UA122738C2 - Шахтна пічь, в якій застосовується подовжений конічний пристрій відхилення потоку - Google Patents

Description

ПЕРЕХРЕСНЕ ПОСИЛАННЯ НА СПОРІДНЕНУ ЗАЯВКУ

0001) Дана заявка на патент/патент заявляє перевагу за пріоритетом попередньої заявки, яка одночасно перебуває у розгляді, на патент США Мо 62/416863, поданої З листопада 2016 року під назвою "СПІБЕСТ КЕРОСТІОМ РВОСЕ55 АМО ЗНАБТ РОВМАСЕ ШОТІЙІ2ІМО АМ

ЕХТЕМОЕО ЕГГОУУ ОІМЕКТЕК СОМЕ" ("СПОСІБ ПРЯМОГО ВІДНОВЛЕННЯ І ШАХТНА ПІЧ, В

ЯКІЙ ЗАСТОСОВУЄТЬСЯ ПОДОВЖЕНИЙ КОНІЧНИЙ ПРИСТРІЙ ВІДХИЛЕННЯ ПОТОКУ"), вміст якої повністю включено в даний документ за допомогою посилання.

ГАЛУЗЬ ТЕХНІКИ, ДО ЯКОЇ НАЛЕЖИТЬ ДАНИЙ ВИНАХІД

І0002| Даний винахід загалом стосується нового процесу і шахтної печі для прямого відновлення (адігесі гедисіоп, ОК) заліза. Зокрема, даний винахід стосується нового способу і шахтної печі для прямого відновлення заліза з використанням подовженого конічного пристрою відхилення потоку і/або інших внутрішніх механізмів, які сприяють однорідності розподілення шихти / продукту, особливо в середній і нижній частинах шахтної печі, що забезпечує удосконалене отримання заліза шляхом холодного прямого відновлення (соїй аїгесі гедисей іоп, СОКІ), гарячого прямого відновлення (пої аїгесі гедисей ігоп, НОКІ) ї гарячого брикетованого заліза (пої Бгідсенеа ігоп, НВІ).

ПЕРЕДУМОВИ СТВОРЕННЯ ВИНАХОДУ

І0003) Існує велика кількість традиційних процесів одержання заліза прямого відновлення (дігесї гедисеа ігоп, ОК) із залізної руди, в тому числі процес МіагехФ (Мідгех), процес НУ Ф (НМ) ї процес РЕКЕОФ (ММЕ). Як і у всіх цих традиційних процесах, у процесі РЕКЕОФ котуни або шматки оксиду заліза перетворюються на металеве залізо шляхом впливу на них відновлювального газу за відносно низьких температур у шахтній печі / реакторі.

Відновлювальний газ складається з водню і монооксиду вуглецю і загалом виробляється в зовнішній установці для риформінгу, такій як установка для каталітичного риформінгу.

Відновлювальний газ тече в шахтній печі вгору і впливає на оксид заліза, який спускається, нагріваючи його до температур відновлення. Цей процес може бути використаний для отримання СОКІ, НОКІ і/або НВІ. (0004) З посиланням на ММЕ найбільш вагомими ознаками процесу РЕКЕОФ є наступні: - Система безперервної дії, в якій безперервний потік відновлювальних газів застосовується для видалення кисню із сировини оксиду заліза і для цементації відновленого заліза. - Мінімальне споживання палива завдяки повторному використанню в процесі колошникового газу з шахтної печі. - Система риформінгу газу спеціальної конструкції, в якій діоксид вуглецю і водяна пара, отримувані при відновленні оксиду заліза, використовуються для каталітичної конверсії природного газу без утворення сажі. Це усуває необхідність мати зовнішнє джерело кисню для часткового окиснення метану. - Особливою ознакою є контроль процентної частини водяної пари, отримуваної з відпрацьованого тепла димового газу. - Максимальна рекуперація теплоти за допомогою попереднього нагрівання первинного повітря, природного газу і сировинного газу і виробництво водяної пари за допомогою димового газу.

І0О005) Крім того, з посиланням на ММЕ устаткування, використовуване в процесі РЕКЕОФ), включає "новітні" шахтну піч та установку для риформінгу. - У печі для металізації шахтного типу використовується процес із безперервним технологічним потоком із найвищою відомою ефективністю. У печі котуни опускаються під впливом сили тяжіння і піддаються металізації шляхом прямого контакту з протилежним потоком відновлювальних газів у зоні відновлення. - У шахтній печі матеріал оксиду заліза подається із завантажувального бункера під впливом сили тяжіння через динамічне газове ущільнення в розподільчі труби, які подають матеріал у відновлювальну піч. Розподільчі труби для оксиду спроектовані спеціально для доставки матеріалу на периферії і в центрі, таким чином підтримуючи рівномірний профіль матеріалу в печі, і для збільшення об'єму зони відновлення. Швидкість подачі в завантажувальний бункер контролюється швидкістю випуску продукту з нижньої частини печі. - Шахтна піч поділяється на три зони з окремими газовими системами: верхню зону для відновлення, перехідну зону для цементації і риформінгу на місці і нижню зону для охолодження. - Зона відновлення спеціально спроектована для збільшення ефективності для виключення утворення дрібних фракцій і для забезпечення розбухання котунів під час процесу відновлення.

Отвори кільцевого трубопроводу, встановлені на двох рівнях у нижній частині зони відновлення, 60 мають спеціальну форму для забезпечення покращеного проникнення газу в шихту і кращої експлуатаційної надійності. Положення газовідводу колошникового газу зменшує перенос дрібних фракцій і збільшує співвідношення висота / діаметр. - Конвертований газ, який містить водень і монооксид вуглецю з контрольованими температурою і співвідношенням, вводиться в шихту, яка опускається, через ряд отворів, розташованих на двох рівнях на нижньому периметрі зони відновлення. Склад і температуру газу з кільцевого трубопроводу можна за необхідності регулювати незалежно. - Матеріал, який тече через зону відновлення, перед входженням у зону охолодження проходить у перехідну зону. Перехідна зона має достатню висоту для того, щоб ізолювати газові контури зони відновлення і зони охолодження одну від іншої і забезпечувати незалежне керування ними. - Перехідна зона використовується для риформінгу на місці шляхом введення природного газу з вищими і контрольованими швидкостями потоку. - Риформінг на місці виконує декілька корисних функцій: він цементує та охолоджує металеве залізо, а також використовує питому теплоту металевого заліза для нагрівання і риформінгу природного газу з утворенням додаткового відновлювального газу, що, таким чином, збільшує продуктивність і зменшує загальне споживання енергії. - Виключення пристрою подачі шихти з водяним охолодженням зменшує утворення дрібних фракцій, падіння температури шихти і ймовірність утворення агрегатів у цій ділянці. У цій зоні перебуває спеціально спроектований пристрій забезпечення високої текучості, який називають "китайським капелюхом", для регулювання однорідного потоку матеріалу всередині печі. - Охолоджувальний газ вводиться по периметру через спеціально спроектовані газові сопла в нижній частині шахтної печі. Це модифіковане компонування зменшує висоту зони охолодження і покращує належне розподілення газу по шихті, що, зі свого боку, підвищує ефективність зони охолодження. - У верхній частині зони охолодження гарячий охолоджувальний газ всмоктується через чотири відвідних канали, спеціально спроектованих для рівномірного використання зони охолодження і зменшення переносу дрібних фракцій. - Гарячий газ із печі потім очищується, стискається і піддається повторному використанню після кондиціонування з природним газом. Для оптимізації ефективності зони охолодження

Зо процес експлуатується з дуже великим умістом СНа в охолоджувальному газі. - Потік матеріалу в цій зоні впорядковується за допомогою двох рядів пристроїв подачі шихти, які повертаються на кут 360 градусів і для яких можна незалежно контролювати швидкість, напрямок і кут обертання. Ці пристрої подачі шихти є переважними для впорядкування потоку матеріалу і під час усунення несправностей. - Відновлювальна піч діє під помірним тиском, при цьому відновлювальний газ залишається в системі печі за допомогою динамічних затворів як у колошнику, так і в нижній частині відновлювальної печі. Надходження сировини і випуск продукту через шлюзові затвори забезпечує опір потоку газу. інертний ущільнювальний газ, утворюваний під час запуску установки для риформінгу, вводиться під підвищеним тиском в шлюзові затвори. Невеликі обсяги інертних газів випускаються з випускного каналу відновлювальної печі і/або завантажувального бункера печі. - Отримуване залізо ОКІ випускається з нижньої частини печі за допомогою конвеєрної системи в проміжні бункери для пасивації перед використанням в електродуговій печі (еїесігіс агс тигпасе, ЕАЕ) або відправленням на подальше зберігання для відвантаження. - Гарячий насичений пилом колошниковий газ із печі направляється в очищувальний пристрій колошникового газу, де він охолоджується, очищується і проходить зменшення вмісту водяної пари. Після виходу з очищувального пристрою колошникового газу потік газу розділяється. Приблизно 2/3 цього газу використовується як технологічний газ, тоді як 1/3 газу, що залишається, використовується як паливо для спалювання для нагрівання установки для риформінгу. - Вміст води в колошниковому газі мінімізується в очищувальному пристрої колошникового газу. Це, зі свого боку, зменшує навантаження на компресори технологічного газу, оскільки їм доводиться забезпечувати циркуляцію меншого потоку технологічного газу. - Установка для риформінгу утворює відновлювальні гази шляхом риформінгу природного газу в присутності спеціально розробленого каталізатора. - Вміст води, необхідний для риформінгу, досягається шляхом додавання водяної пари, яка виробляється з відпрацьованого тепла димового газу з установки для риформінгу з контрольованою швидкістю потоку. - Для отримання належної суміші сировинного газу для риформінгу технологічний газ бо збагачується попередньо нагрітим природним газом і водою у формі водяної пари. Після збагачення цей газ називають сировинним газом. Сировинний газ потім нагрівається теплотою до приблизно 550 "С за допомогою відпрацьованого тепла процесу. - Попередньо підігрітий сировинний газ потім тече через установку для риформінгу і піддається риформінгу в сукупності труб із жаростійкого сплаву, які містять спеціально розроблені каталізатори типу мікрозернистого порошку, призначені для риформінгу метану з

Со» і НгО з умістом сірки в сировинному газі до 10 ррт (об.). - Аналіз конвертованого газу і температура установки для риформінгу перебувають під автоматичним управлінням. Установка для риформінгу як стверджується| виробляє відновлювальні гази з вищим співвідношенням Нг/СО, ніж установки для риформінгу МІОКЕХФ), що забезпечує безпечну експлуатацію установки для риформінгу і печі. Перед надходженням у відновлювальну піч конвертованого газу його температура регулюється відповідно співвідношенню оксидів у суміші і наявності кисню. - Установка для риформінгу запускається за допомогою сукупності горілок із використанням попередньо нагрітого повітря і спалювання суміші палива з колошникового газу, яке переробляється з колошникового газу / відпрацьованого газу печі і природного газу. Димовий газ з установки для риформінгу використовується для попереднього нагрівання повітря для згоряння, сировинного газу і природного газу й утворення водяної пари в системі рекуперації тепла, що призводить до мінімізації споживання енергії ОК установки. Димовий газ викидається в атмосферу за допомогою витяжного вентилятора. Невелика частина димового газу установки для риформінгу охолоджується і потім стискається і використовується як інертний газ у всій ОК установці в різних місцях. 0006) Крім того, з посиланням на ММЕ передбачуваними перевагами процесу РЕКЕОФ є: - Помірний робочий тиск у реакторі порівняно з процесами МІОВЕХ і НМУЇ для покращення швидкості реакції і зберігання простоти процесу. - Більше співвідношення Нг/С2О для зменшення ризику утворення агрегатів всередині реакторної печі і забезпечення безпечнішої роботи установки для риформінгу. - Очищувальний пристрій колошникового газу з однією вихідною композицією з меншим вмістом вологи для зниження навантаження на компресор технологічного газу. - Утворення водяної пари в результаті рекуперації відпрацьованого тепла для зменшення

Зо споживання енергії і впливу на зовнішнє середовище. - Окреме додавання пари для точного керування співвідношенням Нег/СО і, таким чином, стабілізації якості відновлювального газу і, зі свого боку, якості продукту. - Безпечна експлуатація установки для риформінгу з високим співвідношенням Не/СО. - Спеціально розроблений каталізатор із підвищеною ефективністю для отримання високоякісних відновлювальних газів. - Високоефективна система рекуперації тепла із зворотними пучками труб. - Максимальна рекуперація тепла шляхом попереднього нагрівання первинного повітря, природного газу і сировинного газу, а також отримання водяної пари з димового газу і, таким чином, зниження температури димового газу, який надходить в атмосферу. - Подвійні отвори для введення газу з кільцевого трубопроводу із забезпеченням можливості введення відновлювальних газів із двома різними композиціями і температурами. - Спрощена конструкція отвору кільцевого трубопроводу для забезпечення покращеної структури потоку і простоти технічного обслуговування. - Труби подачі пристрою розподілення оксиду, спеціально спроектовані для рівномірного розподілення розміру частинок оксиду і збільшення об'єму зони відновлення. - Надтонка конічна вогнетривка конструкція в реакторі для забезпечення розбухання ОКІ. - Спеціально спроектований пристрій відведення колошникового газу для підвищення ефективності печі і мінімізації переносу дрібних фракцій. - Відсутність пристроїв подачі шихти з водяним охолодженням на деяких установках. - Спеціально спроектовані з можливістю обертання пристрої подачі шихти, для яких можна незалежно контролювати швидкість, напрямок і кут обертання, для покращення структури потоку і кращого виконання функції розбивання агрегатів у випадку утворення агрегатів всередині печі. - "Китайський капелюх" спеціальної конструкції для забезпечення рівномірного потоку матеріалу всередині печі. - Уведення охолоджувального газу по периметру для оптимізації ефективності зони охолодження. - Спеціально спроектований хрестоподібний пристрій відведення охолоджувального газу для оптимізації ефективності охолодження і мінімізації переносу дрібних фракцій. бо - Зменшена вага печі.

- Зменшення капіталовкладень, експлуатаційних видатків і видатків на технічне обслуговування.

ІЇ0007| Проте на відомому рівні техніки ще існує необхідність в процесі ЮК, який є удосконаленим стосовно "китайського капелюха", який використовується в перехідній зоні шахтної печі для забезпечення однорідності розподілення шихти / продукту. Ця конструкція зазвичай містить простий нерухомо закріплений направлений вгору випуклий пристрій переривання потоку або т. п., по якому і навколо якого в перехідній зоні течуть котуни / шматки, теоретично для розбивання будь-яких утворюваних агрегатів і забезпечення достатнього і рівномірного перемішування і розподілення газів.

СТИСЛИЙ ОПИС СУТНОСТІ ВИНАХОДУ

0008) У різних приблизних варіантах здійснення даного винаходу "китайський капелюх" перехідної зони традиційного процесу ОК замінено на удосконалений подовжений конічний пристрій відхилення потоку. Цей подовжений конічний пристрій відхилення потоку розташований на валу, який проходить по ширині перехідної зони / зони охолодження шахтної печі. Необов'язково вал забезпечує можливість повороту подовженого конічного пристрою відхилення потоку на певний кут всередині шахтної печі. Подовжений конічний пристрій відхилення потоку містить першу, відносно коротшу, направлену уверх конічну частину в перехідній зоні всередині шахтної печі, поєднану з другою, відносно довшою, направленою вниз конічною частиною в зоні охолодження всередині шахтної печі. У кожній із цих конічних частин може бути застосовано один або декілька окружних схилів. Вал та/або частини конічного пристрою можуть необов'язково містити один або декілька отворів для введення газів, які дозволяють вводити відновлювальний газ, газ перехідної зони та/"або охолоджувальний газ поблизу центру перехідної зони / зони охолодження, що забезпечує можливість кращого насичення, і за якими можуть послідовно бути розташовані аналогічні додаткові отвори для введення газів. Традиційні пристрої подачі шихти, у тому числі верхні пристрої подачі шихти, середні пристрої подачі шихти і нижні пристрої подачі шихти, можуть бути розташовані над та/або під подовженим конічним пристроєм відхилення потоку, і всі вони допомагають підтримувати рівномірне пересування шихти через шахтну піч. Загалом пристрій відхилення потоку з подвійним конусом згідно з даним винаходом покращує всі показники шахтної печі,

Зо особливо в "гарячих" застосуваннях.

Ї0009| Необов'язково нижній конус охоплює 30-40 95 довжини зони охолодження, хоча можуть бути використані й інші процентні співвідношення, за умови, що нижній конус охоплює значну частину довжини (й об'єму) зони охолодження. Конфігурація з двома конусами слугує для забезпечення рівномірності і запобігання агрегації як у перехідній зоні, так і в зоні охолодження всередині шахтної печі. Крім того, один або обидва конуси можуть містити одну або декілька секцій або кутів. Подовжений конічний пристрій відхилення потоку зазвичай підвішений у шахтній печі за допомогою вала, який розташовано поряд із межею між перехідною зоною і зоною охолодження, при цьому вал контактує із подовженим конічним пристроєм відхилення потоку поряд з його переходом від першого конуса до другого конуса.

ІЇ0010| Необов'язково нижня частина нижнього конуса містить отвір, який вибірково закривається кришкою. Вона слугує для запобігання ненавмисному небезпечному зміщенню і випадінню уламків, які можуть збиратись усередині подвійного конуса. За необхідності конус (-и) можуть бути вкриті вогнетривким покриттям та/або охолоджуватись водою.

Ї0О011| В одному приблизному варіанті здійснення в даному винаході передбачено шахтну піч для отримання металевого заліза прямого відновлення (ОКІ) із розташованих у ній залізовмісних котунів або шматків і відновлювального газу, яка містить: окружну зовнішню стінку, яка утворює верхню внутрішню зону відновлення, середню внутрішню перехідну зону і нижню внутрішню зону охолодження, при цьому залізовмісні котуни або шматки рухаються вниз через верхню внутрішню зону відновлення, середню внутрішню перехідну зону і нижню внутрішню зону охолодження, і залізовмісні котуни або шматки зустрічаються із відновлювальним газом, який тече уверх, і одним або декількома іншими газами; і пристрій відхилення потоку, який розташований уздовж серединної лінії окружної зовнішньої стінки та містить випуклу вгору верхню конічну секцію, розташовану в середній перехідній зоні, утвореній окружною зовнішньою стінкою, з'єднану з випуклою вниз нижньою конічною секцією, розташованою в нижній зоні охолодження, утвореній окружною зовнішньою стінкою. Пристрій відхилення потоку з'єднаний із валом, який проходить уздовж внутрішнього діаметра окружної зовнішньої стінки. Необов'язково вал дозволяє пристрою відхилення потоку повертатись усередині окружної зовнішньої стінки. Необов'язково вал проходить уздовж внутрішнього діаметра окружної зовнішньої стінки, який збігається з межею між середньою внутрішньою бо перехідною зоною, утвореною окружною зовнішньою стінкою, і нижньою внутрішньою зоною охолодження, утвореною окружною зовнішньою стінкою. Необов'язково кожна з конічних секцій пристрою відхилення потоку містить сукупність сегментів, кожний з яких має різний кут конусності. Необов'язково шахтна піч додатково містить один або декілька газових отворів, розташованих на валу та/або пристрої відхилення потоку і виконаних із можливістю передачі газу в залізовмісні котуни або шматки, розташовані всередині окружної зовнішньої стінки.

Необов'язково шахтна піч додатково містить один або декілька газових отворів, які проходять крізь окружну зовнішню стінку нижче від пристрою відхилення потоку і виконані з можливістю передачі газу в залізовмісні котуни або шматки, розташовані всередині окружної зовнішньої стінки. Необов'язково шахтна піч додатково містить один або декілька пристроїв подачі шихти, розташованих в окружній зовнішній стінці вище і/або нижче від пристрою відхилення потоку.

Необов'язково шахтна піч додатково містить лінію охолодження, яка проходить всередині вала та/або пристрою відхилення потоку. Переважно нижня конічна секція пристрою відхилення потоку, розташована в нижній зоні охолодження, утвореній окружною зовнішньою стінкою, охоплює 3095 або більше вертикальної довжини нижньої зони охолодження, утвореної окружною зовнішньою стінкою. 0012) В іншому приблизному варіанті здійснення в даному винаході передбачено спосіб отримання металевого заліза прямого відновлення (ОКІ) із залізовмісних котунів або шматків і відновлювального газу, які містяться в шахтній печі, який включає: надання окружної зовнішньої стінки, яка утворює верхню внутрішню зону відновлення, середню внутрішню перехідну зону і нижню внутрішню зону охолодження, при цьому залізовмісні котуни або шматки рухаються вниз через верхню внутрішню зону відновлення, середню внутрішню перехідну зону і нижню внутрішню зону охолодження, і при цьому залізовмісні котуни або шматки зустрічаються із відновлювальним газом, який тече уверх, і одним або декількома іншими газами; і надання пристрою відхилення потоку, який розташований уздовж серединної лінії окружної зовнішньої стінки та містить випуклу вгору верхню конічну секцію, розташовану в середній перехідній зоні, утвореній окружною зовнішньою стінкою, з'єднану з випуклою вниз нижньою конічною секцією, розташованою в нижній зоні охолодження, утвореній окружною зовнішньою стінкою. Пристрій відхилення потоку з'єднаний із валом, який проходить уздовж внутрішнього діаметра окружної зовнішньої стінки. Необов'язково вал дозволяє пристрою відхилення потоку повертатись

Зо усередині окружної зовнішньої стінки. Необов'язково вал проходить уздовж внутрішнього діаметра окружної зовнішньої стінки, який збігається з межею між середньою внутрішньою перехідною зоною, утвореною окружною зовнішньою стінкою, і нижньою внутрішньою зоною охолодження, утвореною окружною зовнішньою стінкою. Необов'язково кожна з конічних секцій пристрою відхилення потоку містить сукупність сегментів, кожний з яких має різний кут конусності. Необов'язково спосіб додатково включає надання одного або декількох газових отворів, розташованих на валу та/або пристрої відхилення потоку і виконаних із можливістю передачі газу в залізовмісні котуни або шматки, розташовані всередині окружної зовнішньої стінки. Необов'язково спосіб додатково включає надання одного або декількох газових отворів, які проходять крізь окружну зовнішню стінку нижче від пристрою відхилення потоку і виконані з можливістю передачі газу в залізовмісні котуни або шматки, розташовані всередині окружної зовнішньої стінки. Необов'язково спосіб додатково включає надання одного або декількох пристроїв подачі шихти, розташованих в окружній зовнішній стінці вище і/або нижче від пристрою відхилення потоку. Необов'язково спосіб додатково включає надання лінії охолодження, яка проходить всередині вала та/або пристрою відхилення потоку. Переважно нижня конічна секція пристрою відхилення потоку, розташована в нижній зоні охолодження, утвореній окружною зовнішньою стінкою, охоплює 3095 або більше вертикальної довжини нижньої зони охолодження, утвореної окружною зовнішньою стінкою.

СТИСЛИЙ ОПИС ГРАФІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ

0013) Даний винахід представлено та описано в даному документі з посиланням на різні графічні матеріали, на яких подібні номери посилань використовують для позначення подібних компонентів вузла / етапів способу, відповідно, та на яких: 00141 на фіг. 1 представлено схематичне зображення, на якому показано один приблизний варіант здійснення шахтної печі ОК згідно з даним винаходом, при цьому в указаній шахтній печі застосовується новий подовжений конічний пристрій відхилення потоку в перехідній зоні і зоні охолодження; і 00151 на фіг. 2 представлено схематичне зображення, на якому показано один приблизний варіант здійснення подовженого конічного пристрою відхилення потоку згідно 3 даним винаходом.

ДОКЛАДНИЙ ОПИС ВИНАХОДУ

0016) З посиланням тепер конкретно на фіг. 1 і 2, в одному приблизному варіанті здійснення даного винаходу "китайський капелюх" перехідної зони традиційного процесу ОК замінено на удосконалений подовжений конічний пристрій 10 відхилення потоку, розташований в шахтній печі 12. Вказаний подовжений конічний пристрій 10 відхилення потоку розташований на валу 14, який перетинає за шириною перехідну зону 16 і зону 18 охолодження шахтної печі 12 нижче зони 20 відновлення. Як зрозуміло спеціалістам у даній галузі техніки, зона 20 відновлення в шахтній печі 12 являє собою твердофазний реактор, в якому губчасте залізо отримують із котунів залізної руди шляхом впливу відновлювального газу, і перехідна зона 16, розташована безпосередньо під зоною 20 відновлення, має висоту, достатню для теплоізоляції зони 20 відновлення від нижньої зони 18 охолодження, де температура твердого продукту зменшується, наприклад, до приблизно 50 "С. Як представлено на фігурі, зазвичай зона 18 охолодження відповідає конічній ніжній частині, яка звужується, шахтної печи 12.

ІЇ0017| Необов'язково вал 14 забезпечує можливість повороту подовженого конічного пристрою 10 відхилення потоку на певний кут всередині шахтної печі 12. Подовжений конічний пристрій 10 відхилення потоку містить першу (верхню), відносно коротшу, направлену уверх конічну частину 22, розташовану в перехідній зоні 16 всередині шахтної печі 12, поєднану з другою (нижньою), відносно довшою, направленою вниз конічною частиною 24, розташованою в зоні 18 охолодження всередині шахтної печі. У кожній з цих конічних частин 22 і 24 може бути застосовано один або декілька окружних схилів. 0018) Вал 14 і/або конічні частини 22 і 24 можуть необов'язково містити один або декілька отворів 26 для введення газів, які дозволяють вводити відновлювальний газ, газ перехідної зони і/або охолоджувальний газ поблизу серединної лінії шахтної печі 12, що забезпечує можливість кращого насичення газом, і за якими можуть послідовно бути розташовані аналогічні додаткові отвори 28 для введення газів. Газ (-и), які можуть бути доставлені в шихту через отвори 26 і/або 28 для введення газів, включають, наприклад, відновлювальний газ, природний газ, газ коксових печей, кисень і/або охолоджувальний газ. 00191 Традиційні пристрої 30, 32 і 34 подачі шихти можуть бути розташовані над і/або під подовженим конічним пристроєм 10 відхилення потоку, включаючи верхні пристрої 30 подачі шихти над подовженим конічним пристроєм 10 відхилення потоку, середні пристрої 32 подачі

Зо шихти під подовженим конічним пристроєм 10 відхилення потоку і нижні пристрої 34 подачі шихти під середніми пристроями 32 подачі шихти, які всі допомагають підтримувати рівномірне пересування шихти через шахтну піч 12 і довкола подовженого конічного пристрою 10 відхилення потоку. Загалом пристрій 10 відхилення потоку з подвійним конусом згідно з даним винаходом покращує всі показники шахтної печі, особливо в "гарячих" застосуваннях.

І0020| Необов'язково нижній конус 24 охоплює 30-40 95 довжини зони 18 охолодження шахтної печі 12, хоча можуть бути використані й інші процентні співвідношення, за умови, що нижній конус 24 охоплює значну частину довжини (й об'єму) зони 18 охолодження. Конфігурація з двома конусами слугує для забезпечення рівномірності і запобігання агрегації як у перехідній зоні 16, так і в зоні 18 охолодження всередині шахтної печі 12. Крім того, один або обидва конуси 22 і/або 24 можуть мати одну або декілька секцій або кутів, у тому числі, наприклад, основні частини і кінцеві частини. Подовжений конічний пристрій 10 відхилення потоку переважно підвішений у шахтній печі 12 за допомогою вала 14, який розташовано поряд із межею між перехідною зоною 16 і зоною 18 охолодження, при цьому вал 14 контактує із подовженим конічним пристроєм 10 відхилення потоку поряд з його переходом від першого конуса 22 до другого конуса 24. У цьому приблизному варіанті здійснення вал 14 посаджено на іМабо в одному або декількох підшипниках / сполучних елементах 36, розташованих поза шахтною піччю 12, і виступає крізь протилежні отвори 38, виконані в бокових сторонах шахтної печі 12. 00211 Необов'язково нижня частина нижнього конуса 24 містить отвір 40, який вибірково закривається кришкою 42. Вона слугує для запобігання ненавмисному небезпечному зміщенню і випадінню уламків, які можуть збиратись усередині подвійного конуса 10. За необхідності вал 14 і/або конус (-и) 22 і 24 можуть бути вкриті вогнетривким покриттям і/або охолоджуватись водою за допомогою однієї або декількох внутрішніх ліній 44 охолодження. 0022) Хоча даний винахід проілюстровано та описано в даному документі з посиланням на переважні варіанти здійснення та його конкретні приклади, фахівцям у даній галузі техніки буде очевидно, що інші варіанти здійснення та приклади можуть виконувати подібні функції і/або за допомогою них можна досяїти подібних результатів. Усі такі еквівалентні варіанти здійснення та приклади, які знаходяться в межах сутності та обсягу даного винаходу, передбачені даним винаходом, та припускається, що вони охоплюються наступною необмежувальною формулою 60 винаходу для всіх цілей.

Claims (9)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Шахтна піч для отримання металевого заліза прямого відновлення (ОК) із розташованих у ній залізовмісних котунів або шматків і відновлювального газу, яка містить: окружну зовнішню стінку, яка утворює верхню внутрішню зону відновлення, середню внутрішню перехідну зону і нижню внутрішню зону охолодження, при цьому верхня внутрішня зона відновлення, середня внутрішня перехідна зона і нижня внутрішня зона охолодження виконані з можливістю руху через них залізовмісних котунів або шматків вниз та назустріч з відновлювальним газом, який тече уверх, та одним або декількома іншими газами, при цьому верхня внутрішня зона відновлення являє собою ділянку, що знаходиться вище отворів кільцевого трубопроводу шахтної печі, виконану з можливістю вміщування залізовмісних котунів або шматків під час відновлення, нижня внутрішня зона охолодження являє собою ділянку, що знаходиться нижче пристрою відведення охолоджувального газу шахтної печі, виконану з можливістю вміщування залізовмісних котунів або шматків після відновлення під час охолодження, і середня внутрішня перехідна зона являє собою ділянку між отворами кільцевого трубопроводу і пристроєм відведення охолоджувального газу, виконану з можливістю теплоізоляції нижньої внутрішньої зони охолодження від верхньої внутрішньої зони відновлення; і пристрій відхилення потоку, який розташований вздовж серединної лінії окружної зовнішньої стінки та містить випуклу вгору верхню конічну секцію, розташовану в середній перехідній зоні, утвореній окружною зовнішньою стінкою, і з'єднану з випуклою вниз нижньою конічною секцією, розташованою в нижній зоні охолодження, утвореній окружною зовнішньою стінкою, при цьому нижня конічна секція пристрою відхилення потоку охоплює 30 956 або більше вертикальної довжини нижньої зони охолодження.

2. Шахтна піч за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій відхилення потоку з'єднаний із валом, який проходить вздовж внутрішнього діаметра окружної зовнішньої стінки.

3. Шахтна піч за п. 2, яка відрізняється тим, що вал дозволяє пристрою відхилення потоку повертатись усередині окружної зовнішньої стінки.

4. Шахтна піч за п. 2, яка відрізняється тим, що вал проходить вздовж внутрішнього діаметра окружної зовнішньої стінки, який збігається з межею між середньою внутрішньою перехідною зоною, утвореною окружною зовнішньою стінкою, і нижньою внутрішньою зоною охолодження, утвореною окружною зовнішньою стінкою.

5. Шахтна піч за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна з конічних секцій пристрою відхилення потоку містить сукупність сегментів, кожний з яких має різний кут конусності.

6. Шахтна піч за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить один або декілька газових отворів, розташованих на валу та/або пристрої відхилення потоку та виконаних із можливістю передачі газу в залізовмісні котуни або шматки, розташовані всередині окружної зовнішньої стінки.

7. Шахтна піч за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить один або декілька газових отворів, які проходять крізь окружну зовнішню стінку нижче від пристрою відхилення потоку і виконані з можливістю передачі газу в залізовмісні котуни або шматки, розташовані всередині окружної зовнішньої стінки.

8. Шахтна піч за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить один або декілька пристроїв подачі шихти, розташованих в окружній зовнішній стінці вище та/або нижче від пристрою відхилення потоку.

9. Шахтна піч за п. 2, яка відрізняється тим, що додатково містить лінію охолодження, яка проходить усередині вала та/або пристрою відхилення потоку.