SU1581748A1 - Устройство дл получени чугуна из железосодержащей шихты "БАС-домна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии. Цель изобретени  - обработка плохоспекающихс  руд и упрощение управлени  процессом. Устройство работает следующим образом. Кольцевой кожух снабжен изнутри осесимметричной замкнутой системой вертикальных и радиально выт нутых камер подогрева, по которым проход т гор чие газы и через простенки которых подогреваетс  просыпающа с  между простенками рудофлюсоугольна  шихта. Температура подогрева восстанавливаемой углем шихты 750-850°С. Затем восстановленна  шихта через переточные патрубки, снабженные газоструйными аппаратами, подаетс  в плавильный газификатор. Газы от плавлени  шихты через центральное отверстие поступают в расширительную камеру, а затем в смесительную, где подаваемым воздухом охлаждаетс  до температур восстановлени , а затем через систему подающих трубопроводов распредел ютс  по отопительным камерам и через дымовой круговой коллектор отвод тс  из установки. Установка позвол ет получать чугун из бедных плохоспекающихс  руд, упростить процесс их восстановлени , эффективно утилизиру  химическую и тепловую энергии топлива. 3 ил.

Description

сл

00

Изобретение относитс  к черной металлургии , к устройствам дл  получени  чугуна из железосодержащих руд.

Цель изобретени  - обеспечение обработки гоюхоспекающихс  руд и упрощение управлени  процессом.

На фиг.1 изображена схема способа и устройство, общий вид; продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Устройство дл  получени  чугуна из железосодержащей шихты содержит

выплавной газификатор 1, над которым на стальной опорной конструкции (не показана) расположен кольцевой реактор 2 и газификации угл  и пр мого восстановлени  железа.

Выплавной газификатор 1, расположенный под кольцевым кожухом восстановительного реактора 2, оборудован воздушными фурмами 3, гор чее кислородсодержащее дутье в которые подаетс  от воздухонагревателей через кольцевой воздухопровод 4. Над фурменной зоной равномерно по периметру печи

DO

размен ны загрузочные перетоки 5, каждый из которых оборудован газоструйным аппаратом 6 с подводом 7 дымового газа, подводом 8 воздуха от воздуходувки и подводом 9 энергоносител  - сжатого воздуха (компримиро- ванного газа).

Кольцевой реактор 2 состоит из радиальных, чередующихс  между собой, восстановительных камер 10 и отопительных простенков 11. Все восстановительные камеры открыты вверху и внизу, объединены вверху загрузочным Кольцевым коллектором 12, а внизу - Сборником 13, сообщающимс  через перетоки 5 с выплавным газификатором 1. Кажда  камера 10 имеет выводы 14 газа на разных уровн х. Выводы 14 оборудованы клапанами-регул торами 15 и вре- Заютс  в коллектора 16, объединенные ранспортным газопроводом 17.

Отопительные простенки 11 содержат газоходы 18 и изолированы от камер |0. Каждый простенок 11 снабжен в нижней части боковым газопроходом 19, а вверху боковым выводом 20 газа, Врезанным в коллектор 21 дымового газа . Внизу каждый простенок содержит сборник 22 золы, соединенный через Выпуск 23 с коллектором 24 золы.

По оси в центре кольцевого кожуха реактор 1 содержит две камеры. Верхн   камера 25 - смесительна  соединена со всеми оптопительными простенками 11 газопроходами 19. Нижн   камера 26 - дожигани  соединена вверху со смесительной камерой 25 газо- проходом 27, а внизу газопроходом 28 - с выплавным газификатором 1.

Вверху смесительна  камера 25 содержит ввод 29 холодного воздуха от воздуходувки, которьй оборудован запорной и регулирующей арматурой.

Устройство оборудовано, например, газоструйным загрузочным устройством

30,доменной печи В.Г.Бардышева, которое обеспечивает автоматическое поддержание в загрузочном коллекторе 12 заданного уровн  шихты, поступающей в загрузочное устройство, например пневмотранспортом по трубопроводу

31,и предотвращает выход газов из реактора 2 в атмосферу.

Устройство работает следующим образом .

Подготовленна  сбалансированна  смесь измельченных железосодержащих материалов (руда, концентраты, агло

5

мерат, окалина, шламы и т.п.), флюсов и неспекающихс  пневмотранспортом по трубопроводу 31 подаетс  в загрузочное устройство 30, непрерывно распредел ющее шихту в кольцевом загрузочном коллекторе 12. Из коллектора шихта за счет собственной сыпучести заполн ет восстановительные камеры 10 и под собственным весом уплотн етс  в них. В камерах 10 шлхта нагреваетс  без доступа воздуха до 750-850°С. В этих услови х соответствующее количеству кислорода в окислах количество угл , наход щегос  в составе шихты, газифицируетс . Продукты газификации угл  - окись углерода, водород, углерод взаимодействуют с окисленными материалами, наход щимис  в непосред- 0 ственном контакте с ними, восстанавливают их, при этом идет, в основном, процесс пр мого восстановлени  с расходом части твердого- углерода.

Выдел ющиес  восстановительные газы выход т из камер 10 через выпуски 14. Проходное сечение выпусков может измен тьс  клапанами-регул торами 15. Посредством.организации выхода газов через верхние или нижние выпуски 14, установлени  требуемого проходного сечени  выпусков измен етс  давление, направление и интенсивность потоков восстановительных газов внутри камер 10. Далее газ из выпусков 14 через коллекторы 16 и газопровод 17 транспортируетс  в цех переработки либо вдуваетс  в качестве топлива в газификатор .

Восстановленные в восстановительных камерах 10 при умеренных температурах материалы в виде сыпучей смеси губчатого железа и углеродного остатка газификации угл  по мере выгорани  углерода и проплавлени  шихты в выплавном газификаторе 1 пересыпаютс  из камер 10 в сборники 13 и из них через перетоки 5 под собственным весом или под действием регулируемого потока дымовых газов, либо комприми- рованного воздуха, либо их смеси, подаваемых газоструйными аппаратами 6, загружаютс  в выплавной газификатор 1.

В газификаторе 1 из поступаемых из реактора 2 материалов и вдуваемого через фурмы 3 кислорбдсодержащего газа, например кислорода и воздуха, образуетс  углеродный псевдоожиженный слой.

0

5

0

5

0

5

Горновой газ и выносима  им зола, поднима сь в зону загрузки шихты, охлаждаютс  под действием более холодного материала и с температурой 1200-1400 С, проход  свободную от шихты зону успокоени  в газификаторе 1, пропорционально сопротивлению газовых трактов распредел ютс  по двум потоком. При неработающих газоструйных аппаратах незначительна  часть газов может проникать через измельченную шихту по перетокам 5 и сборнику 13 в восстановительные камеры 10, где смешиваетс  с продуктами газификации угл  и разложени  плавильных материалов и выполн т роль восстановител . Значительно больша  часть газов, загр зненных выносами

и золой, из газификатора 1 через газопроход 28 попадает в камеру 26, где частично тер ет скорость, и часть наиболее т желых выносов шихты выпадает из газа на наклонные стенки камеры 26 и под собственным весом через газопроход 28 возвращаетс  в газификатор 1. Запыленные наиболее легкими компонентами шихты, углеродом и золой горновые газы через газопроход 27 попадают снизу в смесительную камеру 25, куда навстречу им, сверху, через ввод 29 подаетс  холодный (200 С) воздух от воздуходувки. В услови х достаточной дл  воспламенени  температуры и избыточного количества воздуха газ в смесительной камере тормозитс , перемешиваетс  с воздухом и дожигаетс , при этом сгорает и содержащийс  в нем твердый углерод. Избыток воздуха при дожигании устанавливаетс  из услови  обеспечени  конечной температуры продуктов горени  газа 1000-1100°С и необходимой дл  обеспечени  заданного температурного режима в восстановительных камерах 10. Далее, уже в виде дымовых газов, из камеры 25 поток распредел етс  равномерно через газопроходы 19 по отопительным простенкам 11. Поскольку суммарное проходное сечение газоходов 18 в отопительных простенках 11 значительно больше суммарного сечени  газопроходов 19, то дымовые газы продолжают расшир тьс  далее, тер   скорость , чем создаютс  услови  дл  вы- падани  золы и шихтовой пыли.

Пыль и зола, выпавшие в смесительной камере 25 за счет уклона в сторону газопроходов 19, а также выпав

0

5

о

5 0 0

5

0

5

шие в отопительных простенках 11, концентрируютс  в сборниках 22, через выпуски 23 выдаютс  вместе с частью дымовых газов в колчектор 24 и за счет энергии дымовых газов и, например , пневмосистемы (не показана) транспортируютс  к газоочистке.

В случае, когда в предлагаемом способе используют низкозольные угли и в золосборниках 22 выносы железосодержащих материалов составл ют большую часть, золосборники 22 отопительных простенков 11 сопр гают непосредственно со сборником 13, аналогично сопр жению восстановительных камер 10 со сборником 13, и все выпавшие в золосборник 22 выносы вместе со сход щими в сборник 13 из восстановительных камер 10 материалами через перетоки 5 возвращают в выплавной газификатор 1.

Дымовые газы, проход  снизу вверх газоходы 18, отдают большую часть тепла простенкам 11 и через них нагревают шихту в камерах 10. Охлажденные до температуры /-300 С дымовые газы через выпуски 20 и коллектор 21 транспортируютс  к котлу-утилизатору, к газоочистке и могут быть далее утилизированы на установках получени  электроэнергии.

Согласно техническому решению исключаетс  необходимость как обеспечивающей газопроницаемость подготовки шихтовых материалов, так и подготовки восстановительных газов, достигаетс  технологически необходима  возможность использовани  наиболее дешевого топлива - неспекающихс  углей и не- окускованных - измельченных и пылевидных металлсодержащих материалов и флюсов непосредственно в доменной плавке.

В устройстве эффективно используютс  горновые газы, образующиес  в газификаторе 1, за счет их дожигани  в смесительной камере 25 в воздушной среде до углекислого газа, а также последующего максимально возможного использовани  их теплосодержани  в отопительных простенках 11, а затем в утилизационных установках.

В данном устройстве обеспечиваетс  наиболее полное использование твердого углерода и плавильных материалов за Счет их улавливани  и возвращени  в процесс в камере 26, сжигани  углерода в смесительной камере 25, концентрации в сборнике 22 и удалени  с золой к га оочистке, где обогащенные за счет отделени  золы выносы вновь ввод тс  в состав шихты (не показано). Обеспечиваетс  также либо подача дл  дальнейшей переработки использованных восстановительных газов, образующихс  в результате газификации углей в камерах 10 и содержащих в своем составе ценные химические веше- ства, либо их использование как топлива в самом устройстве.

Кроме того, применение газоструй- нрго загрузочного устройства 30 и газоструйных аппаратов 6, которые обладают высоким коэффициентом инжек- ции (16-20) и которые в качестве энергоносител , исход  из условий их функционировани  могут использо- вать сжатый воздух, пар или компри- мированный газ с рабочим давлением 4-5 ати, а в качестве инжектируемого потока - запыленный газ с параметрами , равными или близкими к парамет- рам смешанного потока газоструйного агрегата, обеспечивает экономию энергоресурсов и высокую надежность и работоспособность наиболее ответственных узлов.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1, Устройство дл  получени  чугуна из железосодержащей шихты БАС- iдомна, содержащее выплавной газификатор , расположенный над ним шахтный восстановительный реактор, имеющий

   узел выгрузки восстановленной шихты, соединенный с газификатором трубопроводами , и боковые патрубки гаэовводов в средней части реактора дл  продуктов газификации, узел загрузки шихты, газоотвод дымовых газов и воздушный компрессор, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  обработки трудноспекающихс  руд и упрощени  управлени  процессом, восстановительный реактор выполнен в виде кольцевого кожуха, в котором размещена осесимметрично система чередующихс  радиально расположенных отопительных и восстановительных камер, центральна  часть кольца над выходным отверстием газификатора снабжена камерой дожигани  и св занной с ней камерой смешени , котора  через газоходы св зана с каждой отопительной камерой, при этом отопительные камеры системой газоходов св заны между собой, а газовыводы восстановительных камер снабжены регулировочными клапанами и расположены по высоте не менее чем в один  рус.
2. 2. Устройство по п.1, о т л и - чающеес  тем, что трубопроводы , соедин ющие узел выгрузки восстановленной шихты с газификатором, выполнены в виде трубчатых перетоков с наклонным участком и снабжены газоструйными аппаратами, которые кон- сольно закреплены на наклонной части перетоков и соединены через трубопроводы с газоотводом дымовых газов и воздушным компрессором.

   Дымовые газы

   Зола

   Ось летки дл  шлака

   Ось

   летки дл  чугуна

   Уровень шлака Јj Уробень чугуна

   Фиг.1

   16

   11

   18

   Ю

   Фиг. 2

   п

   22

   2

   20

   10

   25

   27

   6-6

   l ysS s f Suu S i SSSS SSls Si SS SSSSSSsaSilSi SfSlSS&

   20

   23

   13