CZ400098A3 - Zařízení pro výrobu houbovitého železa - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro výrobu houbovitého železa železa v redukční šachtové peci použitím horkého redukčního plynu, který obsahuje prach a je bohatý oxidem uhelnatým, kde redukční plyn se generuje v generátoru plynu parciální oxidací pevného, uhlík obsahujícího materiálu a do redukční šachtové pece se dodává přes několik postranních vstupů redukčního plynu, které se nachází ve stejné výšce po obvodě redukční šachtové pece na io spodním konci redukční zóny, a kde kusy oxidů železa se do redukční šachtové pece přivádí v její horní oblasti a ve formě houbovitého železa se odvádí z její spodní části

Dosavadní stav techniky

Při redukci kusů oxidů železa pomocí redukčního plynu, který obsahuje prach a je bohatý oxidem uhelnatým, z fúzního zplynovače v zařízení pro tavnou redukci železné rudy se pro uložení prachu, který se do redukční šachtové pece přivádí s redukčním plynem, může použít pouze část volného objemu sypaného materiálu. Navíc k prachu, který se přivádí s redukčním plynem, se do spodní

0 části redukční pece může dostávat u zařízení, ve kterých je redukční pec spojena s fúzním zplynovačem spádovým potrubím, další množství prachu v plynu ze zplynovače přicházejícím přes spádové potrubí a výstupní otvory. Obsah prachu v tomto plynu ze zplynovače je několikrát vyšší než v redukčním plynu, který byl před tím, než se přivedl do redukční pece, zbaven značné části prachu

5 v cyklónových odlučovačích horkého plynu. Navíc k tomuto prachu unáší vzestupný proud plynu zpět do redukční pece částečky odváděného houbovitého železa a případných vápenatých sloučenin. Takové množství prachu má za následek nejen zvýšené usazování prachu ve spodní části redukční pece, kanálech a závěsech sypného materiálu, ale i nekontrolované odvádění

0 houbovitého železa výstupními zařízeními. Zvláště nepříznivou skutečností je to, že plyn, který z fúzního zplynovače přichází plynovými odvody do redukční pece, • 4 · 4 44 • 4 4444 4 » 4 4 4 ··· AT-*i9 *· zahrnuje jen částečně odplyněné dehet obsahující a uhlíkové částice, ale i jiné prvky, které způsobují hrudkování.

S intenzivnějším prášením sypkého materiálu v oblasti okružního kanálu a 5 vstupů redukčního plynu je spojeno zvýšení tlakového rozdílu mezi fúzním zplynovačem a spodní oblastí redukční šachtové pece. Vysoce zaprášený plyn ze zplynovače může proudit přes spádové potrubí a šroubové vynášeče přímo do sypkého materiálu s nízkým obsahem prachu ve středu redukční pece. Díky tomuto zvýšenému tlakovému rozdílu se zvyšuje únos prachu ve spádových potrubích a sypký materiál ve spodní oblasti redukční pece se obohacuje cirkulujícím prachem natolik, že i nízké tlakové rozdíly postačují k zasedání sypkého materiálu, což má za následek dobře známý jev vytváření plynových kanálů v sypkém materiálu, kterými nerušeně protéká proud plynu s velkým obsahem prachu z fúzního zplynovače do redukční pece. Část prachu se dále pohybuje ze spodní oblasti redukční pece vzhůru do redukční zóny a vede k zaprášení sypkého materiálu a vytvoření kanálů i v této oblasti. K takovému intenzivnímu prášení v oblasti okružního kanálu může dojít také v případě, že se použije vyššího množství uhlí ve směsi ve zplynovači, což vede ke zvýšení teploty a rychlému rozpadu (dezintegraci) částic uhlí při této zvýšené teplotě a následně i

0 k intenzivnějšímu rozpadu částic rudy v redukční šachtové peci, nebo v případě selhání či částečného selhání recirkulace prachu. Pokud k nějakému z těchto případů dojde, potřebuje redukční šachtová pec značně dlouhou dobu k tomu, aby se očistila a zbavila prachu, neboť prach je znovu a znovu vzniklými kanály dopravován vzhůru.

Část zbývajícího volného objemu je vyplněna jemnými částicemi, které se přivádí se surovinami a které z části vznikají přímo v redukční peci redukcí nosičů železa a kalcinací sloučenin. To však zároveň představuje omezení kapacity redukční pece, neboť značná část volného objemu se musí zachovat pro tok

0 redukčního plynu sypkým materiálem a toto určité množství redukčního plynu, které je potřeba pro redukci oxidů železa a kalcinací sloučenin a které proudí redukční pecí, musí mít nízkou a shora omezenou tlakovou ztrátu. Po překročení ····*·· _ΑΤ·*39 ·· částic a volném určité tlakové ztráty, která závisí na velikosti částic, složení objemu sypkého materiálu, dojde k dobře známému zasednutí sypkého materiálu a vytvoření kanálů v sypkém materiálu, kterým redukční plyn volně protéká, aniž by se zúčastnil redukčního procesu v peci. Výsledkem je nízký 5 stupeň metalizace, nízké nauhličení houbovitého železa, nízký stupeň kalcinace sloučenin, malá výkonnost zařízení a také špatná kvalita surového železa. Tedy, normální provoz redukční pece vyžaduje určitý minimální měrný průtok redukčního plynu, při kterém ještě nedochází k vytváření kanálů a zasedání sypkého materiálu. Toto minimální měrné množství redukčního plynu závisí na 10 stupni oxidace redukčního plynu, obsahu železa v oxidech železa, vlastnostech rozpadu použitých oxidů železa při nízkých teplotách, množství a vlastnostech rozpadu sloučenin a také dalších faktorech, a pohybuje se okolo 1050 Nm³ redukčního plynu na tunu oxidů železa. Kvůli vysokým teplotám plynu ze zplynovače a kvůli nízké tlakové ztrátě sypkého materiálu, který slouží jako 15 blokovací prostředek plynu bránící odstranění prachu z plynu ze zplynovače přes spádové potrubí, je tlaková ztráta určena velkým průřezem redukční pece ve spodní části. Proto se pro částečné odstranění prachu z redukčního plynu může použít jen vyzdívkou opatřených cyklónových odlučovačů horkého plynu, které však mají kvůli nízké tlakové ztrátě jen průměrnou účinnost, a redukční plyn i tak 2 0 obsahuje značné množství prachu. Množství redukčního plynu se směrem vzhůru může měnit jen ve velmi malém rozmezí. Pokud se redukční plyn do redukční pece přivádí jen okružním kanálem a jen do obvodové části sypkého materiálu, zůstává v radiálním středu sypkého materiálu nevyužitý volný prostor, který se může využít pro separaci prachu. Množství redukčního plynu, který se může vést 2 5 redukční pecí, se tak dále zmenší a obvodový prstenec sypkého materiálu v oblasti přívodu redukčního plynu je zaprášen více, než je nutné a tak právě zde počíná vytváření kanálů a zasedání. Čím je průměr redukční pece větší, tím menší je měrné množství redukčního plynu, které se může pecí vést, aniž by docházelo k výše popsaným nepříznivým jevům.

Z materiálu JP-A-62294127 je známo zařízení pro výrobu houbovitého železa z oxidů železa pomocí redukčního plynu. Redukční plyn se do redukční • ·

AT-3 9 šachtové pece přivádí několika vstupy plynu, které jsou rozmístěné ve stejné úrovni po obvodě redukční pece. Navíc, pod rovinou těchto postranních vstupů plynu, se v radiálním středu redukční pece nachází další vstup redukčního plynu. Tento vstup plynu tvoří vnitřní otevřený konec trubky, která z vnějšku zasahuje do středu redukční pece a kterou je přes vnější konec přiváděn redukční plyn. Tímto opatřením se dosáhne rovnoměrnější redukce oxidů železa po celém průřezu šachty. Problémy spojené s přívodem redukčního plynu s obsahem prachu však tento dokument neřeší.

Dokument US-A-4 118 017 popisuje zařízení pro výrobu houbovitého železa z oxidů železa pomocí redukčního plynu, který vstupuje do redukční pece přibližně uprostřed její výšky několika, podél obvodu pece rozmístěnými vstupy plynu. Redukční pec se směrem ke spodnímu konci zužuje, tento spodní konec se skládá z několika do sebe vložených zkrácených částí. Na vnějším obvodu každé z těchto částí se nachází vstupy chladnějšího redukčního plynu, kterým se houbovité železo ochlazuje. Problémy spojené s použitím redukčního plynu s obsahem prachu však neřeší ani tato přihláška.

Tedy cílem vynálezu je zlepšit základní zařízení v tom, že se dosáhne

0 nauhličení a zvýšení redukce houbovitého železa; že se málo zaprášený sypký materiál v radiálně středové oblasti použije pro separaci prachu; že sypký materiál v dolní části redukční pece bude mít větší tlakovou ztrátu, takže se pro vyčištění plynu ze zplynovače, kterého se použije jako redukčního plynu, bude moci použít cyklónů horkého plynu s větší tlakovou ztrátou a tím i vyšší účinností, množství

5 plynu ze zplynovače s vyšším obsahem prachu, který by mohl do redukční pece pronikat spádovým potrubím, se značně omezí, a rovnoměrné zaprášení sypkého materiálu v celém průřezu redukční pece nezpůsobí zvýšení tlakového rozdílu na cestě přes spádové potrubí a připojení potrubí mezi fúzním zplynovačem a redukční pecí.

.3 0 • · · ·

AT-39

Podstata vynálezu

Výše uvedeného cíle vynálezu se dosáhne zařízením pro výrobu houbovitého železa z kusů oxidu železa v redukční šachtové peci použitím horkého redukčního plynu, který obsahuje prach a je bohatý oxidem uhelnatým, kde redukční plyn se generuje v generátoru plynu parciální oxidací pevného, uhlík obsahujícího materiálu a do redukční šachtové pece se dodává přes několik postranních vstupů redukčního plynu, které se nachází ve stejné výšce po obvodě redukční šachtové pece na spodním konci redukční zóny, a kde kusy oxidů železa se do redukční šachtové pece přivádí v její horní oblastí a ve formě houbovitého io železa se odvádí z její spodní části, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pod rovinou postranních vstupů redukčního plynu se nachází přídavné vstupy redukčního plynu, které mají tvar nejméně jednoho zdola otevřeného kanálu, který sahá z vnějšku do radiálně středové oblasti redukční šachtové pece, a/nebo nejméně jedné píšťaly, která sahá z vnějšku šikmo směrem dolů do radiálně středové oblasti redukční šachtové pece a má otevřený vnitřní konec.

Výhodná zlepšení zařízení podle vynálezu vycházejí ze závislých nároků.

Přehled obrázků

0 Vynález je dále podrobněji popsán s odkazy na provedení zobrazené na doprovodných výkresech, na nichž:

Na obr. 1 je svislý řez redukční šachtovou pecí;

5 Na obr. 2 je vodorovný řez redukční pecí dle obr. 1 mezi oblastí okružního kanálu a oblastí kanálů a píšťal pro dodatečný přívod redukčního plynu.

Na obr. 3 je svislý řez kanálem pro přívod redukčního plynu.

• · • · •··· · · ··

ΑΤ-39

Příklady proveden? vynálezu

Válcová šachtová redukční pec 1 se plní shora, tj. nad redukční zónou, z rozváděčích trubek 4, z nichž jsou na obr. 1 zobrazeny pouze dvě. Svislá redukční pec 1_, jejíž tvar průřezu se s výškou prakticky nemění, se skládá z horní části A, která má kuželovitost okolo 2°, ze střední části B, která má výšku asi 5 m a kuželovitost okolo 0.5°, a spodní části C s výškou asi 2 m a kuželovitostí okolo 2.5°. Ve spodní části redukční pece se dále nachází několik nálevkovitě zúžených výstupů 5 produktu, z nichž jsou zobrazeny pouze dva na obr. 1 a šest na obr. 2. Výstupy produktu a navazující připojení 5a produktového potrubí přednostně vychází přímo z vodorovného nebo jen mírně zakřiveného dna redukční pece 1. Výstupy 5 produktu ohraničují přepážky z ohnivzdorného materiálu, konkrétně mezistěny 9 a kuželový blok 10 v podélné ose redukční pece 1_. Přepážky obsahují vodou nebo dusíkem chlazená uložení 6. Trubková, vodou chlazená podpěra 12 na obr. 3 je uložena v ochranné trubce 13 excentricky, izolace 14 mezi oběma trubkami se nachází ve spodní části prostoru mezi trubkami. Na podpěře 12 je dále upevněn otevřený kanál 11, který má v řezu tvar obráceného písmene U - polovina trubky s prodlouženými bočními stěnami dle obr. 3. Podpěry 12 s kanály 11 se nachází nad výstupy 5 produktu a jejich vnitřní konce spočívají na uloženích 6 bloku 10 ohnivzdorného materiálu. Jako alternativní

0 uspořádání je na obr. 1 čárkovanou čarou vyznačena píšťala 8, která směřuje mírně dolů do středu redukční pece a má šikmo seříznutý konec. Redukční plyn se z vnějšku přivádí buď do kanálů 1J_ nebo píšťal 8 ve směru šipek 15. Aby se předešlo usazování prachu, jsou v částech, kterými do kanálů 11 vstupuje redukční plyn, boční stěny protaženy do hloubky a vyzdívka je provedena silnější.

5 Většího spádu lze dosáhnout umístěním vstupů 15 plynu bočně a šikmo vzhledem k podpěrám 12. Na konci připojení 5a potrubí se s výhodou nachází výstupní zařízení houbovitého železa, které však není na obrázcích ukázáno.

Normální provoz takového zařízení, ve kterém se redukční plyn, který

0 obsahuje horký prach a je bohatý oxidem uhelnatým, přivádí pouze po obvodě redukční pece 1 okružním kanálem 2 a dále vstupy 3 redukčního plynu je při použití sypané rudy možný pouze v malých redukčních pecích. Ve větších

ΆΤ-*39 ·* redukčních pecích je třeba používat pouze kvalitní pelety. Pro srovnání, u velkých zařízení s normálními surovinami je pro dosažení stabilního provozu v širokém rozsahu výkonů nezávisle na měrném množství redukčního plynu, obsahu prachu a výběru surovin možnost přivádět část redukčního plynu do středu redukční pece

1 téměř nenahraditelná. Jako předěl mezi oběma velikostmi redukční pece lze uvažovat průměr pece okolo 5 až 6 m.

Aby bylo možné použít redukční šachtové pece větších průměrů a redukční plyn, který obsahuje horký prach a je obohacený oxidem uhelnatým, je ve spodní části redukční pece přepážkami z ohnivzdorného materiálu vytvořeno několik výstupů 5 produktu. Přepážky se skládají z radiálních mezistěn 9 a středového kuželového bloku 10 a jsou opatřeny vodou nebo dusíkem chlazenými uloženími 6, které skrze dno redukční pece 1_ zasahují do přepážek. Tato uložení slouží jako upevňovací zařízení pro vodou chlazené podpěry 12, na které jsou zavěšeny kanály 11 pro přivádění redukčního plynu do spodní radiálně středové oblasti redukční pece 1, případně, pokud jsou použity, slouží jako podpěra pro píšťaly 8. Cihlami vyzděná připojení 5a potrubí, která mají s výhodou nálevkovitý tvar a jsou ke dnu redukční pece 1 buď přivařena nebo upevněna přírubovými spoji a která prodlužují nálevkovitý výstup 5 produktu, jsou pro usnadnění pohybu materiálu

0 značně strmá a zároveň dostatečně vysoká k tomu, aby výška sypkého materiálu pracovala jako blokovací prostředek pro snížení tlakového rozdílu mezi fúzním zplynovačem a redukční pecí 1_. Přívod části redukčního plynu vstupy 15 přes nejméně jeden kanál 11 z žáruvzdorné oceli a/nebo vodou chlazenou píšťalu 8, které se s výhodou nachází právě nad každým z výstupů 5 produktu a nad každou

5 z mezistěn 9, do radiálně středové části redukční pece 1 byl měl být umístěn asi 2 m pod rovinou bočních vstupů 3 redukčního plynu. Kanály 11 pro přívod a rozvod redukčního plynu jsou konstrukčně řešeny jako půlkruhové pláště ze žáruvzdorné oceli s prodlouženými bočními stěnami, které se ze shora umístí na vodou chlazené trubkové podpěry 12 tak, aby prodloužené strany půlkruhového pláště

0 tvořily zdola otevřený kanál. Takové uspořádání je výhodné v tom, že velké vodorovné, případně mírně dovnitř se sklánějící kanály 11 se nemohou ucpat materiálem nebo prachem, a v tom, že sypký materiál, který se rychle posunuje • · · · · • ·

AT-3 9

směrem dolů, je značně rozvolněný, umožňuje přívod redukčního plynu k velkému povrchu sypaného materiálu, vytváří dobré podmínky pro oddělení prachu v přiváděném plynu a odvádění prachu odděleného v horních oblastech pece. Přístup redukčního plynu s obsahem prachu do oblastí sypkého materiálu, který je zaprášen v jen malém rozsahu, je umožněn po celém průřezu redukční pece 1_.

Spodní objemná velká část redukční pece 1 slouží jako blokovací prostředek plynu a neodehrává se v ní redukční proces, ke kterému dochází téměř v jedné třetině objemu redukční pece t V této spodní části dochází vlivem chladnějšího redukčního plynu k vyššímu nauhličování a zbytkové redukci houbovitého železa. Díky tomu může být redukční zóna a tedy i celá redukční pec navržena menší a jednodušší, tedy jako redukční pec střední velikosti s celkovou hmotností asi 1500 tun a více a dále větším rozpětím podpěr a výslednou významnou úsporou nákladů.

Vyšší obsah uhlíku a větší metalizace houbového železa zmenšuje spotřebu energie fúzního zplynovače a podílí se na rovnoměrnějším průběhu provozních parametrů a vyšší kvalitě houbového železa. Tedy, kvůli lepším podmínkám nauhličování houbovitého železa ve spodní části redukční pece 1_, se

0 redukční plyn vstupy 15 přivádí s teplotou nižší, než má zbytek redukčního plynu. Optimální teplotou tohoto proudu je teplota o asi 50 až 100°C nižší. Další ochlazení na teplotu asi 650°C, která je optimální pro nauhličování houbovitého železa, by však vedlo k ochlazení středu pece a tedy menší metalizaci v této oblasti. Přivedením chladnějšího redukčního plynu se navzdory vysoce exotermní

5 Boudouardově reakci sypký materiál v této oblasti, která je kritická pro hrudkování, ochladí a spolu s vlivem odlehčení sypkého materiálu od sloupce materiálu nad vodou chlazenými podpěrami 12 a/nebo vodou chlazenými píšťalami 8 se tak hrudkování předejde. Jak je dobře známo, mají teplota sypkého materiálu a jeho stlačení na hrudkování vápenatých sloučenin a dehet

0 obsahujících částeček uhlíku, které nejsou plně odplyněné, kde produkty odplynění obsahují rovněž vodní páru, která funguje jako pojivo a hlavní složka hrudkování tím, že váže částice houbovitého železa a zbytkové složky prachu, • ·

4 4 · • « 4 44 • » 444 · 4 » ·4· •444 44 44

AT-3 9 velký význam. Jakmile k vytvoření hrudek jednou dojde, pohybuje se (padá) sypký materiál v oblastech ležících v horních částech redukční pece 1_ menší rychlostí.

Intenzívní prášení a místní přehřívání vlivem mocné exotermní 5 Boudoardovy reakce je přípustné také v určitých místech redukční zóny. Za významné zlepšení lze pokládat použití šroubových vynášečů na spodních koncích připojení 5a. V takovém uspořádání se redukční pec nemusí při každé výměně nebo větší opravě šroubového vynášeče vyprazdňovat a tak se předchází dlouhým neproduktivním odstávkám a vysokým najížděcím nákladům.

Směrem dolů otevřené kanály 11_ vytváří nejlepší možné podmínky pro separaci a unášení prachu. Půlkruhový plášť s prodlouženými stěnami kanálu 11 se může vyrobit z jednoho kusu materiálu nebo s jen několika svary v nekritických místech a slouží i jako ochrana proti opotřebení a tepelná izolace vodou chlazené podpěry 12. Kvůli minimalizaci tepelných ztrát je podpěra 12 opatřena další ochrannou trubkou 13 ze žáruvzdorné oceli. Spodní oblast mezi excentricky umístěnými trubkami, která je značně tepelně zatížena, je vyplněna izolační tkaninou 14. Ochranná trubka 13 je v horní oblasti s výhodou v určitých rozestupech opatřena zářezy, které jsou kolmé k podélné ose trubky a předchází

0 možným deformacím vlivem nerovnoměrného tepelného zatížení. Podpěry 12 a/nebo píšťaly 8 jsou na jednom konci neseny stěnou redukční šachtové pece 1 a na druhém konci uloženími 6, která jsou zapuštěna v mezistěnách 9 a bloku 10, takže pro konstrukci velkých redukčních šachtových pecí není třeba navrhovat podpěry 12 a/nebo píšťaly 8 zvlášť prodloužené či zesílené. Pro nesení

5 trubkových podpěr 12 a kanálů 11 je výhodné použít uložení 6 zapuštěná v kuželovém bloku 10, pro nesení píšťal 8 potom uložení 6 zapuštěných v mezistěnách 9. Vodou chlazené píšťaly 8 jsou umístěny pod ostrým úhlem vzhledem k vodorovné rovině a mají šikmo seříznuté ústí tak, aby se zvětšila plocha ofuku sypkého materiálu a zabránilo se jeho zanášení.

Při volbě kuželovitosti redukční zóny redukční šachtové pece 1 se musí počítat s množstvím přiváděného prachu, nabýváním oxidů železa, vlastnostmi

• · · · ··· AT^A«3 9 ·· rozpadání a granulárním složením oxidů železa a sloučenin a obsahem oxidu uhelnatého v redukčním plynu. V oblasti od bočních vstupů 3 redukčního plynu až do výšky asi 2 m nad tuto úroveň, kde je dochází k největšímu prášení a kde existuje největší nebezpečí zasednutí (uváznutí) sypkého materiálu, se volí velká kuželovitost asi 2.5°, takže sypký materiál se může uvolňovat a přijímat prach. Další zúžení průřezu směrem k vrcholu pece by bylo pro další přijímání prachu výhodné, mělo by ale za následek zvýšení tlakové ztráty proudícího plynu v horních částech šachtové pece, neboť by se zvýšila teplota plynu a tedy i jeho rychlost. V této oblasti dochází k nauhličování houbovitého železa a ohřevu celé oblasti vysoce exotermickou Boudouardovou reakcí, kdy úbytek množství plynu nauhličováním je více než nahrazen přírůstkem množství plynu následkem intenzívní kalcinace sloučenin. Pokud vzroste teplota plynu o 80°C, zvýší se ve stálém průřezu měrná tlakové ztráta o 15%). Z tohoto důvodu se volí v této oblasti, která má výšku asi 3 až 5 m, menší úhel kuželovitosti okolo 0.5°. Nad touto úrovní mluví menší hmotnost sloupce materiálu ve prospěch menšího úhlu a větší měrné tlakové ztráty vlivem intenzivnějšího prášení než ve spodních oblastech. Díky tomu se v této oblasti může připustit vyšší tlaková ztráta a intenzivnější prášení. Optimální kuželovitosti se v této oblasti jeví úhel okolo 2°.

0 Redukční šachtová pec 1 se zaváží oxidy železa, které bývají smíseny s dalšími sloučeninami, rozváděcími trubkami 4, které jsou v horní části pece rozmístěny v kruhu, jehož střed leží na podélné ose redukční pece 1_. Počet rozváděčích trubek je nejméně dvojnásobkem počtu výstupů 5 produktu. U větších redukčních pecí by měly tyto rozváděči trubky být upevněny ve dvou kruzích a ve

5 větším počtu, aby se minimalizovala nerovnoměrnost zatížení a předešlo se intenzivnějšímu proudění plynu v okrajových oblastech a středu průřezu redukční pece způsobenému výrazným M profilem povrchu zavážky. Rozváděči trubky 4 jsou symetricky rozmístěné tak, aby směřovaly do os výstupů 5 produktu. Dosáhne se tím toho, že sypký materiál pod rozváděcími trubkami 4 se obohatí

0 jemným granulátem a padá pecí menší rychlostí než hrubší sypký materiál, který padá zvýšenou rychlostí mezí dvěma rozváděcími trubkami 4 oblastí, která se ·· ·· ··

AT-39 nachází přímo nad dvěma sběrnými oblastmi šroubových vynášečů, jmenovitě mezi příslušným kanálem 11 a dvěma sousedními mezistěnami 9.

U středně velkých pecí činí množství redukčního plynu přiváděného vstupy 5 15 do středové oblasti redukční šachtové pece 1 s výhodou asi 30% celkového množství redukčního plynu, zbývajících 70% redukčního plynu se do pece přivádí přes okružní kanál 2 a vstupy 3 do obvodového prstence o větším průřezu. Snížením množství plynu přiváděného okružním kanálem 2 o 30% se sníží zatížení sypkého materiálu v této oblasti rovněž o asi 30%, takže by za normálního provozu již nemělo docházet k vytváření kanálů v sypkém materiálu a jeho zasedání. Malá část redukčního plynu přiváděného kanály 1_1_, které jsou zdola otevřené, proudí rovněž do obvodového prstence, ovšem většina redukčního plynu kanály 11 opustí v radiálně středové oblasti sypkého materiálu, kde se práší v menším měřítku. U větších redukčních šachtových pecí se množství plynu přiváděného do radiálně středové oblasti pece odpovídajícím způsobem zvýší.

Přívod redukčního plynu do středové oblasti redukční pece vodou chlazenými píšťalami 8 ze žáruvzdorné oceli, které jsou zaměřeny šikmo dolů, je

0 další možností, jak do středové oblasti redukční pece přivádět část redukčního plynu. Toto uspořádání má však nevýhodu v tom, že relativně malý průtočný průřez na výstupu redukčního plynu způsobí intenzívní prášení sypkého materiálu, které je v této oblasti nevýhodné.

5 Z tohoto důvodu je přednostním řešením přívodu redukčního plynu do středové oblasti redukční šachtové pece 1 použití zdola otevřených kanálů 1_1..

Přívod redukčního plynu do středové oblasti redukční šachtové pece 1 přes píšťaly 8 je přednostním řešením pouze pro malé redukční šachtové pece.

Podpěry 12, či píšťaly 8, rovněž nesou značnou část tíhy sloupce materiálu, který se nachází nad nimi, a tak odlehčují a rozvolňují sypký materiál ve

AT-39 výstupech 5 produktu a brání vytvoření můstků uvnitř těchto nálevkovitých, směrem dolů se zužujích oblastech.

Kanály H se mohou uspořádat do hvězdy nebo navzájem rovnoběžně. 5 Přívodní potrubí ke kanálům 11 či píšťalám 8 je vyspádováno, takže se neucpává ani nánosy prachu, ani sypkým materiálem, který by do něho mohl zpětně proniknout při změnách tlaku v systému.

Protažené boční stěny kanálů 11, které jsou zdola otevřené, jsou v určitých 10 vzdálenostech opatřeny zesíleními a rozpěrkami 16, takže se kanál vlivem tlaku sypkého materiálu, který působí na obě rovnoběžné boční stěny, nemůže zúžit.

• ·· · · «

AT-*5*9*··*

Claims (21)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro výrobu houbovitého železa z kusů oxidu železa v redukční šachtové peci (1) použitím horkého redukčního plynu, který obsahuje prach a je bohatý oxidem uhelnatým, kde redukční plyn se generuje v generátoru plynu parciální oxidací pevného, uhlík obsahujícího materiálu a do redukční šachtové pece (1) se dodává přes několik postranních vstupů (3) redukčního plynu, které se nachází ve stejné výšce po obvodě redukční šachtové pece (1) na spodním konci redukční zóny, a kde kusy oxidů železa se do redukční šachtové pece (1) io přivádí v její horní oblasti a ve formě houbovitého železa se odvádí z její spodní části, vyznačující se tím, že pod rovinou postranních vstupů (3) redukčního plynu se nachází přídavné vstupy (15) redukčního plynu, které mají tvar nejméně jednoho zdola otevřeného kanálu (11), který sahá z vnějšku do radiálně středové oblasti redukční šachtové pece (1), a/nebo nejméně jedné píšťaly (8), která sahá z vnějšku šikmo směrem dolů do radiálně středové oblasti redukční šachtové pece (1) a má otevřený vnitřní konec.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že generátorem plynu je tavný zplynovač a spodní konec redukční šachtové pece (1) je spojen s hlavou

   0 tavného zplynovače nejméně jedním spádovým potrubím pro přívod houbovitého železa z redukční šachtové pece (1) do tavného zplynovače.
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že nálevkovité výstupy (5) produktu jsou tvořeny přepážkami (9, 10) z ohnivzdorného materiálu

   5 ve spodní části redukční šachtové pece (1).
4. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že přepážky jsou tvořeny radiálními mezistěnami (9) a blokem (10), který se v radiálně středové oblasti redukční šachtové pece (1) směrem dolů kuželově rozšiřuje.

   • 4 • 4 «44

   ΆΤ-*5 9
5. 5. Zařízení podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že uložení (6) pro vnitřní konce nejméně jednoho kanálu (11) a/nebo nejméně jedné píšťaly (8) jsou zapuštěna do přepážek (9, 10).
6. 6. Zařízení podle jednoho z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že příslušný kanál (11) se nachází nad každým z výstupů (5) produktu.
7. 7. Zařízení podle jednoho z nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že příslušná píšťala (8) se nachází nad každou z mezistěn (9).
8. 8. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že každý z kanálů (11) je ze žáruvzdorné oceli a nachází se pod vodou chlazenou podpěrou (12), která sahá ve stejném směru a na které je zavěšen.
9. 9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že kanály (11) jsou vytvořeny jako půlkruhové pláště, které jsou zdola otevřené, které mají směrem dolů sahající rovnoběžné stěny a které spočívají na podpěrách (12).
10. 10. Zařízení podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že každá z podpěr

    0 (12) je obklopena ochrannou trubkou (13) a prostor mezi nimi je vyplněn izolační tkaninou (14).
11. 11. Zařízení podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím, že výška rovnoběžných stěn se směrem ke středu redukční šachtové pece (1) zmenšuje.
12. 12. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že kanály (11) jsou uspořádány buď do hvězdy nebo navzájem rovnoběžně.
13. 13. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že píšťaly (8)

    0 jsou chlazené vodou a opatřeny obložením ze žáruvzdorné oceli.

    ·· · » ·· ·· ·· / ·: · : : :

    : .· * ··;: j^TtAv iq ····«·· ·· ·· /

    AT-3 9
14. 14. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že přívodní potrubí má směrem ke kanálům (11) a/nebo píšťalám (8) spád.
15. 15. Zařízení podle jednoho z nároků 3 až 14, vyznačující se tím, že spodní 5 konec každého z výstupů (5) produktu je osazen šroubovým vynášečem.
16. 16. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že redukční šachtová pec (1) se od hlavy směrem dolů zvětšuje mírnou kuželovitostí, která činí ve spodní oblasti od postranních vstupů (3) redukčního plynu do výše asi 2 m asi 2.5°, dále směrem nahoru po 2 až 5 m přibližně 0.5°a výše asi 2.0°.
17. 17. Zařízení podle jednoho z nároků 3 až 16, vyznačující se tím, že horní část redukční šachtové pece (1) je opatřena rozváděcími trubkami (4) pro zavážení oxidů železa a případně sloučenin, jejichž počet je dvojnásobkem počtu výstupů (5) produktu a které jsou rozmístěny po obvodu kruhu a symetricky proti výstupům (5) produktu.
18. 18. Způsob pro výrobu houbovitého železa z kusů oxidu železa pomocí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že redukční plyn přiváděný kanály

    0 (11) a/nebo píšťalami (8) má nižší teplotu než redukční plyn přiváděný na spodní konec redukční zóny.
19. 19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že teplota redukčního plynu přiváděného kanály (11) a/nebo píšťalami (8) je o asi 50°C nižší než teplota

    5 redukčního plynu přiváděného na spodní konec redukční zóny.
20. 20. Způsob pro výrobu houbovitého železa z kusů oxidu železa pomocí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že podíl redukčního plynu přiváděného kanály (11) a/nebo píšťalami (8) činí asi 30% celkového množství redukčního plynu.

    0« • 0 4 · • 4 4 0 • · 4040 0 • 0 ·

    0« « · • 0 ·· ·» • · · · 0 · • 0 0 ··

    0 9··0 · • · · · 0»00 00 ··

    AT-39
21. 21. Způsob pro výrobu houbovitého železa z kusů oxidu železa pomocí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že redukční plyn přiváděný na spodní konec redukční zóny byl z větší části zbaven prachu v cyklónech horkého plynu.