Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.VI.1969 57489 KI. 18 a, 13/00 MKP C 21 b UKD 669.181 4*1*0 Twórca wynalazku: prof. dr inz. Eugeniusz Mazanek Wlasciciel patentu: Akademia Górniczp-Hutnicza (Katedra Metalurgii Surówki), Kraków (Polska) Sposób otrzymywania gabki zelaznej oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Wynalazek dotyczy sposobu otrzymywania gab¬ ki zelaznej poprzez redukcje grudek rudy z drob¬ no zmielonym weglem niekoksujacym, za pomoca urzadzenia do wykonywania tego sposobu, która pozwala na uzyskanie zelaza metalicznego bez udzialu wielkiego pieca w tym procesie.Dazenie do otrzymania zelaza metalicznego na skale przemyslowa bez" udzialu wielkiego pieca wynika z koniecznosci wyeliminowania drogiego koksu metalurgicznego oraz kosztownych inwe¬ stycji jakimi sa wielkie piece, koksownie oraz aglomerownie.Znane sa równiez sposoby zmierzajace do roz¬ wiazania tego zagadnienia, sposród których prze¬ myslowe zastosowanie znalazly metody Wiberga, Hóganesa, Hyl i R. N. Te metody pozwalaja na otrzymanie zelaza gabczastego w kawalkach, za¬ wierajacych pewna ilosc skaly plonej, wystepuja¬ cej w rudzie przed jej przerobem. Metody te sa na ogól malo wydajne i zuzywaja znaczne ilosci •energii elektrycznej, gazu ziemnego wzglednie olejów, skutkiem czego koszt produkcji gabki jest wysoki.Znany jest równiez sposób otrzymywania poza wielkim piecem, zelaza metalicznego z rud, który polega na sprasowaniu w brykiety rud pylastych z mialem wegla niekoksujacego, w dobranych proporcjach i nastepnie poddaniu tych brykietów ciaglej redukcji wlasnymi gazami, powstalymi przez nagrzanie brykietów w odpowiednio skon¬ struowanym do tego celu piecu przepychowym.Ten sposób pozwala wprawdzie na uzyskanie wy¬ soko wartosciowego zelaza metalicznego, nie mniej jednak okazalo sie, ze w warunkach przemyslo¬ wych jest on trudny do przeprowadzenia, ze wzgledu na koniecznosc zachowania bardzo doklad¬ nych warunków technicznych i wysokiego rezimu technologicznego, niezbednego dla tego procesu.Sposób otrzymywania gabki zelaznej wedlug wynalazku zmierza do usuniecia niedogodnosci i trudnosci jakie wystepuja w dotychczas znanych metodach, przez poddanie redukcji grudek rud¬ nych, o okreslonej wielkosci, obsypanych w do¬ branym stosunku drobno zmielonym niekoksuja- cym weglem kamiennym, brunatnym lub pól- koksem. Grudki obsypuje sie weglem na odpo¬ wiednich plaskich pojemnikach w ksztalcie ta¬ lerzy, które nastepnie przesuwa sie wolno przez piec grzewczy opalany gazem redukcyjnym lub obojetnym w celu zredukowania tlenków zelaza zawartych w grudkach do zelaza metalicznego, z równoczesnym ich spieczeniem.Urzadzenie do otrzymywania gabki zelaznej 25 wedlug wynalazku jest przedstawione w przykla¬ dowym rozwiazaniu na rysunku na którym fig. 1 przedstawia przekrój podluzny pieca grzewczego wraz z usytuowanymi w nim talerzami redukcyj¬ nymi, fig. 2 — przekrój poprzeczny tego pieca, 30 fig. 3 — przekrój podluzny pieca z talerzami 10 15 20 5748957489 4 umieszczonymi na tasmie bez konca a fig. 4 — przekrój poprzeczny tego pieca.Podstawowymi elementami urzadzenia wedlug wynalazku sa piec grzewczy 1 o dobranej dlu¬ gosci i szerokosci oraz zespól plaskich talerzy 3, umieszczonych jeden za drugim i opartych na rolkach 4 usytuowanych poza komora grzewcza pieca 1, które obracaja sie luzno w lozyskach osa¬ dzonych w chlodnicach 5 (fig. 2). Talerze3 sa prze¬ suwane przez piec 1 za pomoca znanego urzadze¬ nia przepychowego 8. Piec 1 jest wykonany z ma¬ terialu ogniotrwalego. 4 Wewnatrz pieca, w jego przestrzeni roboczej sa umieszczone od góry i od dolu palniki gazowe 2, ogrzewajace wsad umieszczony na talerzach 3.Nagrzewanie wsadu moze odbywac sie takze za pomoca gazu redukcyjnego lub neutralnego, ogrza¬ nego w regeneratorach do temperatury 1200°C i przepuszczanego przez piec 1. Talerze 3 o wy¬ miarach na przyklad 1000X800X300 mm lub 20iOOX1000X300 mm, wykonane najkorzystniej z karborundu, przy czym kolnierze tych talerzy sa oparte na rolkach 4, ulatwiajacych przesuwanie ich wzdluz przestrzeni roboczej pieca 1.Rolki 4 sa chlodzone przez chlodnice 5 zbudo¬ wane wzdluz calej dlugosci pieca 1. Zaladowywa¬ nie talerzy 3 odbywa sie za pomoca urzadzenia zaladowczego 6 zainstalowanego na przodzie pie¬ ca 1. Talerze 3 po przejsciu przez piec sa wysu¬ wane otworem wypustowym 7 na zewnatrz gdzie sa przechylane i oprózniane a nastepnie przeno¬ szone z powrotem do urzadzenia zaladowczego 6 za pomoca lekkiej suwnicy zabudowanej nad pie¬ cem 1.Talerze 3 mozna umiescic trwale na tasmie 9 bez konca, która wolno przesuwa sie wzdluz pie¬ ca 1, napedzana silnikiem elektrycznym 10 (fig. 3 i fig. 4). W poczatkowej czesci tasmy 9 jest zainsta¬ lowane urzadzenie zasypowe 6, w koncowej zas jej czesci jest umieszczony zbiornik do przejmo¬ wania z talerzy 3 zredukowanego wsadu. Zbiornik jest zaopatrzony w sita lub staly ruszt w celu umozliwienia oddzielenia gabki zelaznej od resz¬ tek wegla. Wzdluz calej przestrzeni roboczej pie¬ ca 1 sa umieszczone nad tasma 9 oraz pod nia palniki 2 gazowe, umozliwiajace nagrzewanie wsa¬ du do temperatury powyzej liOOO°C. Do nagrzewa¬ nia wsadu moze byc uzyty gaz koksowniczy, wiel¬ kopiecowy, mazut lub inne paliwo.Gabke zelazna otrzymuje sie w ten sposób, ze pylowata lub bardzo mialka rude zelaza poddaje sie uprzednio zgrudkowaniu znanym sposobem, przy czym najkorzystniejsza wielkosc grudek win- nna wynosic 24—30 mm. Nastepnie surowe grudki zaladowuje sie na talerze 3, obsypujac je drobno zmielonym weglem lub pólkoksem, wytworzonym z niekoksujacego wegla kamiennego typu 31—32 jako reduktorem. Optymalny stosunek grudek ru¬ dy do wegla lub pólkoksu wynosi 1:0,6-M,08. Tak dobrany i umieszczony na talerzach 3 wsad wolno przesuwa sie przez piec 1, gdzie jest nagrzewany do temperatury 1100°C.Czas pozostawania wsadu w piecu winien wy- 5 nosic okolo 120 min. Podczas ogrzewania tlenki zelaza w grudkach rudy zostaja zredukowane w 90—9'5% do zelaza metalicznego, przy czym grudki ulegaja silnemu spieczeniu, zyskujac przez to na wytrzymalosci. Gotowy produkt wychodzacy z pie- 10 ca ma temperature okolo 900°C, która mozna wy¬ korzystac, wprowadzajac zredukowane grudki bezposrednio do pieca elektrycznego w celu prze¬ topienia ich na stal wysokiej jakosci. W takim przypadku zuzycie energii elektrycznej wynosi 15 zaledwie 6100—700 kW/godz/t wsadu.Jezeli zredukowane grudki nie sa bezposrednio wprowadzane do pieca elektrycznego wówczas chlodzi sie je do temperatury 200°C w atmosferze obojetnej lub redukcyjnej i odsiewa od resztek wegla. Odsiany wegiel moze byc ponownie uzyty do opisanego procesu redukcyjnego. Gorace spa¬ liny uchodzace z pieca podczas procesu wykorzy¬ stuje sie dla podgrzania gazu w odzysknicach.Przykladowo mozna podac, ze w piecu o dlugosci 30 m, w którym zainstalowano 30 talerzy o wy* miarach 2000X1000X300 mm i o pojemnosci 1 t wsadu kazdy, produkcja gabki zelaznej w tempe¬ raturze 1100°C wyniesie w ciagu 1 godz. (30:2) 0.72 = 10,8 t, co na dobe daje 260 t gabki. Wspól¬ czynnik 0,72 wynika z przecietnego stosunku Fe w gabce do Fe2C3 w rudzie. PL