Способ получения губчатого железа в шахтной печи Советский патент 1992 года по МПК C21B13/02 

Изобретение относится к черной металлургии, к процессам прямого получения железа из руд путем их газового восстановления в шахтной печи,

Цель изобретения - экономия природного газа и повышение содержания углерода в губчатом железе.

Указанная цель достигается тем. что науглероживание металлизованных окатышей происходит в нижней части зоны восстановления, промежуточной зоне и в зоне охлаждения посредством подачи в промежуточную зону природного газа и смеси охлаждающего и конвертированного газов в нижнюю часть зоны охлаждения, причем при повышении температуры вое становительного газа сверх 840°С на каждые 10°С расход природного газа

подаваемого в зону восстановления, снижают на 9-15 м на 1 т металлизованных окатышей при одновременном увеличении расхода природного газа, подаваемого в промежуточную зону, на величину, равную 0,58-0,75 снижения расхода природного газа, расход природного газа, подаваемого в зону охлаждения, увеличивают на величину, равную 0,083-0,25 от величины его снижения в зону восстановления.

На чертеже г оказана схема установки для реализации предлагаемого способа.

Установка содержит шахтную печь, оборудованную фурменным подводом восстановительного газа 1, который получают смешением горячего конвертированного газа 3 и смесью холодного конвертированного газа 4 и природного газа 1

ы со

00 N) N5

Кроме того, в промежуточную зону печи через фурмы подается регулируемое количество чистого природного газа.

Охлаждение окатышей организовано в специальной зоне (зоне охлаждения), имею- щей замкнутый газовый цикл, оборудованный скруббером и компрессором. Газовый цикл зоны охлаждения предусматривает возможность регулируемого ввода природного газа 1 и холодного конвертированного газа 4.

Коррекция охлаждающего газа по химическому составу метаном позволяет достичь следующих преимуществ, определяющих положительный эффект:

ограничить развитие реакции метани- рования 2СО + 2Н2 СЩ + CU2 + О, снизив тепловыделения в зоне охлаждения;

повысить теплоемкость охлаждающего газа (теплоемкость СНз в 1,5-2 раза выше остальных газов), что дает возможность вывести из зоны охлаждения большее количество тепла с единицей объема охлаждающего газа;

сохранить неизменной подачу холодно- го конвертированного газа в зону охлаждения с увеличением содержания углерода на 0,3-0,4% за счет этого мероприятия;

увеличить степень использования метана, так как этот газ также перетекает из зоны охлаждения в промежуточную зону и через осевую часть зоны металлизации в колошниковый газ, т.е. двигается по пути, более длинному, чем природный газ, подаваемый непосредственно в зону восстанов- ления.

Регламентирование пределов доли природного газа, вводимого в охлаждающий газ, связана с тем, что при значении ее менее 0,083 получает развитие реакция мета- нирования, наблюдаются локальные разогревы брони, ухудшение условий охлаждения, при увеличении этой величины более 0,25 содержание углерода в продукте несколько снижается, уменьшается степень его использования.

Способ осуществляют следующим образом.

Производят металлизацию окисленных железорудных окатышей фабрики окомко- вания (ТУ 14-9-280-84). Железорудное сырье подается непосредственно с фабрики окомкования или из штабеля расходного склада по системе транспортеров в промежуточный бункер шахтной печи. Из промежуточного бункера окисленные окатыши поступают через центральную загрузочную и 12 распределительных труб в верхнюю часть зоны восстановления шахтной печи. Процесс металлизации проводят

в шахтной печи в противотоке с горячим восстановительным газом, содержащим 86% водорода и окиси углерода и не более 7,5% окислительных газов. После металлизации окатыши поступают в промежуточную зону, которая обеспечивает газодинамическое разделение циклических газопотоков зон восстановления и охлаждения. Состав газа в промежуточной зоне определяют направлением перетока газов из технологических зон. В промежуточной зоне и еще на двух нижних горизонтах происходят разрушение спеков, образовавшихся в зоне восстановления, движением полых водоох- лаждаемых валов с наваренными на них секторами. Затем производится охлаждение губчатого железа в противоточной зоне с независимым циклом охлаждающего газа (чертеж, позиция 5). Металлизованные окатыши выгружаются из печи маятниковым разгрузочным устройством.

Колошниковый газ (чертеж, позиция 6) очищают от пыли, охлаждают и делят на два потока в отношении 2:1 - технологический газ и газ для отопления реформера. Технологический газ контролируют до 0,22 МПа, смешивают с природным газом, нагревают до 400°С за счет отходящих из реформера газов и подают на конверсию. Конверсия природного газа проходит в 288 трубах и обеспечивается теплом сжигания топливного газа. Температура конвертированного газа 900-920°С. Перед подачей в печь для регулирования температуры часть потока охлаждают в холодильнике конвертированного газа и корректируют по содержанию метана (чертеж, позиция 4).

Производительность печи при степени металлизации губчатого железа 92 ±2% поддерживают равной 60 т/ч, изменяя число качаний маятникового разгрузочного устройства.

Повышают температуру восстановительного газа с 840 до 880°С. При этом расход природного газа на коррекцию конвертированного газа снижают с 4360 м3/ч до 1960, 1500 и 1000 м3/ч что соответствует снижению 10, 12 и 14 м /т на каждые 10°С повышения температуры восстановительного газа. Кроме того, повышают расход природного газа в промежуточную зону шахтной печи с 400 м3/ч до 1400, 1679 и 2950 м3/ч соответственно, что составляет 0,42, 0,583 и 0,75 от снижения расхода природного газа на коррекцию конвертированного газа. Повышают также расход природного газа в зону охлаждения до 600, 480 и 280 м /ч соответственно, что состав- ляетО,25,0,167 и 0,083 отснижения расхода

природного газа на коррекцию конвертированного газа.

При увеличении температуры восстановительного газа с 840 до 880°С с описанным выше перераспределением природного газа по зонам увеличилось содержание углерода в губчатом железе на 0,3 %. Кроме того, за счет увеличения степени использования природного газа при науглероживании достигается его экономия 9-19 м3/т.

Использование предлагаемого способа позволяет при объеме производства 1600 тыс.т в год сэкономить на каждые 10°С повышения температуры 1 м /т природного газа.

Формула изобретения Способ получения губчатого железа в шахтной печи, включающий металлизацию окисленных окатышей в зоне восстановления восстановительным газом, представляющим смесь конвертированного и природного газов с температурой не ниже 840°С и науглероживание металлизованных

окатышей в нижней насти зоны восстановления, промежуточной зоне и зоне охлаждения посредством подачи в промежуточную зону природного газа и смеси охлаждающего и конвертированного газов в нижнюю часть зоны охлаждения, причем при повышении температуры восстановительного газа свыше 840°С на каждые 10°С

расход

10

природного газа, подаваемого в зону восстановления, снижают на 10-14 м3 на 1 т

металлизованных окатышей при оформленном увеличении подачи природного газа в промежуточную зону на 0,58-0,75 величины снижения природного газа, о т л и ч а кхщ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет рационального перераспределения природного газа между зонами и повышения содержания углерода в губчатом железе, при повышении температуры сверх 840°С на каждые 10°С в зону охлаждения увеличивают подачу природного газа на величину, равную 0,083-0,25 величины его снижения в зону восстановления.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к процессам прямого получения железа из руд путем газового восстановления в шахтной печи. Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет рационального перераспределения природного газа между зонами и увеличение содержания углерода в губчатом железе. Способ включает перераспределение подачи природного газа из зоны восстановления в промежуточную зону и в зону охлаждения. При этом подача природного газа в зону восстановления снижена на 9-15 м при увеличении температуры конвертированного газа от 840 на каждые 10°С, 0,58-0,7 снижаемого количества подают в промежуточную зону и 0,083- 0,25 в зону охлаждения. Использование л изобретения экономит 1 м3/т газа при уве- § личении на каждые 10°С температуры и повышает науглероживание 1 ил. Ё

Cf py55ep охлаждающего газа

Холодильник кон&ер/лироёан- ног.о газа

Компрессор