PL8809B1 - Sposób odtleniania rud. - Google Patents

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu prazenia i odtleniania rud w kanalowym piecu, przez który rude, zaladowana do wózków, przesuwa sie stopniowo. Sposób ten nadaje sie szczególnie do wytwarzania gabczastego zelaza z rud zelaznych, lecz moze byc tez stosowany do odtleniania rud innych metali.Przedmiot niniejszego wynalazku sta¬ nowi taki sposób odtleniania rud, zapomo- ca którego mozna rude prazyc oraz odtle- niac w jednym przebiegu pracy i przytern w sposób prosty i tani.Niniejszy wynalazek polega glównie na tern, ze wpierw wprowadza sie rude do strefy podgrzewania pieca kanalowego, gdzie gazowe paliwo spala sie z nadmia¬ rem powietrza tak, ze rude jednoczesnie podgrzewa sie i prazy; nastepnie przepro¬ wadza sie te rude do strefy przedwstepne¬ go odtleniania, gdzie na nia dziala atmo¬ sfera odtleniajaca, zawierajaca tlenek we¬ gla, i wkoncu przeprowadza do strefy od¬ tleniania, oddzielonej od strefy przed¬ wstepnego odtleniania, przez która obie¬ gaja gazy, skladajace sie przewaznie z tlenku weglowego. Gazy te poza piecem odtleniajacym odswiezaja sie dzieki war¬ stwie rozzarzonego do bialosci wegla, a nadmiar gazów, utworzonych w systemie obiegowym, zuzywa sie calkowicie lub czesciowo na przedwstepne odtlenianie ru¬ dy w strefie przedwstepnego odtleniania i ostatecznie spala sie w strefie prazenia.Zalaczony rysunek wyjasnia istote wy¬ nalazku, na którym fig. 1 przedstawia pio¬ nowy przekrój przez piec kanalowy, na¬ dajacy sie do wytwarzania gabczastegozelaza; fig* 2 — przekrój poziomy wzdluz ^ tegoz pieca, i fig. 3 i 4 przedstawiaja pio¬ nowe przekroje wzdluz dwóch odmian te¬ go pieca. A oznacza wejscie do kanalowe¬ go pieca, a B — koniec pieca, skad mate- rj&l wyladowuje sie. Blisko wejsciowego konca A znajduje sie strefa podgrzewania C, dalej miesci sie strefa D prazenia i na¬ stepnie strefa E przedwstepnego odtlenia¬ nia. Przez wejsciowy koniec stopniowo wprowadza sie do pieca wózki b zalado¬ wane ruda do prazenia, a wykonane z trud- notopliwego materjalu. Ruda, zaladowana do wózków, posiada przewaznie ksztalt ce¬ gielek. Gaz palny doprowadza sie przez przewód w 7\ przyczem gaz ten otrzymu¬ je sie z pieców naweglajacych, opisanych ponizej. W F doprowadza sie nadmiar po¬ wietrza, najkorzystniej podgrzanego, za¬ pomoca którego gaz, doprowadzany do T, spala sie w strefie D, poczem gazy spalino*- we przechodza przez strefe C i uchodza do komina J. W strefie C odbywa sie pod¬ grzewanie rudy goracemi spalinami, a tem¬ peratura rudy stopniowo wzrasta i tern bardziej, im blizej wózki dochodza do we¬ wnetrznego konca stref C, D. Dzieki temu podgrzewaniu dosc luzne cegielki rudy za¬ mieniaja sie, w sposób znany, w cegielki twarde. Poniewaz powietrze znajduje sie w strefach C, D w nadmiarze, rude równocze¬ snie prazy sie, przyczem siarka w rudzie utlenia sie w bezwodnik siarkawy, który uchodzi wspólnie ze spalinami. Jezeli ru¬ da sklada sie z zelaziaka magnetycznego (Fe3OJ, utlenia sie on równiez w Fe2Oz, który przydatny jest do nastepuj acych procesów odtleniania. Temperatura w stre¬ fie D winna byc utrzymywana mozliwie wysoko, przyczem ruda nie stapia sie i nie wycieka. Przy prazeniu rudy trudnotopli- wej mozna temperature w strefie D pod¬ niesc do 1300 lub nawet do 1350°C, Koniec strefy utleniania D laczy sie bezposrednio ze strefa E przedwstepnego odtleniania. Gdy rozzarzone do bialosci ce¬ gielki rudy, uwolnione od siarki i utlenio¬ ne, zostaly wprowadzone do strefy E, podr legaja one dzialaniu odtleniajacemu pra¬ du gazu, zawierajacego jako wazny sklad¬ nik tlenek wegla. Gaz ten doprowadza sie w T na koncu strefy E z jednego z pie¬ ców naweglajacych Pj i P2( które opisane beda nizej. Gaz moze, o ile zachodzi po¬ trzeba, byc podgrzany, zanim wejdzie do strefy E, a jego temperatura wynosic mo¬ ze np. 1100°C. Poniewaz cegielki rudy juz przed swem wejsciem do strefy E posiada¬ ja dostatecznie wysoka temperature do od¬ tleniania, proces ten odbywa sie bezpo¬ srednio, przyczem tlenek wegla gazu cze¬ sciowo utlenia sie w dwutlenek wegla przez tlenek rudy tak, ze ruda jest cze¬ sciowo odtleniona, Zapomoca tego przedwstepnego odtle¬ niania cegielki odtleniaja sie przewaznie w tlenek zelazowy (FeO), dzieki czemu gaz, opuszczajacy strefe E, posiada wy¬ soki procent dwutlenku wegla. Strefa E przedwstepnego odtleniania oddzielona jest od strefy O ostatecznego odtleniania zapomoca zasuwy X; która na chwile pod¬ nosi sie, gdy wózki wprowadza sie do tej strefy pieca.W strefie O ostatecznego odleniania ce¬ gielki rudy podlegaja dzialaniu odtleniaja¬ cemu pradu tlenku wegla, który wprowa¬ dza sie w G i temperatura którego przy wejsciu wynosic moze np. 900 do 1000°C.Wymieniony prad gazu plynie W strefie O w przeciwnym kierunku do ruchu materja- lu prazonego. Af przedstawia wentylator sluzacy do utrzymywania obiegu gazów w tej strefie. Poniewaz cegielki posiadaja jeszcze temperature nadajaca sie do prze- prowadzenia odtlenienia, proces ten odby¬ wa sie w dalszym ciagu w strefie O, a po¬ zostaly tlen rudy laczy sie z tlenkiem we¬ gla w dwutlenek wegla. Wymienione od- tlenienie odbywa sie dalej, dopóki w panu- jacej temperaturze nie osiagnie sie odpo¬ wiedniej równowagi miedzy utworzonym — 2 —dwutlenkiem wegla i pozostalym tlenkiem wegla. Dzieki ciaglemu doprowadzaniu tlenku wegla w G osiaga sie ten skutek, ze cegielki sa wystawiane na dzialanie bo¬ gatszych w tlenek wegla gazów, im blizej znajduja sie one miejsca G doprowadza¬ nia gazów, dzieki czemu nastepuje zupelne odtlenienie. Takie odtlenienie ulatwia sie tez dzieki porowatosci cegielek. Zbedne jest uskutecznianie obiegu tlenku wegla z G, gdyz wystarczajacy skutek odtleniania mozna tez otrzymac, jezeli gaz obiega w kierunku przeciwnym, to znaczy, jezeli gaz jest doprowadzany przez H, a uchodzi przez G.Przeprowadzanie sposobu zalezy od temperatury, która osiaga sie w strefie o- statecznego odtleniania oraz od stosunku dwutlenku wegla i tlenku wegla, otrzyma¬ nych w wymienionej strefie. Poniewaz temperatura cegielek przy opuszczaniu przez nie strefy utleniania D wynosi mniej wiecej 1300 do 1350°C, odtleniajacy zas gaz przy wejsciu do strefy odtleniania po¬ siada nizsza temperature, opada tempera¬ tura cegielek, gdy posuwaja sie one przez strefy odtleniania, podczas gdy wzrasta temperatura gazów, plynacych w przeciw¬ nym kieronku. Nadmiar zaru cegielek przyczynia sie do utrzymania pozadanej w strefach odtleniania temperatury. Gdyby wymieniony nadmiar temperatury nie wy¬ starczyl, aby zapobiec zbytniemu spadko¬ wi temperatury w strefie ostatecznego od¬ tleniania, wtedy tlenek wegla rozkladalby sie czesciowo na wolny weglik i d Arutlenek wegla. Wypadek taki, który moze sie zda,- rzyc, np. przy obrabianiu rud latwotopli- wych, których nie mozna podgrzac do wy¬ starczajaco wysokiej temperatury, mozna usunac przez doprowadzanie goraca z ze¬ wnatrz do strefy calkowitego odtleniania lub do czesci jej. W tym celu mozna u- miescic w scianach wymienionej strefy (fig. 2) elektryczny opornik ogrzewczy K, lub wreszcie stosowac jakiekolwiek inne srodki ogrzewcze, jak np. spaliny obiega¬ jace przez kanaly, znajdujace sie w scia¬ nach pieca tej strefy.Gazy ^dtleniajace po przejsciu stre¬ fy O uchodza przez H (fig. 1) do pieców naweglajacych P1 i P2, które sa napelnio¬ ne koksem rozzarzonym do bialosci lub in¬ nem paliwem stalem. Powyzsze piece pra¬ cuja naprzemian w ten sposób, ze jeden rozgrzewa sie, podczas gdy drugi dopro¬ wadza swe cieplo do obiegajacych gazów celem endotermicznego odtleniania C02^~ C=2 CO. Przesuwany zawór rozdzielczy L kontroluje ilosci gazu, dostarczane dokaz)- dego z pieców P1 i P2. Dzieki temu zawo¬ rowi 0 mozna doprowadzac powietrze do kazdego- z pieców naweglajacych, a zapo- moca drugiego takiegoz zaworu R mozna uchodzace gazy wedle potrzeby doprowa¬ dzac do strefy ostatecznego odtleniania lub do strefy przedwstepnego odtleniania.Gdy zawory Q, R znajduja sie w po¬ lozeniu, uwidocznionem na fig. 1, czesc o- biegajacych gazów, uchodzacych w H, wprowadza sie do dolnej czesci pieca P1 razem z powietrzem. Doprowadzanie por wietrza do wymienionego pieca miarkuje sie w ten sposób, ze tlenek wegla gazu, do¬ prowadzanego do pieca, tylko czesciowo sie spala. Stale paliwo równiez w pewnej mierze spala sie czesciowo bezposrednio z powietrzem doprowadzonem i czesciowo z dwutlenkiem wegla gazu, wchlaniajacym wegiel tak, ze sie przemienia w tlenek we¬ gla. W ten sposób paliwo w piecu Px roz¬ grzewa sie do wysokiej temperatury. Tle¬ nek wegla, zuzyty na podgrzewanie, po¬ krywa sie czesciowo tlenkiem wegla, utwo¬ rzonym z paliwa. Gaz uchodzacy z pieca Pr wprowadza sie do kanalowego pieca w T i uskutecznia przedwstepne odtlenia- nie rudy w strefie E, a nastepnie spala sie w strefie prazenia D, jak to powyzej opisa¬ no. Druga czesc gazu odchodzaca przez H, wprowadza sie do pieca naweglajacego P2, gdzie przechodzi przez rozzarzona do bia- — 3 —losci warstwe paliwa, która uprzednio zo¬ stala rozgrzana, jak to powyzej opisano odnosnie do pieca Plt Gdy gaz odtleniajacy przebyl juz roz¬ zarzona do bialosci warstwe wegla w pie¬ cu P2, zawarty w nim dwutlenek wegla od- tlenia sie w tlenek wegla tak, ze gaz ucho¬ dzacy z wymienionego pieca naweglajace- go sklada sie przewaznie z tlenku wegla, który dzieki zaworowi R i wentylatorowi M, lub podobnemu przyrzadowi, wtlacza sie do pieca kanalowego w G.Potrzebna do odtleniania dwutlenku wegla temperature dostarcza cieplo nagro¬ madzone w paliwie rozzarzonem do biar loscj. Skoro temperatura paliwa w takim stopniu opadla, ze tworzenie sie tlenku wegla poczyna zmniejszac sie, wtedy przestawia sie zawory Q i R tak, ze piec P2 odlacza sie od systemu obiegowego i materjal zawarty w nim rozgrzewa sie, podczas gdy piec P1 polaczony jest z sy¬ stemem obiegowym i dostarcza ciepla do obiegajacego gazu. Aby temperatura obie¬ gajacego gazu zbytnio nie opadla, mozna stosowac pewna ilosc pieców naweglaja- cych, z których jeden zawsze jest polaczo¬ ny z systemem obiegowym, podczas gdy drugi sie rozgrzewa. W razie koniecznosci mozna piec naweglajacy nagrzewac zapo- moca elektrycznosci lub w jakikolwiek in¬ ny sposób. Przewaznie stosuje sie elek¬ tryczna f^iergje do pieców naweglajacych tylko w czasie okresów rozgrzewajacych.Stosowanie elektrycznej energji nadaje sie szczególnie w tym wypadku, gdy uzywa sie kosztowne paliwo, np. wegiel drzewny, a elektryczna energja jest tania.Przed wprowadzeniem naweglonego gazu do pieca w miejscu G moze on prze¬ chodzic przez ogrzewacz S2, w którym o- grzewa sie do pozadanej temperatury. Pod¬ grzewanie gazu, dostarczanego w T, odby¬ wa sie w ogrzewaczu S3, podczas gdy roz¬ grzewanie gazu obiegajacego, uchodzacego w H, odbywa sie w ogrzewaczu Slf przed wejsciem do pieców naweglajacych.Ochladzanie odtlenionych cegielek od¬ bywa sie stosownie do fig. 1 w nastepuja¬ cy sposób. Z strefy O ostatecznego odtle¬ niania wózki przechodza do pomieszczen N, oddzielonych od strefy O, oraz jedna od drugiej zapomoca zasuw y1y2y^ W pierwszem z wymienionych pomieszczen ochladzanie odbywa sie przewaznie po¬ srednio zapomoca powietrza, które prze¬ chodzi przez rury a lub podobne elementy, i nastepnie doprowadzane jest do strefy D prazenia, gdzie zuzywa sie do spalania gazów, doprowadzonych do wymienionej strefy, albo w razie potrzeby takze jako powietrze niezbedne do nagrzewania pie¬ ców naweglajacych. Do dalszego ochla¬ dzania materjalu stosuje sie rury, napel¬ nione chlodna woda tak, ze gabczaste zela¬ zo, gdy sie je wyjmuje z ostatniego pomie¬ szczenia chlodzacego, jest juz ochlodzone i nie moze ulec ponownemu utlenieniu.Chlodzenie winno przewaznie odbywac sie w atmosferze wolnej od powietrza lub ga¬ zów utleniajacych i dlatego nalezy do po¬ mieszczenia chlodzacego doprowadzac gaz obojetny lub mieszaniny gazów obojetnych.Odmiana urzadzenia, uwidoczniona na fig. 3, rózni sie od urzadzenia wedlug fig. 1 tylko w niektórych szczególach. Obieg gazu w strefie O odbywa sie tu w tym sa¬ mym kierunku, w którym doprowadza sie wózki. Ochladzanie rudy odtlenionej usku¬ tecznia sie w ten sposób, ze wózki wyciaga sie z pieca kanalowego zapomoca wózka chlodzacego U, ochladzanego zapomoca natryskiwania woda. Ochladzanie ce¬ gielek mozna tez uskutecznic zapomoca natryskiwania ich bezposrednio woda, jak to jest uwidocznione w V. Woda, dotyka¬ jac goracych cegielek, zamienia sie w pa¬ re, para wychodzi razem z obiegajacym gazem z pieca przez wylot G. Czesc obie¬ gajacego gazu, która doprowadza sie do pieca naweglajacego, wlasnie uzywanego — 4 -do odswiezenia gazów, odtlenia sie w wo¬ dór i tlenek wegla podlug wzoru C+H20= H2-\-CO. Gaz doprowadzany do strefy od¬ tleniania w H zawiera wiec wiekszy lub mniejszy procent wodoru, który równiez dziala odtleniajaco.Rozgrzewanie paliwa w piecu nawegla- jacym, podlegajacego czasami ponownemu rozgrzewaniu, moze byc uskutecznione tez. w ten sposób, ze podczas ponownego roz¬ grzewania doprowadza sie nadmiar po¬ wietrza tak, ze paliwo spala sie przewaz¬ nie na C02, który wypuszcza sie do atmo¬ sfery. Przyrzad tego rodzaju uwidocznio¬ ny jest na fig. 4. W polozeniu zaworu, uwi- docznionem na rysunku, piec Px oddzielo¬ ny jest od systemu obiegowego i podlega ponownemu rozgrzewaniu, a spaliny z tego pieca, skladajace sie przewaznie z C02 i N2, uchodza do komina Z\. Caly prad o- biegajacego gazu doprowadza sie do pieca P2, gdzie gaz odswieza sie, poczem do¬ prowadza sie go zapomoca zaworu 6 do strefy przedwstepnego odtleniania i do strefy ostatecznego odtleniania.Wieksza ilosc obiegajacego gazu do- prowadza sie do pieca w H, podczas gdy pozostalosc, doprowadza sie w T i spala w strefie podgrzewania, jak to powyzej opi¬ sano odnosnie do fig. 1.Sposób, wedlug niniejszego wynalazku, jest bardzo praktyczny, gdyz odtlenianie odbywa sie bezposrednio po prazeniu, pod¬ czas gdy cegielki jeszcze posiadaja wyso¬ ka temperature, która osiagnely w okresie ich prazenia.Przebieg procesu mozna regulowac roz¬ maicie. Procent tlenku wegla w obiegaja¬ cym gazie mozna regulowac zapomoca miarkowania szybkosci obiegu, a ilosc o- biegajacego gazu zapomoca zaworu L.Czas trwania odtlenienia zalezy od ladun¬ ku wózków.W celu ulatwienia odtleniania mozna powiekszyc porowatosc cegielek zapomoca mieszania rudy z trocinami, sproszkowa¬ nym weglem drzewnym lub podobnemi ma- terjalami, która to domieszka spala sie w strefach podgrzewania i prazenia, pozo¬ stawiajac odpowiednie pory w cegielkach.Wymieniona domieszka do paliwa moze tez w pewnej mierze sama przyczynic sie do osiagniecia odtleniania wewnetrznych czesci cegielek.Gazy obiegajace moga naturalnie za¬ wierac tez wodór w wiekszej lub mniej¬ szej ilosci. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe/ 1. Sposób odtleniania rud, szczególnie rud zelaznych, które zaladowane do wóz¬ ków przeprowadza sie stopniowo przez piec kanalowy, znamienny tern, ze wózki z ruda przesuwa sie poczatkowo przez strefe podgrzewania i prazenia, gdzie z niej wydala sie siarke i rozgrzewa do wy¬ sokiej temperatury, wskutek spalania sie palnego gazu w tej strefie dzieki nadmiaro¬ wi powietrza, nastepnie utrzymujac wyso¬ ka temperature rudy, przesuwa sie wózki do strety przedwstepnego odtleniania, w której poczyna odbywac sie odtlenianie za¬ pomoca pradu odtleniajacych gazów, i wreszcie przesuwa sie rude w wózKach do strefy ostatecznego odtleniania, gdzie pod¬ lega ona dzialaniu odtleniajacemu gazów, zawieraj acycn tlenek wegla, przyczem ga¬ zy te obiegaja w strezie ostatecznego od¬ tleniania, a poza nia odswiezaja sie zapo¬ moca rozzarzonego do bialosci paliwa w piecu naweglajacym, jednoczesnie zas nad¬ miar utworzonego gazu w systemie obiego¬ wym calkowicie lub czesciowo doprowa¬ dza sie do strefy przedwstepnego odtle¬ niania, poczem spala sie w strefie prazenia.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze rude rozgrzewa sie w strefie podgrzewania i prazenia do wyzszej tem¬ peratury, anizeli potrzeba do odtleniania tak, ze ruda oddaje zawarte w niej zby- — 5 —teczne cieplo gazom odtleniajacym w stre¬ fach odtleniania.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze wózki zaladowane odtleniona ruda przesuwa sie ze strefy ostatecznego odtleniania do pomieszczania chlodzacego, gdzie ruda ochladza sie bezposrednio za- pomoca powietrza, a rozgrzane powietrze, otrzymane w ten sposób, doprowadza sie do strefy prazenia. 4. , Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze ruda w wózkach ochladza sie po odtlenieniu zapomoca natryskiwanej wody, przyczem wytwarzajaca sie para u- chodzi wraz z gazem obiegajacym do pieca naweglajacego. Nybergs Grufaktiebolag. Zastepca: Inz. M. Zoch, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 8809. na. j-\\ -®—^ :zz2:zzzzzzzzz \^r D ^ gc7F=fr'o n,rn n"-p p"t3 Pp P /¦/Jf. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL