UA72045C2 - A method and a device for producing reprocessable pig iron or liquid steel products from charge materials containing iron ore - Google Patents

Description

800"С шляхом неповного спалення.

У такий спосіб неповне спалення призводить до коригування вмісту СО2/Н2гО у колошниковому газі, щоб у такий спосіб відповідно припасувати, як описано, склад колошникового газу, що має вводитися до доменної печі, і, зокрема, зменшити осаджування вуглецю у доменної печі. Зменшення присутності розподіленого у дрібних кількостях вуглецю сприятливо впливає на енергетичний баланс процесу.

Робота на основі складу колошникового газу, типового для конкретного процесу, призводить не лише до зменшення витрачання коксу через те, що колошниковий газ вводять до доменної печі у нижній зоні шахти доменної печі, а ще й до того, що ступінь окислення колошникового газу, що вводять, припасовується до конкретної зони доменної печі, до якої колошниковий газ має вводитися, і у такий спосіб робота доменної печі оптимізується.

Якщо нагрітий колошниковий газ до того ввели до доменної печі через звичайну лінію гарячого повітря і він неминуче мав особливо низький рівень СОг та НгО, то введення газу у місці, значно вище за звичайну лінію гарячого повітря на шахті доменної печі, означає, що особливо бажаним є підвищений вміст СО» та НгО.

Запропонований спосіб нагрівання колошникового газу, який практично не містить СОг, шляхом неповного спалення, замінює відомий спосіб, у який колошниковий газ має нагріватися гарячим азотом або гарячим газом, що містить азот та аргон, що являє собою витратнішу форму нагрівання колошникового газу. Принаймні неповна реакція колошникового газу через неповне окислення призводить до значного підвищення температури цього газу. Отже, дарма що вміст СО» та Н2О у колошниковому газі знову підвищується після вилучення СОг вище за потоком, вже відомого з попередніх технічних рішень, це підвищення знаходиться у межах, визначених взаємозалежністю між складом газу та місцем, де колошниковий газ вводять до шахти доменної печі. Далі, підвищення вмісту СОг та НгО є досить низьким, що унеможливлює визначення будь- якого значного зниження відновлювальної дії у порівнянні з останніми відомими технічними рішеннями.

Подальші переваги цього способу є такими:

Той факт, що місце, де газ подають до доменної печі, змінено у порівнянні з відомими технічними рішеннями, уможливлює нагрівання колошникового газу у простий спосіб неповного спалення до потрібної температури, оскільки у принципі рівні СОг та НгО не спричиняють будь-якого несприятливого впливу. У такий спосіб можна позбавитися трудомісткого способу нагрівання колошникового газу шляхом змішування з гарячим газоподібним азотом або аргоном, як це робиться у відомих технічних рішеннях. Підвищення рівня опосередкованого відновлення у процесі доменної печі призводить до значної економії енергії, результатом чого є те, що доменну піч можна експлуатувати у значно поліпшеній робочій точці щодо енергетичного та масового балансу.

Ще за однією ознакою винаходу колошниковий газ, з якого СО» вилучено, у додаток до того, що його частково спалюють, рекуперативно та (або) регенеративно попередньо нагрівають.

У цьому разі рекуперативне та (або) регенеративне нагрівання та неповне спалювання припасують одне до одного та до усього процесу, уможливлюючи таким чином особливо ефективне та просте встановлення вмісту СО2/НгО.

Після визначення місця, де колошниковий газ має вводитися до доменної печі, вмісту СО2/НгО у колошниковому газі встановлюють контрольованою зміною параметрів вилучення СО?» та (або) попереднього нагрівання та (або) неповного окислення у спосіб, придатний для роботи доменної печі.

Двоступеневе нагрівання колошникового газу, а саме: рекуперативне та (або) регенеративне попереднє нагрівання та наступне неповне спалювання дозволяє запобігти наявності металевого пилу та надмірного осадження вуглецю у доменної печі.

У варіанті здійснення винаходу, якому віддається особлива перевага, колошниковий газ, з якого СО» та

НгО вилучено, перед його частковим спалюванням рекуперативно або регенеративно попередньо нагрівають до температури у межах між 300-600"С, краще між 400-50070.

Таке рішення забезпечує особливо раціональну конфігурацію технологічного процесу, яка відрізняється, зокрема, особливо кращим припасуванням попереднього нагрівання до часткового спалення. Рекуперативний та (або) регенеративний характер попереднього нагрівання означає, що вміст СО2/НгО у колошниковому газі вряд чи або лише мінімально підвищується, що може статися на користь у продовженні процесу.

Необмежувальний приклад варіанту здійснення винаходу детальніше пояснюється нижче з посиланням на схематичне креслення, на якому:

Фіг. схематично показує запропонований пристрій і схематичну послідовність способу виробництва переробного чавуну або рідкої первинної сталевої продукції з шихтових матеріалів, що містять залізну руду.

Пристрій для прямого відновлення, призначений як відновна шахтна піч, позначено позицією 1. Її відновна зона 2 завантажується згори через живильну лінію З грудкуватими завантажувальними матеріалами, що містіть окис заліза, разом, якщо застосовано, з добавками, що не згоріли, через живильну лінію 4. Шахтна піч 1 з'єднана з плавильним газифікатором 5, у якому з носіїв вуглецю та газу, що містить кисень, виробляють відновний газ. Відновний газ подають до шахтної печі 1 через живильну лінію б, газоочисний та (або) газоохолоджувальний пристрій 7, передбачений у живильній лінії 6.

Плавильний газифікатор 5 має подачу 8 для твердих грудкуватих носіїв вуглецю, живильну лінію 9 для повернення пилу та живильну лінію 10 для газів, що містять кисень, та живильні лінії 11, 12 для носіїв вуглецю, рідких або газоподібних при кімнатній температурі, приміром, вуглеводів, і добавок, що згоріли. У плавильному газифікаторі 5 розплавлений переробний чавун 14 та розплавлений шлак 15 збирають під зоною розплавлення/газифікації 13 та випускають через льотки 16, 17.

Грудкувату руду, яку вже відновлено з отриманням губчастого чавуну у шахтній печі 1 у відновній зоні 2, передають разом з добавками, що вже спалені у відновній зоні 2, через лінії 18, що з'єднують доменну піч 1 з плавильним газифікатором 5, до плавильного газифікатора, приміром, за допомогою вивантажувальних шнеків (не показані).

До верхньої частини шахтної печі 1 приєднують лінію 19 для випуску колошникового газу, який створюють у відновній зоні 2. Цей колошниковий газ, що має температуру приблизно 200-400"С, подають до скрубера

Со» 21 через газоочисний пристрій 20, і на вході до цього скрубера газ температура приблизно дорівнює навколишній температурі. Хімічний склад колошникового газу є практично таким: 777777771717.7.7.ю7 ССО нь | Моехзалишок

Після того, як він вийшов зі скрубера СО», колошниковий газ, що тепер практично не містить СО», має практично такий склад: 77777711... |СО|СО | нь | Моззалишок (Обємначастка, 95 | 2 |60|30| 8

По тому колошниковий газ подають до рекуператора або регенератора 22, де його нагрівають до температури приблизно 450"С. Далі очищений колошниковий газ, що практично не містить СО», подають до реактора 23, де його частково спалюють у середовищі, що містить кисень, зокрема, у чистому кисні, що подають через лінію 33. У цьому процесі температура газу досягає приблизно 850 "С. Частково спалений має практично такий склад: 7777777.7.7.7юм7 7 |С09|сСО| Не | Моззалишок (Обємначастка, 95 | 5 |58|29| 8 (

По тому нагрітий колошниковий газ подають через лінію 24 до кільцевого трубопроводу 25 доменної печі 26 та вводять до доменної печі у нижній зоні шахти доменної печі. Окисли заліза разом із коксом і добавками подають до доменної печі, що може бути будь-якої звичайної конструкції, зверху через живильну лінію 27.

Розплавлений переробний чавун 28 та розплавлений шлак 29 випускають у звичайний спосіб через льотки 30, 31. Гаряче повітря подають через живильну лінію 32.

Запропоновані спосіб і пристрій забезпечують такі переваги: - Суттєве ефективне підвищення продуктивності при виробництві чавуну в існуючій доменній печі через процес прямого відновлення, оскільки колошниковий газ, що виходить з процесу прямого відновлення, використовується з вигодою у доменної печі, і у такий спосіб колошниковий газ, що виробляють підчас процесу прямого відновлення, використовують для додаткового виробництва переробного чавуну в існуючих доменних печах. - Підвищення продуктивності доменної печі завдяки підвищенню ступеня відновлення через опосередковане відновлення газом шихти і, відтак, поліпшення теплового балансу в заплечиках і поді доменної печі. - Ефективніший випал грудкуватих добавок, якщо їх використовують безпосередньо у доменної печі. з в. р! ни тент го, У. й т Шк вин ВО

Моя, : рин т я І ор ше НН 51

Ен, м

Песни Мі 2-22 пава я ШИ то ни ше М В В ов --ЬЯ оюня і Іх т / | 75 ФІ р! З дуття і - в

ЕЕ ха та пан ВН в-- рю

ННЯ ! й

Б