Установка для прямого восстановления железа и стали из руды Советский патент 1934 года по МПК C21B13/04 

Изобретение касается установки для прямого восстановления железа и стали из руяъл путем продувания руды в пылевидном состоянии вместе с восстанавливающими -газами через обогреваемые снаружи реторты.

Е предлагаемой установке применены ащие для сушки рур,ы и подогрева ее до температуры восстановления горизонтальные реторты и служащие их продолжением ёертикальные реторты, предназначенные для непосредственного восстановления руды во взвешенном состоянии.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез ретортной печи и схему всей установки и фиг. 2-соединение реторт, изготовленных из диабаза.

В предлагаемой установке, предназначенной для прямого восстановления железа и стали, предварительно измельченная до однородного пылевидного состояния железная руда в смеси с пылевидным топливом (или с восстановительными газами, напр., метаном и др.)продувается в звешенном состоянии в реторты, обогреваемые снаружи топочными газами при температуре, не превышающей спекания руцы (750-850°), В ретсртах углерод топлива за счет кислорода руны окисляется в СО и частично в СО2, и далее смесь восстановленного пылевидного железа с пустой

(359К //1

породой и газами разделяется на специальных сепараторах.

Железная руда проходит размольную установку /, где измельчается до пылевидного состояния, далее транспортером 2 и питателем 3 взводится в трубу 4, по которой транспортируется в взвешенном состоянии в потоке газов, засасываемых вентилятором 5 из трубы 6. Газы, поступающие по трубе 6, не должны содержать Оз при возможно меньшем содержании COj; лучше всего использовать часть отработанных газов из реторт, кокосовый газ, метан и др.

В ly же трубу 4 помощью т.анспортера 8 и питателя 9 вводится пылевидное топливо (уголь, торф и др.), измелчаемое на размольной установке 7. При данной схеме, размол угля и руды можно вести совместно, смешав их в нужной пропорции перед размольной установкой.

По трубе 4 взвешенные в потоке газов пылевидные руда и топливо направляются Б узкие реторты (трубы) 10, гладкие или ребристые. Реторты 10 лежат на опорах //; допускающих свободное тепловое расширение их. Наилучшим материалом для реторт является плавленный диабаз (базальт), но возможно применение других огнеупорных материалов, напр., хромированная со стороны, топочных газов сталь и т. д.

. в местах изменений направления движущейся в ретортах пыли ставятся легко сменяемые на случай износа части J2.

Назначением реторт /О является подогрев пыли руды и топлива до темлературы, примерно, 750-850° и испарение всей содержащейся в руде и топливе воды. Реторты обогреваются снаружи топочными газами.

Нагретая в ретортах 10 пыль по трубе /3 транспортируется в реторты J4 для восстановления.

В том случае, если желатель.ю вести нагревание руды без угля (напр., желателен обжиг руды в ретортах /()), угольная пыль вводится из размольной установки 7 транспортером /5 и питателем /6 непосредственно к горячей руде в трубу 75 перед ретортами 74.

Наилучшей конструкцией реторт J4 является вертикальная, расширяющаяся кверху труба, составленная из отдельных звеньев. Вход пыли снизу, через суженный конец реторты f4; выход вверху через съемную крышку реторты, по трубе /Я

Отдельные звенья реторты М могут быть соединены на резьбе (фиг. 2 для диабазовых реторт), что позволяет подвешивать реторту на лапах /7 к балкам 78.

При базальтовых (диабазовых) ретортах нарезка на трубах изготовляется при отливке реторты.

Так как реторты 74 не заполняются материалом, то вес их невелик, и напряжения в стенках висящей реторты значительно меньше допустимых даже при высоте ее 30 м.; наилучшая высота реторты 15-25 м. Скорость газов в вертикал ных ретортах 74 должна несколько превышать скорость осаждения наиболее крупных частиц взвешенной пыли руды и топлива, для. предупреждения закупоривания реторт 74. При мелкой пыли реторты 74 могут бьигь расположены горизонтально или наклонно.

В том случае, если в одной реторте 74 восстановление руды полностью не сможет закончиться, пыль по трубе 23 проходит в нижнюю чисть следующей реторты 24,

Чтобы уменьшить размеры реторты 24, а также чтобы отделить газь1, содержащие СО2 и пары воды, между ретортами 74 VI24 устанавливается на трубе 23 сепаратор 20, отделяющий некоторое количество образовавщихся в ретортах 74 и 70 газов, уходящих по трубе 22. В этом случае в реторту 24 с пылью проходит уже меньшее количество газов, что позволяет уменьшить ее диаметр. Количество уходящих по трубе 22 газов регулируется задвижкой 27.

Если в реторте 24 восстановление не закончено, то пыль проходит по трубам 25 и 29 в следующую реторту 30 и т. д. Отделения избытка газа производится на сепараторе 26, и очищенные от пыли газы уходят, минуя задвижку 27, в трубу 28, вместе с газами из трубы 22.

Окончательно восстановленная пыль железа (и стали) вместе с пустой породой и газами уходит из реторт по трубе 37 и напрявляется в магнитный сепаратор 32, где железная пыль притягивается к вращающемуся кольцу 55 и сбрасывается им в воронку 34 к прессу 55,откуда выходят первые брикеты 36 железа или стали. Для полного отделения от металла пыли пустой породы служит продувка газом, поступающим по трубе 57 на магнитный се паратор 32. Смесь пу- стой породы с газами уходит по трубе 38 и поступает в сепаратор 5Я где отделяется пустая порода, уходящая по трубе 40, от газов, уходящих по трубе 47.

В свою очередь газы, отделившиеся на сапараторах 20 и 26, по трубе 28 проходят через магнитный сепаратор 42, причем захваченная железная пыль отделяется и уходит по трубе 48 к прессу 55, а газы по трубе 44 вместе с газами из сепаратора 39 проходят теплообменник 45, где ОНИохлаждаются и по трубе 46 направляются на тонкую пылеочистку 47, откуда засасываются вентилятором 48 и по трубе 49 нагнетаются либо на обогрев ретортной печи, либо на плавку брикетов в мартеновскую печь. Можно обойтись без теплообменника 45 и вентилятора 4S, направляя горячие газы непосредственно на обогрев печей, при работе реторт под давлением.

Ретортную печь для восстановления стали можно обогревать любым топлиBOM. В случае пылевидного, топлива для обогрева реторт . служит топка 50, куда горелкой 57 вдувается пылевидное топливо. Воздух для горения , нагнетается