Способ получения губчатого железа или жидкого чугуна из железной руды и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК C21B13/02 

(/)

сл

ю

Од

СХ

а

ы

315

восстановительный газ, получаемый в плавильном газификаторе 2, расположенном под восстановительной шахтной печью 1, охлаждается и подается в шахтную печь I через впускные отверстия 6, а также через соединенные с плавильным газификатором 2 спускные Tpy6lj 7. Подбирая соответствующим об

раэом сопротивление слоя шихты, стре- Ю ношение расстояния между верхним и

пределах 650-850 С для подаваемого в донную часть газа и 750-950°С для

газа, подаваемого через циклон, в коллектор 5, Продолжительность восг становления в шахтной печи равна 1-4 ч. При этом сопротивление слоя шихты газу, подаваемому через коллектор 5, соответствует 10-100 мбар. 0т

Изобретение относится к металлургии и , в частности, получению губчатого железа или чугуна из железной руды, восстанавливаемой в шахтной печи и расплавляемой в плавильном газификаторе. Цель изобретения - повышение содержания углерода в губчатом железе или жидком чугуне. Горячий восстановительный газ, получаемый в плавильном газификаторе 2, расположенном под восстановительной шахтной печью 1, охлаждается и подается в шахтную печь 1 через впускные отверстия 6, а также через соединенные с плавильным газификатором 2 спускные трубы 7. Подбирая соответствующим образом сопротивление слоя шихты, стремятся уменьшить количество восстановительного газа, подаваемого через спускные трубы 7. Оба газовых потока охлаждаются до такой степени, чтобы температура их на входе в восстановительную шахтную печь находилась в пределах 650-850°С для подаваемого в донную часть газа и 750-950°С для газа, подаваемого через циклон в коллектор 5. Продолжительность восстановления в шахтной печи равна 1-4 ч. При этом сопротивление слоя шихты газу, подаваемому через коллектор 5, соответствует 10-100 мбар. Отношение расстояния между верхним и нижним уровнями газоподачи к диаметру шахты в этой части равно 0,5-1,0. Изобретение позволяет увеличить науглероживание губчатого железа, а за счет этого - и чугуна. 2 с.п. и 7 з.п.ф-лы, 2 ил.

мятся уменьшить количество вос стано- вительного газа, подаваемого через спускные трубы 7, Оба газовых потока охлаждаются до такой степени, чтобы температура их на входе в восстанови- тельную шахтную печь находилась в

Изобретение относится к металлургии, к получению губчатого железа ил чугуна из железной руды, восстанавливаемой в шахтной печи и расплавляемо в плавильном газификаторе,

Цель изобретения - повышение содежания углерода в губчатом железе или жидком чугуне.

На фиг. 1 показано устройство для получения чугуна из железной руды с плавильным газификатором; на фиг, 2- устройство для получения губчатого железа из железной руды с угольным газификатором.

Устройство для непосредственного получения жидкого чугуна из кусковой руды состоит из восстановительной шахтной печи 1 и плавильного газификатора 2, Железная руда вводится в верхнюю часть к шахтной печи I через загрузочный люк 3, а образующийся в ней колошниковый газ выводится из верхней части печи через выходное отверстие 4, Восстановление подаваемой в восстановительную шахтную печь 1 железной руды происходит в основном выше уровня кольцевого коллектора 5, на высоте которого вводится через расположенные кольцеобразно по периметру впускные отверстия 6 восстановительный газ при 850 С

Восстановительная шахтная печь 1 и расположенный под ней плавильный газификатор 2 соединены между собой с помощью спускных труб 7. Одним концом эти спускные трубы 7 оканчиваются в отверстиях в днище восстановительной шахтной печи 1, а другим - в отверстиях в верхней части

нижним уровнями газоподачи к диаметру шахты в этой части равно 0,5-1,0. Изобретение позволяет увеличить науглероживание губчатого железа, а за счет этого и чугуна. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

0

5

5

0

5

0

5

плавильного газификатора 2. Они служат для перемещения образующегося в результате восстановления железной руды губчатого железа из восстановительной шахтной печи 1 в плавильный газификатор 2, а также для подачи образующегося в плавильном газификаторе 2 восстановительного газа в нижнюю часть шахтной печи I, При этом восстановительный газ, находящийся в плавильном газификаторе 2 при температуре около 1000 С, охлаждается до такой степени, чтобы на входе в восстановительную шахтную печь 1,он имел температуру около 700 С. Охлаждение осуществляется путем добавления к восстановительному газу соответствующего количества охлаждающего газа, подаваемого в спускные трубы 7 из распределительного трубопровода 8 по трубопроводу 9.

Из плавильного газификатора 2, кроме того, по трубопроводу 10 выводится восстановительный газ, к которому добавляется охлаждающий газ, подаваемый по трубопроводу 11 в таком количестве чтобы температура газа после смещения равнялась бы при- мерно 850 С. Этот газ очищается в циклоне 12 от частиц пыли и затем вводится в восстановительную шахтную печь 1 на уровне кольцевого коллектора 5. Собирающаяся в циклоне 12 пыль по трубопроводу 13 возвращается в плавильный газификатор 2,

Осаждение углерода зависит не только от температуры реакции, но и от количества поступающего в восстановительную шахтную печь 1 через спускдые трубы 7 восстановительного газа, а тйкже от времени пребывания губчатого железа в потоке этого газа И его дополнительно можно регулировать путем выбора соответствующих размеров части восстановительной шахтной печи 1, расположенной ниже кольцевого коллектора 5. Возможность регулирования скорости науглероживания в нижней части шахтной печи 1 заключается в подборе динамических сопротивлений для обоих потоков восстановительного газа, Дпя максимального увеличения газового потока через спускные трубы 7 можно увеличить потери давления в циклоне 12, а также соотношение между сечением шахтной печи 1 ниже плоскости кольцевого коллектора 5 и расстоянием между этой плоскостью и впускными отверстиями 6 спускных труб 7 в шахтной печи . Соотношение между количествами восстановительного газа, подаваемого через спускные трубы 7 и на .высоте кольцевого коллектора 5, находится в пределах 0,1-0,5. Предпочтительно оно равно 0,3. Величину динамического сопротивления на-линии подачи восстановительного газа на уровне кольцевого коллектора 5 подбирают так, чтобы оно соответствовало падению давления 1.0-100 Мб ар.

Время пребывания восстановленного железа в пространстве между уровнем коллектора 5 и впускными отверстиями 6 спускных труб 7 в днище восстановительной печи составляет I-A, предпочтительно 3 ч. Большое время пребывания губчатого железа в поднимающемся по спускным трубам 7 потоке восстановительного газа достигается за счет максимально возможного увеличения объема восстановительной шахтной печи 1 между уровнем коллектора 5 и плоскостью отверстий в шахтной печи 1 которыми заканчиваготся спускные трубы 7. При увеличении сечения шахтной

печи ниже уровня коллектора 5 удается JQ тельного газа может осаждаться лишь

увеличить объем шахтной печи I в этом месте. Отношение расстояния между уровнем коллектора 5 и впускными от- верстиями 6 спускных труб 7 в днище восстановительной шахтной печи 1 к ее диаметру в этом месте находится в пределах 0,5-1. Изменять динамическое сопротивление можно также за счет соответствующего изменения сечения тру55

небольшое количество углерода, в особенности в тех случаях, когда содержание СО в газе составляет более 3%. Поэтому способ проводится в две стадии. На первой стадии осущест вляется восстановление железной руды при температуре около 850 С, после чего проводится науглероживание полученного, губчатого железа при более

10

20

03686

бопроводов и создания дополнительной потери давления в коллекторе 5.

В устройстве, изображенном на фиг. 2, те его части, которые соответствуют частям устройства в соответствий с фиг. 1, обозначены одинаковыми позиционными номерами. Существенное различие между обоими устройствами затспючается в том, что в устройстве в соответствии с фиг. 2 вместо плавильного газификатора имеется угольный газификатор 14, в котором известным образом из угля и кислоро- t5 да получается необходимый для осуществления процесса в восстановительной шахтной печи I восстановительный газ. Так как получаемый газ на выходе из газификатора 14 имеет температуру около 1500°С, то вначале он охлаждается в системе 15 для утилизации тепла до 1000 С, после чего разделяется на два потока. При этом один поток после охлаждения до путем смешения с подаваемым по трубопроводу 11 охлаждающим газом и обеспыливания в пылеулавливающем устройстве 16 подается по трубопроводу 10 в восстановительную шахтную печь 1 на высоте коллектора 5, а второй после охлаждения до путем смешения с подаваемым по трубопроводу 9 охлаждающим газом подается в нижнюю часть печи. При этом отверстия, через которые губчатое железо выводится из шахтной печи 1, отделены от выходных отверстий в нижней части печи, по которым в нее поступает вос- становительньй газ. И в этом случае сечение шахтной печи 1 ниже плоскости ко.плектора 5 больше, чем в ее верхней части. Науглероживание губчатого железа в данном устройстве происходит так же, как и в устройстве в соответствии с фиг. 1.

25

30

35

40

45

Восстановление железной руды проводят при температуре около 850 С. При этой температуре из восстанови5

небольшое количество углерода, в особенности в тех случаях, когда содержание СО в газе составляет более 3%. Поэтому способ проводится в две стадии. На первой стадии осуществляется восстановление железной руды при температуре около 850 С, после чего проводится науглероживание полученного, губчатого железа при более

низкой температуре предпочтительно при 650-750 с.

Способ позволяет регулировать и повьшать содержание углерода в получаемом губчатом железе и соответственно чугуне.

I

Формула изобретения

-

0

5

0

5

0

35

40

примешивают известняк и/или доло - мит.

6, Устройство для получения губчатого железа или жидкого чугуна из железной руды, содержащее шахтную печь с расположенным ниже плавильным газификатором, который одним трубопроводом соединен с донной частью печи, а другим трубопроводом через циклон - с газовводами от кольцевого коллектора, сборный коллектор охлаждающего газа, соединенный с трубопроводами подачи газа в шахтную печь, отличающееся тем, что, с целью повышения содержания углерода в губчатом железе или жидком чугуне, шахтная печь ниже уровня кольцевого коллектора выполнена большего сечения,

из плавильного газификатора на уровне кольцевого коллектора соединен перед циклоном с трубопроводом, подводящим охлаждающий газ.

JL

. /О

1500 с

V

г Уголь

8 50 с S

5

,L,

/

7ffff i:

Фиг. г