к снижению эффективности магнитной сепарации. Таким образом, температура при магнитной сепарации предпочтительно составляет 650ºС или ниже, более предпочтительно 600ºС или ниже и еще более предпочтительно 550ºС или ниже. Из соображений снижения потери энергии вследствие повторного использования магнитного материала или немагнитного материала, рассортированных магнитной сепарацией, рекомендуется, чтобы нижний предел температуры при магнитной сепарации составлял около 200ºС. Температура при магнитной сепарации предпочтительно составляет 300ºС или выше.

Магниты, применяемые в первом и втором магнитных сепараторах 3 и 4, могут быть известными магнитами. Их примеры включают Al-Ni-Co-магниты, Sm-Co-магниты и Nd-Fe-B-магниты. В частности, предпочтительно могут быть использованы Al-Ni-Co-магниты и Sm-Co-магниты, поскольку их магнитные свойства при высокой температуре снижаются мало. Рекомендуется, чтобы магниты, используемые в первом и втором магнитных сепараторах 3 и 4, были защищены теплоизоляцией или охлаждались, чтобы их магнитные свойства не снижались.

(5) Немагнитный материал, отсортированный во втором магнитном сепараторе 4, возвращают в нагревательную печь типа печи с подвижным подом через канал 104, и тем самым он может быть использован повторно. В настоящем изобретении просеивание выполняют при высокой температуре от 200ºС до 650ºС в ситовой установке 2, и поэтому температура немагнитного материала, отсортированного во втором магнитном сепараторе 4, может быть повышенной. Таким образом, этот немагнитный материал может быть подан в нагревательную печь 1 типа печи с подвижным подом притом, что этот немагнитный материал поддерживается при высокой температуре, и поэтому может быть сокращена потеря энергии. С другой стороны, магнитный материал, отсортированный во втором магнитном сепараторе 4, направляют в сталеплавильную печь через канал 107, и он может быть использован в качестве источника железа. Магнитный материал, отсортированный в первом магнитном сепараторе 3, подают в сталеплавильную печь через канал 106, и он может быть использован в качестве источника железа. В настоящем изобретении просеивание выполняют при высокой температуре от 200ºС до 650ºС в ситовой установке 2, и поэтому магнитные материалы, отсортированные в первом и втором магнитных сепараторах 3 и 4, а также немагнитный материал, отсортированный во втором магнитном сепараторе 4, могут быть использованы повторно, причем магнитные материалы поддерживаются при высокой температуре. Таким образом, магнитные материалы не требуют повторного нагрева перед подачей в сталеплавильную печь, и поэтому может быть сокращена потеря энергии.

Предположим, что удельное теплосодержание гранулированного металлического железа составляет 0,17 ккал/кг (0,71 кДж/кг), тогда разность теплосодержания между гранулированным металлическим железом при температуре 650ºС и гранулированным металлическим железом при температуре 25ºС составляет 0,11 Гкал (0,46 ГДж), как получается из следующего уравнения:

0,17×1000×(650-25)=0,11 Гкал (0,46 ГДж).

Теплосодержание, преобразованное из 0,11 Гкал (0,46 ГДж), составляет 130 кВт/час на тонну гранулированного металлического железа. Таким образом, теплосодержание может быть эффективно использовано скорее при подаче в сталеплавильную печь магнитных материалов, поддерживаемых при температуре 650ºС, нежели при подаче в сталеплавильную печь магнитных материалов, поддерживаемых при температуре 25ºС.

Одним примером сталеплавильной печи, которую снабжают магнитными материалами, является электрическая печь.

Немагнитный материал, отсортированный в первом магнитном сепараторе 3, почти полностью представляет собой шлак и поэтому может быть выгружен или может быть утилизирован в качестве, например, материала для подстилающего слоя дорожного покрытия.

Как описано выше, в производственном устройстве согласно настоящему изобретению крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы, разделенные в ситовой установке, могут быть рассортированы в соответственно соотнесенных магнитных сепараторах при надлежащих условиях. Таким образом, может быть повышена эффективность магнитной сепарации, и может быть увеличена степень извлечения гранулированного металлического железа. Кроме того, в способе получения согласно настоящему изобретению материал, выгруженный из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, просеивают с разделением на крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы при температуре от 200ºС до 650ºС в ситовой установке и крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы, полученные просеиванием, по отдельности рассортировывают в соответственно соотнесенных магнитных сепараторах при надлежащих условиях; поэтому покрытие пода, содержащееся в выгруженном материале, может быть возвращено в нагревательную печь типа печи с подвижным подом, причем покрытие пода поддерживается при высокой температуре. Таким образом, гранулированное металлическое железо может быть получено таким образом, что сокращается потеря энергии вследствие повторного использования покрытия пода. Кроме того, в способе получения согласно настоящему изобретению гранулированное металлическое железо, содержащееся в выгруженном материале, может быть переведено в сталеплавильную печь, причем гранулированное металлическое железо поддерживается при высокой температуре, и поэтому может быть эффективно использовано существенное теплосодержание гранулированного металлического железа.

Промышленная применимость

Согласно настоящему изобретению, степень извлечения гранулированного металлического железа может быть повышена, когда гранулированное металлическое железо получают таким образом, что загрузку смеси сырьевых материалов, содержащей источник оксида железа и углеродсодержащий восстановитель, помещают на под нагревательной печи типа печи с подвижным подом и нагревают, и оксид железа в загрузке восстанавливается.

Устройство для получения гранулированного металлического железа помещением загрузки смеси сырьевых материалов, содержащей оксид железа и углеродсодержащий восстановитель, на под нагревательной печи типа печи с подвижным подом и нагреванием загрузки для восстановления оксида железа в загрузке с получением гранулированного металлического железа. Устройство также включает ситовую установку, первый магнитный сепаратор и второй магнитный сепаратор, канал, через который выгруженный из нагревательной печи типа печи с подвижным подом материал подают в ситовую установку, канал, через который крупнозернистые гранулы, которые были отсортированы в ситовой установке, подают в первый магнитный сепаратор, и канал, через который мелкозернистые гранулы, которые просеяны в ситовой установке, подают во второй магнитный сепаратор. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для получения гранулированного металлического железа, в котором загрузку смеси сырьевых материалов, содержащей источник оксида железа и углеродсодержащий восстановитель, помещают на под нагревательной печи типа печи с подвижным подом и нагревают и оксид железа в загрузке восстанавливается, причем оно включает:
нагревательную печь типа печи с подвижным подом;
ситовую установку;
первый магнитный сепаратор;
второй магнитный сепаратор;
канал, через который материал, выгруженный из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, направляют в ситовую установку;
канал, через который крупнозернистые гранулы, отделенные в ситовой установке, подают в первый магнитный сепаратор; и
канал, через который мелкозернистые гранулы, отделенные в ситовой установке, подают во второй магнитный сепаратор.

2. Устройство по п.1, дополнительно включающее канал, через который немагнитный материал, отсортированный во втором магнитном сепараторе, возвращают в нагревательную печь типа печи с подвижным подом.

3. Способ получения гранулированного металлического железа, в котором загрузку смеси сырьевых материалов, содержащей источник оксида железа и углеродсодержащий восстановитель, помещают на под нагревательной печи типа печи с подвижным подом и нагревают и оксид железа в загрузке восстанавливается, отличающийся тем, что он включает стадии, в которых:
просеивают материал, выгруженный из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, с разделением на крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы при температуре от 200ºС до 650ºС в ситовой установке;
разделяют крупнозернистые гранулы, полученные просеиванием, на магнитный материал и немагнитный материал в первом магнитном сепараторе;
разделяют мелкозернистые гранулы, полученные просеиванием, на магнитный материал и немагнитный материал во втором магнитном сепараторе; и
при необходимости возвращают немагнитный материал, отсортированный во втором магнитном сепараторе, в нагревательную печь типа печи с подвижным подом.

4. Способ по п.3, в котором магнитный материал, отсортированный в первом магнитном сепараторе, возвращают в сталеплавильную печь.

5. Способ по п.3, в котором магнитный материал, отсортированный во втором магнитном сепараторе, возвращают в сталеплавильную печь.

6. Способ по любому из пп.3-5, в котором пороговое значение регулируют на величину от 2 мм до 8 мм в отношении диаметра гранул перед тем, как материал, выгруженный из нагревательной печи типа печи с подвижным подом, просеивают с разделением на крупнозернистые гранулы и мелкозернистые гранулы в ситовой установке.