CS228539B2 - Reactor for metal extraction - Google Patents

Reactor for metal extraction Download PDF

Info

Publication number
CS228539B2
CS228539B2 CS821714A CS171482A CS228539B2 CS 228539 B2 CS228539 B2 CS 228539B2 CS 821714 A CS821714 A CS 821714A CS 171482 A CS171482 A CS 171482A CS 228539 B2 CS228539 B2 CS 228539B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
reactor
reactor vessel
vessel
base
tubes
Prior art date
Application number
CS821714A
Other languages
English (en)
Inventor
Altilia Gianluigi D
Original Assignee
Samim Soc Azionaria Minero Met
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samim Soc Azionaria Minero Met filed Critical Samim Soc Azionaria Minero Met
Publication of CS228539B2 publication Critical patent/CS228539B2/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/08Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in rotary furnaces
    • C21B13/085Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in rotary furnaces wherein iron or steel is obtained in a molten state
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/02Refining by liquating, filtering, centrifuging, distilling, or supersonic wave action including acoustic waves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/06Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces with movable working chambers or hearths, e.g. tiltable, oscillating or describing a composed movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D2003/0085Movement of the container or support of the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F27D2003/0087Rotation about a vertical axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16Introducing a fluid jet or current into the charge
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Description

Vynález se týká reaktoru k získávání ' kovů.
Až dosud byla k výše uvedenému účelu používána zpravidla dvoustupňová zařízení, jejichž hlavní nevýhodou jsou vysoké pořizovací náklady.
Pro výrobu železných materiálů bylo navrženo jednostupňové zařízení, které .sestává z reaktoru válcového tvaru, který je uspořádán vertikálně. Tento reaktor .se otáčí vysokou rychlostí okolo své geometrické osy a ve dně je opatřen odpouštěcím otvorem.
Provoz tohoto reaktoru byl postupem času vylepšen - distribucí přívodů výchozích surovin do reaktoru; tato distribuce je popsána v patentu IT 919 714.
Redukující prostředek, kterým může být koks něho uhlí,, a ruda se již nepřivádějí do reaktoru ve vzájemné směsi ale tak, že vytváří v reaktoru střídající se vrstvy, přičemž vrstva, která se nachází nejblíže ke stěně reaktoru, je tvořena koksem a další vrstva je tvořena rudou .a tak se tyto vrsvy střídají směrem ke geometrické ose reaktoru. Této distribuce bylo použito proto, aby .byly vytvořeny podmínky pro splnění dvojí funkce koksu nebo uhlí, kterážto dvojí funkce spočívá v tom, že koksu inebo uhlí se využívá jednak pro spalování a tedy pro vytvoření příslušné teploty, a jednak pro jého redukční účinek.
Toto zařízení kromě toho, že může . být používáno pouze pro· získání železných - -materiálů, vykazuje ještě některé další -nevýhody. Vážným nedostatkem - jsou vysoké provozní rychlosti otáčení reaktoru (více- než 100 otáček za minutu), což současně s velkými rozměry reaktoru přináší řadu obtížně řešitelných problémů technického rázu, které- nepříznivě ovlivňují investiční -a provozní náklady tohoto zařízení.
V případě výše uvedeného plnění reaktoru -střídavými vrstvami -paliva a redukčního prostředku, jakož -i rudy, je velmi obtížné dosáhnout uspořádání těchto- vrstev -požadovaným způsobem při stávajících -provozních podmínkách.
Kromě -toho -se v tomto uspořádání nedá spolehlivě řídit množství tepla, požadovaného pro tavení -rudy a pro -realizaci předpokládaných reakcí. Nyní -se překvapivě ukázalo, že -změnou tvaru reaktoru -z -válcového tvaru na tvar komolého kužele, vybavením reaktoru vhodně uspořádanými trubkami, snížením -rychlosti otáčení a použitím vhodných provozních podmínek je možné dosáhnout eliminace výše uvedených -nedostatků.
Výše uvedené nedostatky -nemá reaktor -k získávání kovů podle vynálezu, jehož pod228539
228538 stata spočívá v tom, že- je tvořen - nádobou tvaru komolého kužele, sestávající z alespoň jedné komolokuželovité sekce, přičemžnádoba reaktoru 'zahrnuje kovový plášť vyložený žáruvzdorným obkladem a vnitřek nádoby reaktoru obsahuje dvě až čtyři vertikálně posuvné trubky, -přičemž koncové části těchto vertikálně posuvných trubek, ústící -dovnitř nádoby reaktoru, jsou skloněny vůči geometrické ose nádoby reaktoru, dále alespoň jednu perforovanou trubku, která je rovnoběžná -s vnitřní stěnou nádoby reaktoru a má množinu radiálních otvorů, a konečně centrální trubku, přičemž průměr odpouštěcího otvoru' uspořádaného ve dine nádoby reaktoru je roven 5 až 100 % vnitrního průměru základny spodní sekce nádoby reaktoru, úhel povrchové přímky procházející po vnitřní stěně nádoby reaktoru a svíslice je 10 až 60° a v případě, že je nádoba reaktoru tvořena alespoň dvěma komolokuželovými sekcemi, je poměr vnitřního průměru základny ívětší sekce k vnitřnímu průměru základny menší -sekce menší nebo roven 50 a větší než 1.
Reaktor podle -vynálezu s výhodou obsahuje nejvýše 4 uvedené perforované trubky.
Kromě toho úhel sevřený povrchovými přímkami, procházejícími -po vnitřních -stěnách - - komotokuželových sekcí je s výhodou nejvýše roven 30°.
Výhody reaktoru podle vynálezu spočívají v tom, že navržené uspořádání nebrání dosažení dostatečné distribuce tepla ani dosažení -nezbytných fyzikálně-chemických reakčníCh podmínek.
V následující části popisu bude zařízení podle vynálezu detailněji popsáno s odkazy na připojené obrázky, -přičemž — - -obrázek 1 představuje jedno možné provedení reaktoru podle vynálezu, tvořeného jedinou komolokuželovou sekcí, a ... - - — obrázek 2 představuje -další možné provedení způsobu realizace reaktoru podle vynálezu, přičemž toto provedení je tvořeno dvěma - komolokuželovými sekcemi.
Z - obrázku 1 je patrné, že reaktor -podle vynálezu je tvořen nádobou tvaru komolého kužele. Stěny tohoto reaktoru jsou tvořeny kovovým pláštěm 2, který je vyložen ohnivzdorným- vnitřním· obkladem 3. Rektor je na -dně opatřen odpoustěcím otvorem 5, jehož průměr představuje 12 % vnitřního průměru -základny nádoby reaktoru. Reaktor je otočný kolem své -geometrické osy 1. V horní -části nádoby reaktoru ústí do této nádoby centrální trubka 10, která je uspořádána souose -s geometrickou osou 1 nádoby reaktoru. Touto -centrální trubkou 10 se do reaktoru přivádí přídavný -spalovací plyn, určený ke spalování vytvořeného - oxidu -uhelnatého. Kromě toho do -reaktoru -zasahují dvě vertikálně posuvné trubky 6, - 7, jejichž konce, ústící do reaktoru, jsou vůči geo^i^t^i^ické ose 1 nádoby reaktoru skloněny pod úhlem 45°. Tyto trubky jsou určeny pro přívod rudy a uhlí nebo koksu do ná doby reaktoru, přičemž mohou být do tohoto reaktoru podle potřeby zasouvány. Do reaktoru také zasahuje perforovaná trubka 8, která probíhá rovnoběžně s povrchovou přímkou procházející po vnitřní stěně nádoby reaktoru. Tato perforovaná trubka má 11 radiálních otvarů 9 a je určena pro kontinuální přívod spalovacího média. Úhel 4 sevřený povrchovou přímkou, procházející po vnitřní -stěně nádoby reaktoru a svislicí, je roven v - daném případě 20°.
Rychlost otáčení nádoby reaktoru a úhel 4, sevřený povrchovou přímkou procházející po vnitřní -stěně nádoby reaktoru a svislicí, jsou zvoleny tak, že zavedený pevný materiál je odstředivou silou a vlivem třecích sil přidržován na -vnitřní stěně nádoby reaktoru, přičemž vznikající tekutá kovová fáze -stéká -směrem dolů ke spodní části nádoby reaktoru a vytéká z této nádoby odpouštěcím otvorem - 5.
Průměr tohoto odpouštěcího otvoru 5 může tvořit obecně 5 až 100 % průměru dna komory -reaktoru. Velikost tohoto odpouštěcího otvoru 5 je -závislá zejména na . výkonu reaktoru.
Na obr. 2 je -znázorněno- druhé z možných provedení reaktoru -podle vynálezu, ve kterém je nádoba reaktoru tvořena dvěmi -komolokuželovými - sekcemi.
Horní sekce má úhel 4 sevřený povrchovou přímkou procházející po vnitřní stěně horní sekce a -svislicí, který ije roven 20°. Odpoví^dající úhel 4 -sipodn.í sekce -je roven 10°. Po£gměr průměru základny horní sekce k -průg.· - měru -základny spodní sekce je -roven 1,2. i- Nádoba reaktoru je tvořena - kovovým pláštěm 2 vyloženým vnitřním žáruvzdorným obkladem 3. V základně spodní komolokuželové sekce je proveden odpouštěcí otvor 5. Průměr tohoto .odípouštěcího otvoru 5 činí 20 % průměru základny -spodní sekce. Do horní sekce nádoby reaktoru ústí dvě vertikálně posuvné trubky 6 a 7, jejichž konce ústící - do nádoby reaktoru jsou skloněné vůči geometrické ose 1 nádoby reaktoru pod úhlem: 45°. Tyto trubky 6 a 7 jsou -vertikálně -zasouvatelné do- nádoby reaktoru a slouží pro -zavádění rudy a koksu nebo uhlí do reaktoru. Do· celé nádoby reaktoru je také zavedena perforovaná trubka 8, která má 9 radiálních otvorů a probíhá rovnoběžně -s povrchovou přímkou procházející po vnitřní -straně horní komolokuželové sekce. Těmito -radiálními otvory 9 - se do reaktoru zavádí spalovací médium, tvořené plynem s obsahem kyslíku, výhodně vzduchem, nebo samotný kyslík.
Toto -spalovací médium je možné předehřívat. Látka podporující -spalování (vzduch, kyslík) má takto radiální složku a tangenciální složku vzhledem ke -stopě bodu -styku se -stěnou, souhlasnou -se -směrem pohybu, aby nedocházelo -k narušení dynamických podmínek vsázky.
Do horní části horní sekce nádoby reak228539 toru ústí v geometrické ose 1 nádoby reak toru centrální trubka 10, která je souosá s nádobou ireaktoru. Touto centrální trubkou se do reaktoru přivádí přídavná látka podporující spalování v reaktoru. Této látky je rovněž využito píro spalování vznikajícího oxidu uhličitého.
Rovněž zde se uhly 4 obou komolokuželovýc'h sekcí a rychlost otáčení nádoby volí tak, aby zavedený pevný materiál byl odstředivou silou a účinkem třecích sil přidržován na vnitřních stěnách reaktoru, přičemž vznikající tekutá fáze tekutého kovu stéká směrem dolů ke spodní části reaktoru, kde odtéká z nádoby reaktoru odpouštěcím otvorem 5. Také zde je velikost tohoto odpouštěcího otv.oru 5 závislá především na výkonu reaktoru.
Rychlost otáčení nádoby reaktoru kolem její geometrické oisy 1 činí výhodně 10 až 80 Otáček za minutu. Vnitřní průměr základny horní sekce může být zvolen v rozmezí od 1 do 10 metrů, s výhodou v rozmezí od 2 do 6 metrů, zatímco vnitřní průměr základny spodní sekce může být výhodně zvolen v rozmezí od 0,2 do 1 metru.
Je samozřejmé, že na dvou přiložených obrázcích zobrazené reaktory jsou pouze jejich možnými a příkladnými provedeními, které mají pouze ilustrativní charakter.

Claims (3)

1. Reaktor к získávání kovů, vyznačený tím, že je tvořen nádobou tvaru komolého kužele, sestávající z alesipoň jediné komolokužeilové sekce, přičemž nádoba reaktoru zahrnuje kovový plášť (2) vyložený žáruvzdorným obkladem (3) a vnitřek nádoby reaktoru obsahuje dvě až čtyři vertikálně posuvné trubky (6, 7), přičemž koncové části těchto vertikálně posuvných trubek (6, 7), ústící dovnitř nádoby reaktoru, jsou skloněny vůči geometrické ose (1) nádoby reaktoru, dále alespoň jednu perforovanou trubku (8), která je rovnoběžná s vnitřní stěnou nádoby reaktoru a má množinu radiálních otvorů (9), a konečně centrální trubku (10), přičemž průměr odpouštěcího otvoru (5), uspořádaného ve dně nádoby reaktoru je vynalezu roven 5 až 100 % vnitřního průměru základny nádoby reaktoru, úhel povrchové přímky procházející po vnitřní stěně nádoby reaktoru a isvislice je 10 až 60° a v případě, že ije nádoba reaktoru tvořena alespoň dvěmi komolokuželovými sekcemi, je poměr vnitrního průměru základny větší sekce к vnitřnímu průměru základny menší sekce menší nebo roven 50 a větší než 1.
2. Reaktor podle bodu 1, vyznačený tím, že obsahuje nejvýše 4 perforované trubky (8).
3. Reaktor podle bodů 1 nebo 2, vyznačený tím, že úhel sevřený povrchovými přímkami procházejícími po vnitřních stěnách komolokuželových sekcí je nejvýše roven 30σ.
CS821714A 1981-03-13 1982-03-12 Reactor for metal extraction CS228539B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT20340/81A IT1137502B (it) 1981-03-13 1981-03-13 Apparecchiatura per il recupero di materiali metallici

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS228539B2 true CS228539B2 (en) 1984-05-14

Family

ID=11165854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS821714A CS228539B2 (en) 1981-03-13 1982-03-12 Reactor for metal extraction

Country Status (14)

Country Link
BE (1) BE892475A (cs)
BG (1) BG49508A3 (cs)
CS (1) CS228539B2 (cs)
DE (1) DE3206994C2 (cs)
DK (1) DK150288C (cs)
FR (1) FR2501530A1 (cs)
GB (1) GB2094957B (cs)
GR (1) GR75876B (cs)
IE (1) IE52610B1 (cs)
IT (1) IT1137502B (cs)
LU (1) LU83999A1 (cs)
NL (1) NL8201026A (cs)
SE (1) SE452651B (cs)
YU (1) YU54282A (cs)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1269631B (de) * 1954-09-14 1968-06-06 Stora Kopparbergs Bergslags Ab Verfahren zum Gewinnen von schmelzfluessigem Roheisen
GB979605A (en) * 1962-01-30 1965-01-06 Finanziaria Siderurgica Finsid An improved process and device for refining cast-iron for steel production
US3833355A (en) * 1971-02-03 1974-09-03 Centro Speriment Metallurg Process for the reduction, in liquid phase, of iron ore in a rotary kiln
BE792267A (fr) * 1971-12-03 1973-03-30 Nat Res Dev Perfectionnements aux fours
GB1535167A (en) * 1974-12-19 1978-12-06 Boc International Ltd Crucible

Also Published As

Publication number Publication date
DE3206994C2 (de) 1983-10-06
FR2501530A1 (fr) 1982-09-17
IT8120340A0 (it) 1981-03-13
GR75876B (cs) 1984-08-02
IE52610B1 (en) 1987-12-23
IT1137502B (it) 1986-09-10
SE8201568L (sv) 1982-09-14
BE892475A (fr) 1982-09-13
BG49508A3 (en) 1991-11-15
DE3206994A1 (de) 1982-10-14
SE452651B (sv) 1987-12-07
GB2094957B (en) 1984-12-12
YU54282A (en) 1985-03-20
NL8201026A (nl) 1982-10-01
GB2094957A (en) 1982-09-22
LU83999A1 (fr) 1983-02-22
IE820568L (en) 1982-09-13
DK150288B (da) 1987-01-26
DK104182A (da) 1982-09-14
DK150288C (da) 1987-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2664670B2 (ja) 合成ガスを造るための装置
US4606799A (en) Method, and an arrangement, for producing synthesis gases
US3771998A (en) Method and converter for refining pig iron
CA1109268A (en) Gasification of solid fuel
SU797593A3 (ru) Сопло фурмы дл продувки металла кис-лОРОдОМ и зАщиТНыМ гАзОМ
US3015554A (en) Method and device for carrying out metallurgical processes, particularly air refining processes
DE2952434C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Vergasen von festem, feinverteiltem, kohlenstoffhaltigem Brennstoff in einem Schmelzbad, sowie Aufblaselanze hierfür
CA1144366A (en) Sprinkler burner and method of introducing particulate material and a gas into a reactor
US4157244A (en) Gas-cooling method and apparatus
CN102316974B (zh) 等离子体气化反应器
CZ278679B6 (en) Process for producing steel from a charge of liquid pig iron and steel scrap in a converter
JPH0339807A (ja) 流動床または移動床区画を有する熱交換器を備える、微粉固体の温度レベルの調整ないし制御方法および装置
US5366537A (en) Fuel and oxygen addition for metal smelting or refining process
US4406610A (en) Process and burner for the partial combustion of a liquid or gaseous fuel
KR0156813B1 (ko) 철 화합물로부터 철을 제조하는 방법 및 장치
EP0736485A1 (en) Process and apparatus, for the injection of preheated oxygen into a high temperature reactor
US4013427A (en) Slag bath generator
CA1076360A (en) Method and apparatus for continuous gasification, of solid and/or fluid carbon-containing and/or hydro-carbon-containing substances in molten iron in a reaction vessel
US3190470A (en) Apparatus for distributing solids
US3820768A (en) Steel conversion method and apparatus
JPS61276892A (ja) トランスフア−ライン型反応器の壁上でのコ−キングを防止するための供給原料注入法
US4331087A (en) Method and apparatus for forming a turbulent suspension spray from a pulverous material and reaction gas
CS228539B2 (en) Reactor for metal extraction
JPS6045684B2 (ja) 鉄酸化物から液状鉄を製造するための方法及び装置
KR20010072468A (ko) 용융 선철을 제조하는 방법