CZ2000737A3 - Zařízení pro výrobu železné houby - Google Patents

Abstract

Navrhované zařízení zahrnuje šachtovou pec s přímou redukcí, do které se přivádí horký, prach obsahující, redukční plyn. Tento redukční plyn se vyrábí ve zplynovači částečnou oxidaci pevných uhlíkových částic a prochází přes boční vstupy redukčního plynu do spodního konce redukční zóny šachtové pece. Kusy oxidu železa se plní do horní části šachtové pece s přímou redukcí a jsou jako železná houba radiálně vynášeny na spodním konci šachtové pece s přímou redukcí pomocí vynášecích prostředků (3). Další vynášecí prostředek železné houby je uspořádaný ve střední části šachtové pece s přímou redukcí. Tento další vynášecí prostředekje umístěný pod základnou (2) v oblasti mezi vnitřními konci vynášecích prostředků (3). Mezi každými dvěma vynášecími prostředky (3)je uspořádáno vodící zařízení (6), které vyčnívá vzhůru nad tyto vynášecí prostředky (3) tak, že železná houba, která padá dolů, je vedena do stran na vynášecí prostředky (3) a radiálně k dalšímu vynášecímu otvoru. Jako vynášecí prostředky se s výhodou použijí šnekové dopravníky. Vodící zařízení pak s výhodou zahrnuje horní okraj, který probíhá diagonálně od konce dalšího vynášecího otvoru směrem vzhůru k vnitřní stěně šachtové pece s přímou redukcí a může se ve směru dolů a radiálně směrem vně s výhodou rozšiřovat na šířku prostoru mezi vynášecími prostředky.

Description

Zařízení na výrobu železné houby

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení na výrobu železné houby z kusů oxidu železa, zahrnujícího šachtovou pec s přímou redukcí, do které je přiváděn horký, prach obsahující, redukční plyn. Tento redukční plyn se vyrábí ve zplynovači částečnou oxidací pevných uhlíkových částic a přichází do spodního konce redukční zóny šachtové pece s přímou redukcí přes boční vstupy redukčního plynu.

Dosavadní stav techniky

Při výrobě železné houby redukcí kusů oxidu železa v šachtové peci s přímou redukcí je železná houba vynášena ze spodní části této šachtové pece. Jeden ze způsobů provádění tohoto vynášení je popsán ve spise EP 0 085 290 A1. Spočívá v tom, že železná houba je vynášena pomocí v radiálním směru působících vynášecích prostředků, zejména šnekových dopravníků po straně šachtové pece s přímou redukcí. Při radiálním uspořádání šnekových dopravníků vznikají mezi dvěma těmito dopravníky po jejich stranách ležící prostory („mrtvé prostory“), které se rozšiřují směrem k vnitřní stěně šachtové pece s přímou redukcí. V těchto mezilehlých prostorech pak narůstají neodebrané oblasti vsázky, která sestoupila dolů šachtovou pecí s přímou redukcí, tzv. „mrtvé zóny“. Z pevnostních důvodů je přitom obtížné vytvořit vynášecí prostředky mající libovolnou velikost, zejména pokud jde o jejich průměr a délku. Běžné tedy je, že i ve středu šachtové pece s přímou redukcí, mezi vnitřnímu konci vynášecích prostředků (mezi hlavami šneků) existují mrtvé prostory, na nichž vznikají „mrtvé zóny“ (středová „mrtvá zóna“). Výška těchto „mrtvých zón“ závisí na velikosti plochy příslušného mezilehlého prostoru a na sypném úhlu vsázky. Zejména při silném pokrytí prachem, ke které dochází v důsledku obsahu prachu v redukčním • ·· · • ·· · · · · · • ··· · · · · • · · · · r, · 0 · · • ···· ···· • ·· ·0 ·· ·· plynu, je sypný úhel velmi příkrý a vnitřní tření je velmi velké. „Mrtvé zóny“ vytvořené nad mezilehlými prostory mezi šnekovými dopravníky a středová „mrtvá zóna“ mají nepříznivý vliv na rovnoměrnost průchodu plynu sloupcem vsázky a na vynášecí pohyb v šachtové peci. Tím mají nepříznivý vliv i na rovnoměrnost redukce oxidů železa.

Spis EPO 166 679 A1 popisuje uspořádání tavícího zplynovače a šachtové pece s přímou redukcí s násypem tvořeným peletami oxidu železa. Šachtová pec s přímou redukcí je zde opatřena základnou podpírající sloupec násypu, vynášecími otvory vytvořenými v této základně pro vynášení částic železné houby a alespoň jedním vstupem pro redukční plyn, který je dopřáván od zplynovače do spodní části sloupce násypu. Jelikož redukční plyn obsahuje velké množství prachu, vzniká nebezpečí, že volné prostory ve sloupci násypu budou zaneseny, což způsobí odpovídající zvýšení odporu proti průchodu redukčního plynu. S cílem umožnit přivádění redukčního plynu obsahujícího větší množství prachu ze zplynovače přímo do šachtové pece s přímou redukcí bez nebezpečí zanášení prostorů ve sloupci násypu, následného nerovnoměrného rozdělení plynu v šachtové peci a vzniku provozních obtíží, jsou zde vytvořeny radiálně umístěné šnekové dopravníky, sloužící pro udržování stálého pohybu částic vsázky ve směru dopředu a dozadu v oblasti přilehlé ke vstupu redukčního plynu, kterou redukční plyn proudí. Dále je zde vytvořen alespoň jeden vynášecí otvor uspořádaný v základně na opačném konci šnekových dopravníků. Pohon šnekových dopravníků může být uskutečněn tak, že jednotlivé šneky se otáčejí postupně v obou směrech, nebo tak, že jedna část šnekových dopravníků se otáčí trvale ve směru ven a druhá část ve směru dovnitř.

U tohoto uspořádání jsou oba vynášecí otvory vzhledem ke sloupci násypu zacloněny. Vnější vynášecí otvory prstencovou zástěrou a vnitřní pak kuželovitou vložkou. Kuželovitá vložka přitom končí těsně nad šnekovými dopravníky, nebo zahrnuje vstupní otvory, do nichž vnitřní konce radiálně umístěných šneků zasahují. Tímto uspořádáním se zajistí, že železná houba nedosáhne vynášecích otvorů přímo, tj. bez přídavných vynášecích prostředků, ale může se pohybovat k otvorům pouze pomocí šnekových dopravníků, což je • · · · · · · · • ·«· · β · · • · · · ······ « ···* · · · · • 0· 0* · · 0 0 nezbytné pro to, aby bylo možno vyvolat pohyb železné houby ve směru dovnitř a ven.

Jelikož je násyp podepřen kuželovitou vložkou zacloňující středový vynášecí otvor, je i zde vznik „mrtvých zón“ pravděpodobný.

Podstata vynálezu

Vycházeje ze spisu EP 0 166 679 A1, je cílem tohoto vynálezu vytvořit zařízení pro výrobu železné houby z kusů oxidu železa v šachtové peci s přímou redukcí, používající horký, prach obsahující, redukční plyn, který je vyráběn ve zplynovači částečnou oxidací pevných uhlíkových částic a je veden postranními vstupy redukčního plynu umístěnými na spodním konci redukční oblasti do šachtové pece s přímou redukcí, u něhož jsou kusy oxidu železa umísťovány do horní oblasti šachtové pece s přímou redukcí a na dolním konci šachtové pece s přímou redukcí jsou vynášeny radiálně jako železná houba vynášecími prostředky, kde v základně šachtové pece s přímou redukcí, v její středové části pod vnitřními konci vynášecích prostředků, je vytvořen další vynášecí otvor pro železnou houbu, u něhož bude vznik „mrtvých zón“ vyloučen, alespoň nad oblastí nacházející se ve středu mezi radiálními vynášecími prostředky.

Cíl tohoto vynálezu je dosažen tím, že zařízení je opatřeno vynášecími prostředky pro dopravu železné houby pouze ve směru radiálně ven.

Jelikož jsou vynášecí prostředky vytvořeny tak, že železnou houbu dopravují pouze radiálně směrem ven, nedochází k pohybu železné houby na základně šachtové pece s přímou redukcí ve směru dopředu a dozadu a středový vynášecí otvor nemusí být zacloněn, takže ke vzniku „mrtvých zón“ ve středové oblasti nemůže docházet a v podstatě k jejich vzniku nemůže docházet ani po stranách vynášecích prostředků. Vzhledem k tomu, že vsázkový materiál nacházející se nad bočními plochami není podepřen středovou „mrtvou zónou“, je při svém klesání v šachtové peci s přímou redukcí veden k dalšímu vynášecímu otvoru.

Výhodně je pak mezi dvěma vynášecími prostředky vytvořeno vodící zařízení, které vyčnívá vzhůru nad tyto vynášecí prostředky takovým způsobem, • ·

že železná houba propadající dolů je vedena do stran k vynášecím prostředkům a radiálně k dalšímu vynášecímu otvoru.

Vodící zařízení výhodně zahrnují horní okraj, který probíhá šikmo vzhůru od okraje dalšího vynášecího otvoru k vnitřní stěně šachtové pece s přímou redukcí a rozšiřují se směrem dolů a radiálně ven až na šířku prostoru ležícího bočně mezi vynášecími prostředky. Tímto uspořádáním se dosáhne stejnoměrného propadání veškerého vsázkového materiálu dolů, dokud není vynesen.

Tím, že je vynášení rozděleno na vnější a středovou oblast může být rychlost propadání v oblasti vnějšího průměru šachtové pece s přímou redukcí a v oblasti nad středovým vynášecím otvorem ovládána vzájemně nezávisle. V součinnosti s individuálně nastavitelnou rychlostí vynášení u jednotlivých vynášecích prostředků, je tudíž možno zajistit účelné ovládání činnosti šachtové pece s přímou redukcí v celém jejím průřezu.

Výhodné pak dále je, když je pod dalším vynášecím otvorem umístěna vertikální šachta mající konstantní průměr, který odpovídá průměru vynášecího otvoru, když je tato šachta na svém spodním konci uzavřena, a když nad základnou této šachty je umístěn alespoň jeden, v radiálním směru pracující, další vynášecí prostředek pro vynášení železné houby.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je podrobněji objasněn na svých příkladných provedeních zobrazených na přiložených výkresech, kde:

Obr. 1 zobrazuje první provedení spodní části šachtové pece s přímou redukcí podle vynálezu ve svislém řezu;

Obr. 2 je horizontální řez šachtovou pecí s přímou redukcí vedený v rovině ll-ll z Obr. 1; a

Obr. 3 zobrazuje spodní část šachtové pece s přímou redukcí podle druhého provedení vynálezu ve svislém řezu.

· · 0 • 0

Příklady provedení vynálezu

Výkresy zobrazují část šachtové pece s přímou redukcí nacházející se pod rovinou okružního větrovodu, tj. pod rovinou, v níž je do šachtové pece s přímou redukcí vháněn redukční plyn tak, aby šachtovou pecí s přímou redukcí stoupal vzhůru, procházel vsázkou a vyvolal transformaci oxidů železa na železnou houbu.

Šachtová pec s přímou redukcí má válcovitý nebo kuželovitý plášť i, který na svém dolním konci přechází do základny 2. Přímo nad touto základnou 2 je umístěno množství, příkladně 10, bočních vynášecích otvorů pro vsázku obsahující železnou houbu, které jsou rozmístěny v horizontální rovině rovnoměrně s odstupy po obvodu pláště 1_. Skrz každý z těchto vynášecích otvorů prochází vynášecí prostředek v podobě šnekového dopravníku 3. Šnekové dopravníky 3 přemisťují vsázku, která klesla na základnu 2 radiálně ven tak, že tato vsázka je vedena do spádové trubky 4, kterou je pak dále vedena, například do tavícího zplynovače vytvářejícího redukční plyn. Toto odebírání vsázky umožňuje propadání vsázky nacházející se v šachtové peci s přímou redukcí.

Radiální šnekové dopravníky 3 sahají pouze přes část poloměru šachtové pece s přímou redukcí, takže hlavy těchto šneků leží s odstupem od osy šachtové pece s přímou redukcí a vytvářejí mezi sebou kruhovitou oblast. Základna 2 zahrnuje středový vynášecí otvor odpovídající této kruhovité oblasti a přecházející do válcovité šachty 5 s příslušně menším průměrem (vzhledem k průměru šachtové pece s přímou redukcí).

Nad základnou 2 je mezi každými dvěma šnekovými dopravníky 3 umístěn klínovitý vodící prvek 6. Čelní nebo horní okraj těchto vodících prvků 6 vystupuje z okraje středového vynášecího otvoru vzhůru a směřuje k vnitřní stěně pláště 1 šachtové pece. Úhel sklonu tohoto okraje se vzhledem k vertikále pohybuje v rozmezí asi 25 až 40°. Navíc vodící prvky 6 se od tohoto svého okraje ve směru dolů a radiálně ven rozšiřují, takže jejich plocha ležící na základně 2 • · · ·

A « · · · · • ·

odpovídá vnitřnímu prostoru mezi dvěma šnekovými dopravníky 3. Úhel sklonu bočních ploch vodících prvků 6 se pohybuje v rozmezí 5 až 15°.

Vodící prvky 6 tak vedou padající vsázku směrem ke středovému vynášecímu otvoru vytvořenému v základně 2 a na šnekové dopravníky 3, takže prakticky veškerá vsázka je bez omezení vynášena.

Část vsázky procházející středovým vynášecím otvorem přichází do šachty 5, která je dole uzavřena. S cílem odebírat materiál z této šachty 5 jsou přímo nad základnou šachty 5 vytvořeny dva vynášecí otvory ležící vzájemně proti sobě. Každým z těchto vynášecích otvorů přitom prochází šnekový dopravník 7, který zajišťuje vynášení vsázky do spádové trubky 8, která vede příkladně rovněž do tavícího zplynovače. Jelikož je průměr této šachty 5 podstatně menší než průměr šachtové pece s přímou redukcí, zasahují šnekové dopravníky 7 za střed šachty 5, takže veškerá vsázka přicházející do šachty 5 je transportována do spádových trubek 8.

Místo šnekových dopravníků je možno na základně šachty 5 použít i jiné vynášecí prostředky, například kladičkový žlab nebo komoru vyprazdňující kladku.

U šachtové pece s přímou redukcí podle Obr. 3 je na středový vynášecí otvor v základně 2 napojena šachta 9, jejíž vnitřní průměr se ve směru dolů plynule zmenšuje a je přibližně 1 m nebo méně na jejím spodním konci. Spodní konec šachty 9 je otevřený, takže vsázka z něj může vypadávat. Vsázka padá na krokovací mechanizmus 10, který je umístěn v komoře 11 opatřené výstupní trubicí 12. V závislosti na množství vsázky, která padá z komory 9 vykonává krokovací mechanizmus 10 otočný pohyb a zajišťuje nepřetržitou dodávku vsázky do výstupní trubice 12.

Výstupní trubice 12 je vedena centrálně skrz přívod 13 uhlí do horní části tavícího zplynovače 14. Přívod 13 uhlí zahrnuje svislé přívodní potrubí ze zásobníku uhlí a dvoustupňový šnekový dopravník. Koncentrickým přiváděním vsázkového materiálu nebo železné houby a uhlí do horní části tavícího zplynovače 14 je podpořeno jejich vzájemné míšení. Dojde tak ke zdokonalení tavení železné houby a výroby redukčního plynu v tavícím zplynovači 14.

Claims (13)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení na výrobu železné houby z kusů oxidu železa v šachtové peci s přímou redukcí, používající horký, prach obsahující, redukční plyn, který je vyráběn ve zplynovači (14) částečnou oxidací pevných uhlíkových částic a je veden bočními vstupy redukčního plynu umístěnými na spodním konci redukční oblasti do šachtové pece s přímou redukcí, u něhož jsou kusy oxidu železa umísťovány do horní oblasti šachtové pece s přímou redukcí a jsou vynášeny radiálně na dolním konci šachtové pece s přímou redukcí jako železná houba vynášecími prostředky (3), kde v základně šachtové pece s přímou redukcí, v její středové části pod vnitřními konci vynášecích prostředků (3), je vytvořen další vynášecí otvor pro železnou houbu, vyznačující se tím, že je opatřeno vynášecími prostředky (3) pro dopravu železné houby pouze ve směru radiálně ven.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi dvěma vynášecími prostředky (3) je vytvořeno vodící zařízení (6) vyčnívající vzhůru nad tyto vynášecí prostředky (3) tak, aby železná houba padající dolů byla vedena do stran k uvedeným vynášecím prostředkům (3) a radiálně k uvedenému dalšímu vynášecímu otvoru.

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vynášecími prostředky (3) jsou šnekové dopravníky.

4. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že horní okraj vodícího zařízení (6) probíhá šikmo vzhůru od okraje uvedeného dalšího vynášecího otvoru k vnitřní stěně šachtové pece s přímou redukcí.

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že úhel sklonu horního okraje vodícího zařízení (6) je vzhledem k vertikále asi 25 až 40°.

0 0 0 0 0» 0*00 0

0* «0 «

6. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že vodící zařízení (6) se rozšiřuje směrem dolů a radiálně ven na šířku prostoru ležícího bočně mezi vynášecími prostředky (3).

7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že úhel sklonu bočních ploch vodícího zařízení (6) je vzhledem k vertikále asi 5 až 30°.

8. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že pod dalším vynášecím otvorem je umístěna šachta (5) s průměrem, který se směrem dolů zmenšuje, zůstává stejný nebo se zvětšuje, tím, že tato šachta (5) je na svém spodním konci uzavřena a tím, že nad základnou této šachty (5) je umístěn alespoň jeden, v radiálním směru pracující, další vynášecí prostředek (7) pro vynášení železné houby.

9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedeným dalším vynášecím prostředkem (7) je šnekový dopravník.

10. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedeným dalším vynášecím prostředkem (7) je kladičkový žlab.

11. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedeným dalším vynášecím prostředkem (7) je komoru vyprazdňující kladka.

12. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že pod dalším vynášecím otvorem je umístěna svislá šachta (9), jejíž průměr se směrem dolů zmenšuje, tím, že uvedená šachta (9) je na svém spodním konci opatřena vynášecím otvorem železné houby otevřeným do komory (11) s výstupní trubicí qty zx>oo-/Ty «00000 ’ · * ·· I «· 0 0 0 · » 0 0 * • · · 0 0 0 0 0 » • 0 «0« 0·»0·*

0 · 0000 «000 • 000 00 · 0 ·· · · (12) a tím, že v komoře (11), pod vynášecím otvorem nacházejícím se na spodním konci komory (9), je vytvořen krokovací mechanizmus (10).

13. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že uvedená výstupní trubice (12) je vedena skrz přívodní potrubí (13) pro přivádění tuhých uhlíkových částic do zplynovače (14).