Способ охлаждения восстановленных кусковых материалов Советский патент 1991 года по МПК C22B1/26 

(Л

С

Изобретение относится к производству железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей. Цель изобретения - повышение эффективности процесса. При охлаждении восстановленных кусковых материалов во вращающемся кольцевом охладителе через опускающийся слой продувают смесь углеводородного и нейтрального газов с содержанием горючих компонентов в смеси 20-60%. Опускающийся слой охлаждают в течение 25-40 мин. Причем подачу и отвод охлаждающего агента осуществляют на разных уровнях: соответственно в нижних и верхних частях слоя. При использовании горючего газа в области температур выше 500-700°С одновременно с охлаждением протекают процессы восстановления окислов железа. 1 ил.

Изобретение относится к области производства железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса.

В изобретении разработан способ охлаждения восстановленных кусковых материалов в кольцевом охладителе охлаждающим агентом с регулируемым содержанием восстановительных компонентов. При использовании горючего газа в области температур выше 500-700°С одновременно с процессом охлаждения протекают процессы восстановления окислов железа.

Способ имеет следующие отличительные особенности.

В качестве охлаждающего агента следует использовать смесь углеводородного (например, природного газа) и нейтрального (например, водяного пара) газов с содержанием горючих компонентов в смеси 20-60%. К таким газам могут быть отнесены доменный, коксовый и другие отходящие газы различных производств. В области повышенных температур (свыше 500°С) такие газы являются активным восстановителем и одновременно охладителем кусковых материалов (реакции восстановления протекают со значительными затратами тепла на процесс). К тому же в присутствии водяного пара и с его участием в охлаждаемом слое заметно повышается концентрация восстановительных компонентов в газовой среде. В результате скорость охлаждения кусковых материалов при их одновременном восстановлении достигает величины до 100 град/мин (в среднем по массе).

О

о о ел

(А

Начальное содержание горючих компонентов в охлаждающем агенте должно составлять 20-60%. При меньшем содержании горючих компонентов степень завершающего восстановления кускового материала невысока, заметно понижается скорость его охлаждения и неоправданно увеличиваются габариты агрегата. При большем содержании горючих компонентов в охлаждающем агенте в отработанных газах появляются СО, СН4 и пр., что требует их дожигания и обусловливает увеличение затрат тепла на процесс.

Равномерная обработка охлаждаемого слоя и эффективное использование углеводородных соединений требуют смывания газом каждого куска (что возможно только при перекрестном движении газа и материала), а также относительно продолжительного контакта газа с материалом (т.е. противоточное движение газа и материала).

Для этого подачу и отвод перекрестного потока охлаждающего агента (от внутренней к наружной жалюзийным решеткам) выполняют на разных уровнях - соответственно в нижних и верхних частях слоя. Между этими уровнями (подвода и отвода агента) опускающийся слой охлажают в течение 25-40 мин в восходящем потоке охлаждающего агента с указанным выше содержанием горючих компонентов. При меньшей продолжительности охлаждения материала заметно падает степень его восстановления и становится возможным вторичное окисление железорудных составляющих. При большей продолжительности охлаждения материала качество готовой продукции не повышается в габариты, ме- талло- и энергоемкость агрегата неоправданно возрастают.

На чертеже представлена принципиальная схема кольцевого охладителя кусковых материалов.

Пример. Горючие кусковые материалы, например окатыши с температурой 1000°С, поступают в приемную воронку 1, опускаются в кольцевую шахту 2, охлаждаются, неподвижным ножом 3 снимаются с разгрузочного стола 4 и направляются на склад готовой продукции. Все элементы охладителя за исключением стола 4, ножа 3 и коллектора 5 вращаются вместе с корпусом. Охлаждающий агент-смесь природного газа и водяного пара с содержанием метана 40%, подается через газоход 6 в центральную емкость 7, через жалюзийную решетку 8 внутренней стенки 9 поступает в кольцевую шахту 2, просасывается по ней навстречу опускающемуся слою материала снизу вверх и через жалюзийную решетку наружной стенки 10 и коллектор 5 отводится из агрегата. Изменяя скорость вращения стола 4, продолжительность схода материала по кольцевой шахте 2 между жалюзийными

решетками наружной 10 и внутренней 9 стенками шахты устанавливают равной 35 мин. За счет физического тепла окатышей в кольцевой шахте 2 происходит их восстановление (при расходе восстановителя 0,25

м3/кг конечная степень восстановления и степень металлизации составят соответственно 37,4 и 8,7%). Охлаждение окатышей происходит во всем объеме кольцевой шахты за счет отдачи тепла от материала к газу

и интенсивного развития эндотермических реакций восстановления окислов железа. При указанных выше параметрах процесса температура охлажденного материала составит 80-90°С.

Состав охлаждающего агента в охладителе возможно регулировать посредством разбавления природного газа водяным паром, а также отработанными газами, отбираемыми из коллектора 5 и подаваемыми в

газоход 6. Предусмотрена также возможность частичного либо полного сброса отработанных газов в трубу.

Содержание горючих компонентов в охлаждающем агенте контролируют по его

химсоставу регулируют изменением количества добавляемых в охлаждающий агент отработанных газов. Продолжительность пребывания окатышей в противотоке контролируют по скорости их схода и регулируют изменением скорости вращения разгрузочного стола.

Применение изобретения обеспечивает получение восстановленных и металлизо- ванных кусковых материалов со степенью

восстановления и металлизации, равными соответственно 37,4 и 8,7% и выше.

Формула из.обретения Способ охлаждения восстановленных

кусковых материалов во вращающемся кольцевом охладителе чашеврго типа, включающий фильтрацию через опускающийся слой охлаждающего агента в перекрестном режиме его движения, отличающийся

тем, что, с целью повышения эффективности .процесса, в качестве охлаждающего агента используют смесь углеводородного и нейтрального газов с содержанием горючих компонентов в смеси 20-60%, подачу и отвод

перекрестного потока охлаждающего агента осуществляют на разных уровнях - соответственно в нижних и верхних частях слоя, а между ними Опускающийся слой охлаждают в течение 25-40 мин в восходящем потоке охлаждающего агента.

i

чх Материал 1

2

9

W

J