SA98190567B1 - عملية للمعالجة الحرارية لخام حديد حبيبي قبل الاختزال - Google Patents

Abstract

الملخص:يتعلق هذا الاختراع بعملية حيث يمرر خام الحديد الرطب الحبيبي أولا من خلال منطقة تجفيف بحيث تتراوح درجة حرارة الخام الناتج من منطقة التجفيف من ١٢٠-٤٠٠ د٠م. ومن ثم يسخن الخام بالتلامس المباشر مع غاز ساخن إلى درجات حرارة تتراوح من 700-1100 د.م قبل شحنه إلى منطقة إختزال. ويمرر الخام الناتج مز منطقة التجفيف بشكل كلي أو جزئي من خلال وسيلة فصل حيث يفصل إلى جزء خام غليظ الحبيبات وجزء خام دقيق الحبيبات. ويشحن جزء الخام دقيق الحبيبات إلى وسيلة تحبيب فينتج خام حديد حبيبي يخاف إلى منطقة التجفيف. ويسخن جزء الخام غليظ الحبيبات إلى درجات حرارة تتراوح من 700- 1100 د.م قبل إضافته إلى منطقة الاختزال.

Description

a ‏عملية للمعالجة الحرارية لخام حديد حبيبي‎ ‏قبل الاختزال‎ : ‏الوصف الكامل‎ ‏خلفية الاختراع:‎ ‏يتعلق هذا الاختراع بعملية للمعالجة الحرارية لخام حديد رطب حبيبي حيث يمرر الخام‎ ‏من خلال منطقة تجفيف وحيث يسخن الخام؛ الناتج من منطفقة التجفيف والذي تتراوح درجة‎ ‏د.م؛ بالتلامس المباشر مع غاز ساخن إلى درجة حرارة تتراوح من‎ 400-١7١ ‏حرارته من‎ : ‏د.م قبل شحنه إلى منطقة اختزال.‎ ١٠١١-7 0" ‏وهذه العمليات معروفة وموصوفة على سبيل المثال في البراءات الأمريكية‎ > ةيرارحلا ‏هذه الحالة تهيئ المعالجة‎ 29-0, LY, YEA 0,000 VY j0,0YY,YVY ‏الخام المحضر لشحنه إلى وحدة إختزال تعمل بطبقة مميعة واحدة أو أكثر. ويستخدم غاز غني‎ ‏بالهيدروجين بصفته غاز مميع وقد يحتوي كذلك على أول أكسيد الكربون بصفته مكون‎ dae ‏أن مكونات الخام ذات الحبيبات الدقيقة بصفة خاصة تعيق‎ amy ‏آخر. ولقد‎ Jae. ‏الاختزال وتقلل من نوعية المنتج لأن هذه المكونات ذات الحبيبات الدقيقة تتطاير بسهولة من‎ ‏الطبقة المميعة. ونتيجة لذلك يقل زمن بقائها في منطقة الإختزال بحيث لا تختزل بشكل كاف‎ ‏بعد ذلك.‎ ‏الوصف العام للاختراع:‎ ‏يكمن هدف هذا الاختراع في ضمان أنه أثناء المعالجة التمهيدية الحرارية للخام الذي‎ ve ‏يحتوي على حديد أو ركاز الخام لا يحتوي الخام المضاف إلى منطقة الاختزال على أي مقادير‎ ‏معيقة من الحبيبات الدقيقة. ووفقا لهذا الإختراع يتحقق هذا الهدف بالعملية المذكورة أعلاه‎ ‏حيث يمرر الخام الناتج من منطقة التجفيف بشكل كلي أو جزئني من خلال وسيلة فصل ويفصل‎ ‏جزء خام غليظ الحبيبات عن جزء خام دقيق الحبيبات ويشحن جزء الخام دقيق الحبيبات إلى‎ ‏وسيلة تحبيب فينتج خام حديد حبيبي يضاف إلى منطقة التجفيف؛ ويسخن جزء الخام غليظ‎ - >

¢ : الحبيبات إلى درجات ‎VV vv mV Gem gl E50 a‏ د.م قبل إضافته إلى منطقة الاختزال. وقد تكون وسيلة الفصل على سبيل المثال غربالا أو ‎Sate‏ ض | ض ‎٠‏ ويحصل بصفة خاصة على خام دقيق الحبيبات غير مرغوب فيه في وحدة الاختزال بعدة طرق. فمن ناحية تتكون الدقائق أثناء تجفيف وتسخين الخام الحبيبي وتتكون كذلك حبيبات . دقيقة بسبب رشرشة الحبيبات الأغلظ أثناء التسخين. وعلاوة على ذلك يسحق الركاز الخام المزود للاختزال في الطبقة المميعة حتى قبل التجفيف لانتاج الحجم الحبيبي الأمثل الذي يتراوح من حوالي ‎Yoo)‏ ملم. ولهذا الغرض يمكن استخدام مكابس دلفينية معروفة بحد ذاتها على سبيل المثال لكن حتميا ينتج كذلك خام حبيباته دقيقة جدا. ولا تحل مشكلة الحبيبات الدقيقة . بشكل كامل بغربلة وتحبيب المكون دقيق الحبيبات هذا قبل التجفيف؛ كما اقترح على سبيل ‎٠‏ المثال في البراءة الأمريكية ‎YY‏ 0,014 لأن الحبيبات الدقيقة تتكون كذلك مرة أخرى أثناء التجفيف والمعالجة التمهيدية الحرارية نتيجة للسحج والرشرشة. وتضمن العملية ‎Lig‏ لهذا ض <> الاختراع بشكل كاف واقتصادي عدم دخول أي مقادير معيقة من الحبيبات الدقيقة إلى وحدة الاختزال. ويشترط عادة أن يضاف الخام الناتج من منطقة التجفيف إلى وسيلة الفصل بنسبة لا ‎ae‏ تقل عن ‎75١‏ لفصل جزء الخام دقيق الحبيبات. وفي وسيلة الفصسل من الملائم التأكد من أن أحجّام حبيبات جزء الخام المفصول دقيق الحبيبات لا تزيد عن ‎OY‏ ملم لنسبة تبلغ 7860 بالوزن على الأقل. ويفضل أن يكون لحبيبات الخام المسحوبة من وسيلة التحبيب أحجام لا تقل : عن ‎١,7‏ ملم لنسبة تبلغ ‎Jon‏ بالوزن على الأقل. وعندما بنخل جزء دقيق الحبيبات من الركاز الخام قبل التجفيف مباشرة يمكن كذلك شحن هذا الركاز الدقيق الخام إلى وسيلة التحبيب :© - الموجودة. وللركاز الدقيق الخام عادة أحجام حبيبية لا تزيد عن ‎١,7‏ ملم لنسبة تبلغ 786 بالوزن على الأقل. ا وسيتكون الخام المشحون إلى وحدة الاختزال عادة من حبيبات تتراوح أحجامها من ‎Yu‏ ملم لنسبة لا تقل عن 780 بالوزن. ويوصى بذلك غالبا عندما تصمم مرحلة الاختزال الأولى كطبقة مميعة دائرة كما هو الحال في العمليات المعروفة الموصوفة في البراءات © الأمريكية المذكورة أعلاه. وفي الطبقة المميعة الدائرة تستخدم سرعات عالية ‎Gad‏ للغاز المميع . الال

0 والمختزل؛ وتتراوح سرعات الغاز في المجرى الفارغ عادة من ‎٠١-7“‏ م/ثانية. ويعقب مرحلة ْ الاختزال الأولى هذه كما ذكر أعلاه بشكل ملائم مرحلة اختزال ثانية حيث يحافظ على الطبقة المميعة في حالة الطور الكثيف. وفي هذه الحالة تتراوح سرعات الغاز المميع والمختزل في المجرى الفارغ من ‎١,7‏ إلى ‎١‏ م/ثانية. وستوضح الآن تجسيدات للعملية بالرجوع إلى الرسم الذي ‎a‏ رسما تخطيطياً لمراحل العملية. ‎١‏ الوصف التفصيلى: : ا يزود عن طريق الخط ‎)١(‏ خام حديد رطب حبيبي أو كذلك ركاز خام ويشحن إلى مجفف فنتوري ‎.)١(‏ ويحتوي الخام عادة على نسبة من الحديد لا تقل عن 760 بالوزن. ‎١١.٠‏ وللخام الذي مرر ‎Yl‏ على سبيل ‎JE‏ من خلال جهاز سحق غير مبين؛ أحجام حبيبية لا تزيد عن ‎٠١‏ ملم ويفضل أن لا تزيد عن 1 ملم. ومن المستحسن أن لا تزيد الأحجام الحبيبية 80 بالوزن على الأقل من الخام المزود عن طريق الخط ‎)١(‏ عن ؛ ملم.ويزود غاز ساخن 0 إلى المجفف (7) من خلال الخط (©) بحيث ينقل الخام إلى القمة ويجَفف ويشحن إلى مدومة ض : (؟) من خلال الخط )0( ويسحب الغاز الذي يحتوي على الماء والغبار عن طريق الخط ‎(I$)‏ ‏ويضاف إلى وحدة إزالة غبار غير مبينة. ويغادر خام جاف تتراوح درجة حرارته عادة من ‎Ys‏ )£00 د.م المدومة )£( من خلال الخط (1) ويدخل في وسيلة فصل تصمم في الحالة الراهنة في صورة منخل (7). ويغادر الجزء غليظ الحبيبات المنخل (7) من خلال الخط ‎)٠١(‏ . : ويزود جزء الخام دقيق الحبيبات من خلال الخط ( ‎)١١‏ إلى وحدة تحبيب ‎(VY)‏ وعندما لا ينبغي إضافة كل الخام المجفف من المدومة )£( إلى المنخل (7) يمكن خلط كمية جزئية منه © مباشرة مع الجزء الغليظ المزود عن طريق الخط ‎)٠١(‏ من خلال خط التحويل )18( المبين كخطوط متقطعة. وإذا اقتضى الأمر يمكن تزويد مادة رابطة مثل البنتونيت إلى وحدة التحبيب ‎(VY)‏ من خلال الخط ‎(V0)‏ وعلاوة على ذلك يمكن شحن راسب ترشيح إلى وحدة التحبيب من خلال الخط ‎(V1)‏ ويتكون راسب الترشيح هذا من وحدة تنظيف غاز غير مبينة ويكون غنيا بخام ‎Yo‏ الحديد دقيق الحبيبات . وتنتج وحدة التحبيب ‎(VY)‏ المعروفة ‎ang‏ ذاتها حبيبات من خام حديد

د ‎i‏ ض ‎Cus‏ يكون ل ‎١‏ 759 بالوزن على الأقل من الحبيبات أحجام حبيبية لا تقل عن ‎١,7‏ ملم. وتضاف هذه الحبيبات إلى المجفف ‎(VY)‏ عن طريق الممر (18). | ض ويسخن جزء الخام الغليظ المزود عن طريق الخط ‎)٠١(‏ إلى درجات حرارة تتراوح من ‎١١١١-7560‏ د.م وعلى الأغلب لا تزيد عن ‎٠٠٠١‏ د.م. ولهذا الغرض تستخدم طبقة ‎١ |‏ مميعة دائرة يزود إلى مفاعلها ‎(V0)‏ وقود صلب أو سائل أو غازي من خلال الخط ‎(TV)‏ ‏ويزود الهواء من خلال الخط ‎(YY)‏ وتنقل غازات الإحتراق الساخنة المواد الصلبة إلى الأعلى 0 إلى فرازة دوامية ‎(YY)‏ حيث تزود الغازات الساخنة المحملة بالغبار إلى المجفف (7؟) من خلال الخط (3). ويغادر الخام الغليظ الساخن المدومة ‎(YF)‏ من خلال الخط (773) ويعاد ‎١‏ - تدويره بشكل جزني إلى الجزء السفلي من الحجيرة (70) من خلال الخط ‎(YY)‏ ويزود الخام المتبقي الذي صلب نتيجة للتسخين إلى وحدة الاختزال من خلال الخط ‎(YA)‏ ‏0 وتحتوي وحدة الاختزال المبينة بشكل مخطط في الرسم على مرحلة اختزال أولى 0 (١؟)‏ و مرحلة اختزال ثانية ‎(TY)‏ ووحدة معالجة غاز (77). وفي المرحلة الأولى ‎(Fo)‏ ‏ا تستخدم طبقة مميعة دائرة وتصمم مرحلة الاختزال الثانية ‎)7١1(‏ في صورة طبقة مميعة ثابتة. 0 وتوصف تفاصيل وحدة اختزال من هذا القبيل في البراءات الأمريكية 8,077,773 و ‎TF, VEA 50,00 VAT, -‏ ,0 ويزود غاز الاختزال الساخن الذي قد يحتوي كذلك بالإضافة - إلى الهيدروجين على أول أكسيد ‎cost‏ عن طريق الخط ‎(FF)‏ ويمثل كذلك الغاز المميع ا المزود جزئياً إلى المرحلة الأولى (0©) والمرحلة الثانية (71). ويزود الغاز المنصرف من ‎x‏ المرحلة الثانية ‎)١ ١‏ إلى المرحلة الأولى (70) من خلال الخط ‎(FE)‏ ويعاد تدوير الغاز = المنصرف الذي يحتوي على بخار وغبار ‎ly‏ يغادر المرحلة الأولى ‎(Tr)‏ عن طريق الخط ‎(YO) ve |‏ إلى الوحدة ‎(TY)‏ للمعالجة وإعادة الاستخدام الجزني؛ وفي هذه الوحدة ينتج كذلك غاز اختزال جديد. وينقل الخام المختزل جزئيا في المرحلة الأولى (70) من خلال الخط (776) إلى : المرحلة الثانية ‎(TY)‏ للاختزال الاضافي ويسحب المنتج النهائي عن طريق الخط ‎(FV)‏ ويزود عادة .إلى وحدة قولبة وتبريد غير مبينة.

"+ ومن المنشود كذلك معالجة الفحم أثناء الاختزال حيث يشحن الفحم دقيق الحبببات من خلال الخط ‎(VA)‏ مع غاز يحتوي على الأكسجين من خلال الخط (9©) إلى وحدة تغويز فحم " )£0( معروفة بحد ذاتها وعن طريق الأكسدة الجزنية ينتج منتج غازي يحتوي على ‎Hy‏ و ‎CO‏ ‎dials‏ يمكن إضافة هذا المنتج الغازي إلى مرحلة الاختزال الأولى ‎(Fr)‏ من خلال ‎Lal‏ ‎)4١(‏ المبين كخطوط متقطعة. وفي وحدة مناظرة للوحدة المبينة في الرسم لكن بدون الخط )16( وبدون وحدة اختزال عرض خام دقيق هيماتيتي تبلغ نسبة الحديد فيه 774,5 بالوزن لمعالجة حرارية. وتبلغ نسبة الماء في الخام ‎ZY‏ بالوزن. وشحن هذا الخام ‎٠٠ James‏ طن/ساعة إلى المجفشف ‎٠١‏ الفنتوري (7) وسحق هذا الخام إلى حبيبات يقل حجمها عن © ملم. ‎aan Jy‏ الكميات على مواد صلبة ما لم يتص على خلاف ذلك. وزود غاز درجة حرارته ‎٠‏ ددم إلى المجفف ‎(Y)‏ ‏من خلال الخط )7( وزود خام حبيبي بمعدل ‎YU‏ طن/ساعة تبلغ نسبة الماء فيه 78,5 بالوزن إلى المجفف من خلال الخط (18). وسحب الخام المجفف من خلال الخط )0( بمعدل يبلغ ‎VTA‏ طن/ساعة عند درجة حرارة تعادل ‎YO ١‏ د.م. وشغل المصتف الهواني (7) بهواء دائر بحيث لا يدخل ويخرج الغاز. ومرر الجزء غليظ الحبيبات الذي يبلغ أدنى حجم حبيبي له ‎١‏ ‏ملم من خلال الخط ‎(Vo)‏ بمعدل يبلغ ‎٠١8,7‏ طن/ساعة وزوذ الخام دقيق الحبيبات إلى وحدة التحبيب ‎(VY)‏ بمعدل ‎VY‏ طن/ساعة. وفي نفس الوقت شحن ماء بمعدل ‎7٠٠١‏ كجم/ساعة وبنتونيت بمعدل ؛ ‎٠١‏ كجم/ساعة وراسب ترشيح بمعدل ‎١1١,7‏ طن/ساعة إلى وحدة التحبيب. 0 . ولقد احتوى راسب الترشيح المتكون من عمليات تنظيف الغاز على خام حديد بنسبة 7908 ‎oT‏ بالوزن وماء بنسبة ‎7٠١‏ بالوزن. ونتج من وحدة التحبيب كريات دقيقة بمعدل 776 طن/ساعة مع ماء بنسبة 78,5 بالوزن وكان أقصى حجم حبيبي لها ؟ ملم وكان متوسط حجمها الحبيبي 4 ملم كما ‎Coa‏ مع مكون يقل حجمه عن ‎١,١‏ ملم بنسبة #5 بالوزن. وزودت هذه الكريات الدقيقة إلى المجنف من خلال ‎(VA) adh‏ ض

وأضيف إلى المفاعل )0 ‎(Y‏ غاز طبيعي بمعدل £0771 م/ساعة قياسي وهواء بمعدل 111 م 'إساعة قياسي بحيث تكون درجة الحرارة في المفاعل 4د يم وزود عن طريق الخط ‎A)‏ 0 خام حديد حبيبي صلب بمعدل © , ‎٠١‏ طن/ساعة إلى وحدة | لاختزال .

Claims (1)

1. ‎A -‏ ‎-١ ١‏ عملية للمعالجة الحرارية لخام حديد رطب حبيبي حيث يمرر الخام من خلال منطقة ‎Y‏ تجفيف وحيث يسخن الخام الذي ينتج من منطقة التجفيف بدرجة حر ار 5 ‎Pre‏ او ‎z‏ من ‎YY.‏ ‏7 إلى 8د م بالتلامس المباشر مع غاز ساخن إلى درجات حرارة تتراوح من ‎AX‏ إلى ‎١٠ ‘‏ ددم قبل شحنه إلى منطقة إختزال؛ وتتميز هذه العملية في أن الخام الذي ينتّج من منطقة التجفيف يمرر بشكل كلي أو جزني من خلال وسيلة فصل حيث يفصل جزء خام 1 غليظ الحبيبات عن جزء خام دقيق الحبيبات ثم يشحن جزء الخام دقيق الحبيبات إلى وسيلة ل تحبيب فينتج خام حديد حيربي يضاف إلى منطقة التجفيف ويسحن جزء ‎ble Aad‏ ‎A‏ الحبيبات إلى درجات حرارة تتراوح من ‎You‏ = بلا دام قبل إضافته إلى منطقة 3 الإختزال. : ‎١‏ "- عملية وفقا لمطلب الحماية ‎)١(‏ تتميز في أن الخام الناتج من منطقة التجفيف يضاف إلى وسيلة الفصل بنسبة لا نقل عن ‎on‏ ‎—Y \‏ عملية ‎Lad‏ لمطلب الحماية ‎١‏ أو ) ‎Y‏ ( تتميز في أن الغاز الساخن المستخدم لتسخين جز ع : الخام غليظ الحبيبات ينتج من خلال إحتراق وقود صلب أو سائل أو غازي. ‎١‏ 4- عملية وفقا لمطلب الحماية ‎)١(‏ أو أي من مطالب الحماية السابقة تتميز في أن الخام الذي ‎Y‏ يحتوي على حديد يسحق أولآ قبل إضافته إلى منطقة التجقيف. \ ©- عملية وفقا لأي من مطالب الحماية من ‎(EY)‏ تتميز في أن لجزء الخام دقيق الحبيبات 7 المفصول في وسيلة الفصل أحجام حبيبية لا تزيد عن ‎Y‏ و٠‏ ملم لنسبة ا تقل عن ‎7A ٠‏ بالوزن. ا

   ض : ‎١‏ >- عملية وفقا لأي من مطالب من )07( تتميزفي أن لحبيبات الخام المسحوبة من وسيلة 0 التحبيب أحجام لا تقل عن ‎١,7‏ ملم لنسبة لا تقل عن ‎Ze ٠‏ بالوزن. : ‎١‏ به 3 ‎(ad lec‏ لأي من مطالب الحماية من ) 1 0 تتميز في أن الخام الذي يحتوي على حديد 1 والذي له أحجام حبيبية لا تزيد عن ‎١,7‏ ملم لنسبة ‎٠‏ بالوزن على الأقل يشحن مباشرة ‎v‏ إلى وسيلة الفصل. ‎—A ١‏ عملية وفقا لمطلب الحماية ‎)١(‏ أو أي من مطالب الحماية السابقة تتميز في أن خام الحديد المسخن إلى درجة حرارة تتراوح من ‎VY TY‏ د.م يزود إلى وحدة إختزال تحتوي ‎r‏ على طبقة مميعة واحدة على الأقل مع تزويد غاز مميع مختزل ساخن.