Устройство для получения железоуглеродистого расплава Советский патент 1980 года по МПК C21B13/00 

I

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при бескоксовом получении чугуна или стали.

Известны устройства для восстановления расплавленной рудь:, содержащие ванну для металла, фурмы для ввода реагентов, воздуха и кислорода, установленные в боковых стенках и в верхней части ванны 1, Однако наличие одной камеры не делает возможным отделение металла от шлака, кроме того, стойкость фурм в этих устройствах низкая.

Известно также устройство для получения железоуглеродистого расплава, включающее две камеры, соединенные каналами, и имеющие окна для ввода щихтовых материалов и отвода шлака и металла 2.

При таком конструктивном исполнении устройства не обеспечиваются устойчивая циркуляция металла и стабильность состава получаемого продукта.

Целью изобретения является устойчивое отделение шлака от металла и интенсификация процесса восстановления.

Это достигается тем, что фурмы для ввода железосодержащих материалов и окна для отвода продуктов реакции расположены

в различных камерах, а каналы, соединяющие камеры, установлены один над другим. Причем высота нижнего канала составляет 0,,20, а верхнего - 0,1-0,25 общей высоты камеры.

На чертеже дана функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит ванну для металла

1 с реакционной камерой 2, в донной части

. которой установлены фурмы 3, и отстойной

камерой 4 со сливным порогом 5 для металла

10 перекрываемым крышкой 6, каналом 7 для

отвода газов, отверстием 8 для выпуска

шлака и топливно-кислородной фурмой 9.

Устройство работает следующим образом, Перед началом процесса в отстойную

15 камеру 4 загружают твердый чушковый чугун (илк стальной лом) и включают топливно-кислородную фурму 9, обеспечивающую расплавление металла в отстойной камере. В то же время через фурмы 3 подают в реакционную камеру угольную пыль и кислород, обеспечивая прогрев реакционной камеры 2, нагрев и науглероживание поступающего в реакционную камеру через нижний канал расплавленного металла. По мере расплавления всего металла благодаря тому, что в реакционной камере 2 при горении угольной пыли образуется большое количество газов СО и СО в металл вспучивается и переливается через верхний канал в отстойную камеру 4; в то же время через нижний канал в реакционную камеру из отстойной поступают новые порции металла, т. е. устанавливается циркуляция металла между камерами.

После того, как металл подогреется до достаточной температуры (1450-1600°С) через фурмы 3 наряду с подачей кислорода и угольной пыли включают подачу железорудного концентрата и флюсов. Подача топлива через фурму 9 сокращается или прекращается вовсе и подается лищь кислород, обеспечивающий дожигание окиси углерода и неусвоившейся угольной пыли.

Железорудный концентрат, вдуваемый внутрь такого расплава, частично оплавляется и тут же внутри газового пузыря восстанавливается за счет твердого углерода. Основная же часть окислов железа восстанавливается за счет углерода расплава в процессе подъема в реакционной зоне. Здесь же происходит и повторное насыщение металла углеродом. Учитывая высокую температуру расплава (1450-1600°С) можно рассчитывать на высокую скорость восстановления окислов, при этом сами окислы непосредственно с футеровкой не соприкасаются (в реакционной камере, как в эрлифте, устанавливается центральный поток газожидкостной эмульсии, а стенки камеры защ,ищены пленкой стекающего вниз металла), чем обеспечивается стойкость ее.

Благодаря тому, что сечение отстойной камеры значительно больще реакционной (в 3-5 раз и более) здесь происходит устойчивое отделение щлака от металла.

Шлак удаляется через отверстие,8, металл - через сливной порог 5, уровень

сливного носка установлен исследованиями

на холодных гидродинамических моделях

и равен 0,4-0,7 высоты реакционной камеры

Применение устройства для получения

железоуглеродистого расплава позволит

повысить технико-экономические показатели

процесса при высоком качестве продукта.

Формула изобретения

Устройство для получения железоуглеродистого расплава, содержащее реакционную и отстойные камеры, соединенные верхним и нижним каналами, и окно для отвода щлака и металла, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса и восстановления и обеспечения устойчивого отделения металла от шлака, фурмы для ввода железосодержащих щихтовых материалов встроены в днище реакционной камеры, а окна для отвода продуктов реакции выполнены в отстойной камере, причем высота

нижнего канала составляет 0,05-0,20, а верхнего - 0,10-0,25 высоты камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 01. Патент США № 3305350, кл. 75-40,

1965.

2. Похвиснев А. Н. и др. Внедоменное получение железа за рубежом. М., «Металлургия, 1974, с. 257-260.