Способ восстановления окислов металлов во вращающейся печи Советский патент 1980 года по МПК C22B5/12 F27B7/28 

I

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к вращающимся трубчатым печам, предназначенным для восстановления и обжига железньрс руд, и может быть применено на гориообогатительных комбинатах, а также для обжига цементного клинкера.

Известен способ восстановления окислов металлов во вращающейся печи yj , согласно которому восстановительный газ и воздух подают в печь попеременно через одни и те же сопла, расположенные по длине печи и проходящие через кожух и футеровку. Восстановительный газ подают под шихту (когда сопло находится в нижнем положении). При дальнейшем вращении печи происходит перерыв, а -затем по выходе сопла из-под шихты через пего подают воздух.

Наиболее близким к изобретению является способ восстановления железных руд углеводородами во вращающихся печах, включающий загрузку в печь руды и твердого восстановителя, нагрев шихты

за счет сжигания в надслоевом пространстве топлива и летучих, а также продувку шихты в зоне восстановления углеводородами с коэффициентами: расхода

меньше eдкницы 2J.

Недостатком вышеуказанного способа восстановления является большой расход топлива из-за низкой степени использования восстановительной способности уг леводородов. Кроме того, нагрев слоя обрабатываемого материала осуществляется 1феимущественно через поверхность раздела газ- твердое тело (слой - надслоевое пространство), что неэффективно и также связано с большим расходом топлива.

Целью изобретения является повышение степени использования восстановительной способности углеводородов.

Поставленная задача достигается тем, ЧТО смесь углеводородов с окислительным подают в слой шихты при коэффициенте расхода О1сислителя от О,1 до 0,3 когда высота слоя составляет 1,1-1,8 3.7 -. ,. -1-. / радиуса йечй, и при коэффициенте расхо дадкйслйтеля от 0,7 до 0,9, когда вььсота слоя составляет 0,5-0,9 радиуса печи. Для осуществления предлагаемого спо соба Б печи, содержащей футерованный корпус, загрузочную и разгрузочную головки, горелки для наг-рева и фурмы для продувки слоя установлены радиально на поверхности печи, футеровка корпуса в се чении выполнена в форме эллипса с коэф фицйентом сжатия от 2/5 до 4/5. Благодаря эллиптической форме футеро ки обрабатываемый материал при вращений печи будет имйть попеременно изме- няющуюся высоту и поверхность нагрева. При вертикальном положении большой оси эллипса футеровки высота слоя шихты будет иметь максимальное значение (от 1,1 до 1,8 радиуса печи - в зависимоети от насьшного веса шихты). В этот момент продувку слоя осуюест вляют при низких значениях коэффициента расхода окислителя ( с. - О,1-О,3), при которых имеет место конверсия, разложение углеводородов с образованием макс мального количества (до 50%) газоо&Iразных восстановителей в виде водорода и окиси углерода. Чрм выше при этом высота слой шихты, тем более полно будет йс1п ользоваться восстановительная сп собность образующихся восстановительных компонентов. При вращении печи в тот момент, кох да в вертикальней. положении находится малая ось эллипса, высота слоя шихты будет минимальной (0,5-тО,9 радиуса печи), но зато максималыю будет раскрььта поверхность, и нагрев в этот момент наиболее эффективный. На фиг. 1 и 2 показана вращающаяся печь. Печь содержит загрузочную головку 1, футерованный корпус 2, разгрузочную головку 3, фурмы 4 для Подачи в слой углеводородов в смеси с окислительным газом. Футерованный корпус 2 в сечензан вьшолнен в виде . На наружной поверхности печи установлены фурмы 4, 5. Фурмы имеют по три пат рубка: патрубок 6 - для подвода газа и два патрубка 7, 8 меньшего и болыпего диаметров - для подвода окяслител -ного газа (воздуха). Воздушные патрубки фурм имеют клапан 9, 10 щя попеременного включения и выключения во -духа, подаваемого через патрубки 7, 8. Газовый патрубок 6 имеет клапан 11 дл 3 включения газа под слоем шихты и въгключения над слоем. Печь работает следующим образом. Дробленную руду в смеси с углем загружают в печь через загрузочную головку 1, Шихту нат-ревают за счет Сжигаемого в рабочем пространстве газа. При вращении печи, имеющей наклон в сторону выгруэ-, ки, щихта перемещается в направлении разгрузочногб конца и попадает в зону про- дувки, где через подают газ и воздух. В момент вращения печи, показанный на фиг. 2 высота слоя шихты максимальная, поскольку вертикально расположена большая ось эллиптической футеровки. В этот момент включают фурмы 4, причем газ подают через патрубок б с клапаном. 11, а воздух - через патрубок 7 (меньшего диаметра) с клапаном 10. Клапан 9 закрыт. Подача воздуха через патрубок .меньшего диаметра обеспечивает получение смеси с коэффициентом расхода воздуха «(.;, 0,1-О,3. При дальнейшем вращении печи высота слоя шихты nocTenfei но уменьшается, так как в вертикальное положение приходит малая ось эллиптической футеровки. При выходе из, под слоя шихты фурмы 4 отключаются, для чего срабатывают глапана 11 и 10, а фурмы 5 включаются, когда попадают под слой шихты. Для этого включается клапан 11 подачи газа и клапан 9 подачи воздуха через патрубок 8 большего диаметра, чем патрубок 7. Коэффициент расхода воздуха при этом равен Лл 0,7-0,9. При продувке наиболее высокого слоя шихты время взаимодействия восстановительного газа достаточно для полного восстановления окислов металлов и оптвн. малыюе при этом 0,1тО,3. При продувке наименьшего слоя недостаток высоты слоя шихты компенсируется увеличением скорости нагрева, что достигается повь шением Х , равнь0л 0,7-О,9. В дальнейшем цикл повторяется. Пример осуществления способа. Восстановление окислов металлов осущес-гвляют в известной вращающейсЯ печи диаметром 3 м и печи по данному изобр&тению. Шихту, загруженную в печь, нагревают до температуры восстановления. Нагретая шихта при вращении печи поступает в зону продувки, где слой п|юдувают-смесью природного газа с воздухом. Результат осуществления способа приведен в таблице

Таким образом, как видно из данных приведенных в таблице, при осуществлении нредлагаемого способа восстановле- ВИЯ Б результате изменения коэффициента сжатия эллипса и соответственно изменения высоты слоя обрабатываемого матёриала, а также изменения во время вращения печи коэффициента расхода воздуха можно получить максимальную степень использования углеводородов, Формула изобретения

Способ восстановления окислов металлов во вращающейся печи путем продув ки слоя шихты смесыо углеводородов с окислительным газом при коэффициенте

расхода окислителя меньше единицы, отличающийся тем, что, с целью повьпиения степени использования углеводородов, смесь подают с коэффициентом расхода окислителя 0,1-0,3 при высоте сдоя шихты 1,1-1,8 радиуса печи и с коэффициентом расхода окислителя 0,7-0,9 при высоте слоя 0,5-0,9 радиуса печи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе - 1. Патент США Ко 3794483, кл. С 22 В 5/12, 1974,

2. Патент. ФРГ № 1240902, кл. 18 а 15/ОО, 1967.