Шахтная печь для термической обработки материалов газом Советский патент 1992 года по МПК C21B13/02 

Изобретение относится к термической обработке исходных материалов газообразными средами, в частности для восстановления или подогрева металлсодержащего кускообразного материала, например железной руды.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет обеспечения разделения обрабатывающего газа между нижней и верхней зонами печи.

На фиг.1 показана предлагаемая шахтная печь, вертикальный разрез; на фиг.2 - то же, вариант.

Шахтная печь 1 представляет собой цилиндрический корпус 2, который в нижней части переходит в сужающееся коническое днище 3. В верхней части 4 шахтной печи,

имеющей форм у полусферы, имеется загрузочное отверстие 5 для исходного материала. Это отверстие отделено от атмосферы с помощью шлюзового затвора (не показан). Кроме того, в верхней части шахтной печи имеется отверстие 6 для отвода из нее отходящих газов. В вершине конического днища 3 шахтной печи 1 имеются расположенные в радиальном направлении по отношению к ее центральной продопьной оси 7 и приводимые в действие двигателями М шнековые транспортеры 8 для выгрузки из печи материала. Их разгрузочные отверстия 9 вследствие конической формы нижней части шахтной печи 1 находятся на небольшом (в радиальном направлении) расстоянии 10 от центральной оси, поэтому выходящий из пеVJСО

ю с

(Ј

00

чи материал может попасть в находящийся под шахтной печью 1 плавильный газификатор 11 по вертикально расположенным самотечным трубам 12.

В месте перехода конусообразной части 3 шахтной печи 1 в цилиндрическую часть 2 имеется входное отверстие 13 для восстановительного газа, которое экранируется от загружаемого в печь исходного материала дискообразным фартуком 14. Между этим фартуком и расширяющейся частью 15 корпуса 2, имеющей кольцеобразную форму, у входного отверстия 13 для газа имеется кольцевое полое пространство 16, благодаря которому подаваемый в шахтную печь 1 восстановительный газ равномерно подводится к исходному материалу по всему периметру печи.

Примерно на половине высоты шахтной печи 1 внутри нее вдоль центральной оси смонтировано полое встроенное тело 17, состоящее из верхней конусообразной 18 и нижней цилиндрической 19 частей Между частями 18 и 19 внутри встроенного тела 17 имеется газонепроницаемая перегородка 20.

В нижней цилиндрической части 19 встроенного тела 17 заканчивается расположенный радиально и проходящий через корпус 2 шахтной печи 1 наружу газоотводящий трубопровод 21, а в верхней конусообразной части 18 тела имеется газоподводящий трубопровод 22, также проходящий через корпус 2 шахтной печи. Для обеспечения равномерного выхода газа из конусообразной части в ней имеется большое число отверстий 23.

Внутри цилиндрической части 19 встроенного тела 17 вдоль его оси смонтировано конусообразное направляющее тело 24, предназначенное для обеспечения равномерного отвода топгаза из нижней части шахтной печи 1. Это тело с помощью расходящихся в виде звезды радиальных ребер 25 соединено с цилиндрической частью 19 встроенного тела 17.

Отводимый из нижней рабочей зоны 26 шахтной печи 1 топ-газ направляется в камеру 27 сгорания, в которой он сжигается с помощью кислородсодержащего газа. Образующийся в камере 27 сгорания горячий газ по соединяющему ее с встроенным телом 17 газопроводящему трубопроводу 22 направляется в верхнюю рабочую зону 28 шахтной печи 1. В камере 27 сгорания смонтирована газовая горелка 29, выполняющая функции растопочной форсунки и поддерживающей процесс горелки.

Шахтная печь работает следующим образом.

Вводимая сверху в верхнюю рабочую зону 28 шахтной печи 1, занимающую пространство от встроенного тела 17 до верхней части 4 печи, сидеритная руда подогревается подаваемым в нее из камеры 27 сгорания горячим газом и кальцинируется. Проходящий через руду газ отводится из шахтной печи 1 через выходное отверстие б. При прохождении железной руды мимо

встроенного тела 17 она оттесняется в направлении к корпусу 2 шахтной печи 1 и уплотняется, в результате чего возникает естественный барьер для прохождения топ- газа, образующегося в нижней рабочей зоне

26, через кольцевой зазор 30, образованный встроенным телом 17 и цилиндрическим корпусом 2 шахтной печи 1.

В находящейся под встроенным телом 17 нижней рабочей зоне 26 подогретая кальцинированная руда восстанавливается выходящим из плавильного газификатора 11 восстановительным газом , который подается в печь через входное отверстие 13, и с помощью транспортирующих шнеков 8 выгружается из

шахтной печи 1 и направляется в расположенный под ней плавильный газификатор 11 Встроенное тело в нижней части может иметь двойную стенку (фиг.2). В результате между стенками 31 и 32 образуется кольцевой зазор 30, отделенный от корпуса 2 нижней части шахтной печи 1 кольцевым зазором 33. При такой конструкции трубопровод 21 для отвода топ-газа, проходящий через корпус 2 шахтной печи 1, расположен на высоте

этого второго кольцевого зазора 33.

На нижнем конце кольцевого зазора 30, образованного встроенным телом 17, имеются направленные поочередно кнаружи и внутрь направляющие пластины 34, предназначенные для равномерного распределения подогретой руды в нижней части шахтной печи 1.

Шахтная печь позволяет проводить

двухступенчатую или многоступенчатую обработку исходных материалов, причем в каждую рабочую зону назависимо от другой или других рабочих зон при сохранении вертикального потока исходного материала

могут вводиться различные газы, благодаря чему отпадает необходимость в использовании дорогостоящих транспортирующих устройств для перемещения исходного материала из одной зоны в другую. Многоступенчатая обработка целесообразна, например, в случае использования карбонатных руд с высоким содержанием воды. В ходе этой обработки перед кальцинацией можно проводить предварительное обезвоживание руды.

Формула изобретения

1. Шахтная печь для термической обработки материалов газом, преимущественно для восстановления или подогрева металлсодержащего кускового материала, например железной руды, содержащая цилиндрический корпус, загрузочный узел, разгрузочный узел, расположенный в суженном днище печи, газоподвод я щие и газоотводящие трубопроводы и размещенное по центру печи и разделяющее ее рабочее пространство на две лежащие одна над другой зоны обработки встроенное полое тело, соединенное с газ о под водящим трубопроводом и имеющее отверстия в верхней части для распределения газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения

U--7

эффективности процесса за счет обеспечения разделения обрабатывающего газа между нижней и верхней зонами, встроенное тело разделено горизонтальной перегородкой на две части, при этом верхняя часть соединена с газоподводящим трубопроводом, а нижняя часть выполнена открытой и соединена с газоотводящим трубопроводом, расположенным в боковой стенке печи.

2,Печь по п.1, отл и ч а ю ща я с я тем, что верхняя часть тела выполнена конической, а нижняя - цилиндрической.

3.Печь по п.1,отличающаяся тем, что она снабжена обращенным вниз конусообразным направляющим телом, расположенным в открытой нижней части встроенного полого тела.

Изобретение относится к области термической обработки сыпучих материалов преимущественно для восстановления или подогрева кусковой железной руды. Шахтная печь содержит расположенное по ее центру полое встроенное тело, разделяющее рабочее пространство на две рабочие зоны и имеющее множество отверстий для распределения газа в его верхней части. Встроенное тело выполнено с горизонтальной перегородкой, разделяющей эго на две части, верхняя соединена с газо- подводящим трубопроводом, а нижняя - открытая соединена с газоподводящим трубопроводом, расположенным в боковой стенке печи. Изобретение позволяет надежно разделить газы верхней и нижней зон печи и осуществить многоступенчатую обработку материала в печи. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л С