UA74633C2 - A reactor for producing iron or alloys thereof - Google Patents
A reactor for producing iron or alloys thereof Download PDFInfo
- Publication number
- UA74633C2 UA74633C2 UA2003109158A UA2003109158A UA74633C2 UA 74633 C2 UA74633 C2 UA 74633C2 UA 2003109158 A UA2003109158 A UA 2003109158A UA 2003109158 A UA2003109158 A UA 2003109158A UA 74633 C2 UA74633 C2 UA 74633C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- cone
- reactor
- fixed
- loading
- small
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003720 plasmablast Anatomy 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
- C21B11/10—Making pig-iron other than in blast furnaces in electric furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/12—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
- C21B13/125—By using plasma
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до чорної металургії, зокрема до процесів прямого одержання залізовуглецевих сплавів 2 за допомогою плазмової технології.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the processes of direct production of iron-carbon alloys 2 using plasma technology.
Відома шахтна плазмова піч для відновлення металів, яка містить футерований, заповнений кусковим тугоплавким матеріалом корпус з перекритим зводом, горн, встановлені в корпусі плазмотрони з пристроями для введення пилоподібних матеріалів у плазмове дуття, і газовідвідну трубу, яка відрізняється тим, що піч додатково оснащено решіткою, що розділяє шахту і горн і підтримує грудковий матеріал, плазмотрони 70 розташовані у верхній частині корпуса, а газовідвідна труба розміщена у верхній частині горна, при цьому піч постачена додатковим плазмотроном с фурмою, встановленим у горні (А.С. СРСР Мо1740425, кл. С 21 В 13/12, Е 27 В 1/02, заявл. 20.11.89, опубл. Бюл. Мо 22, 19921.A mine plasma furnace for the recovery of metals is known, which contains a lined, filled with lumpy refractory material case with an overlapped arch, a furnace installed in the case of a plasmatron with devices for introducing dust-like materials into the plasma blast, and a gas outlet pipe, which is distinguished by the fact that the furnace is additionally equipped with a grate , which separates the mine and the furnace and supports the lumpy material, plasmatrons 70 are located in the upper part of the case, and the gas outlet pipe is located in the upper part of the furnace, while the furnace is supplied with an additional plasmatron with a nozzle installed in the furnace (AS USSR Mo1740425, cl. C 21 B 13/12, E 27 B 1/02, statement 20.11.89, published Bul. Mo 22, 19921.
Недоліком даного пристрою є низький ККД процесу, внаслідок низького коефіцієнта використання тепла, що приводить до зменшення продуктивності процесу в цілому. 12 Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, (прототип) прийнятий реактор для прямого одержання металів і сплавів, що містить корпус, у нижній частині якого розташовані плазмотрони, і вузли випуску металу і шлаку, а у верхній - бункер-дозатор, фурми подачі вуглеводнів і газовідвід, який відрізняється тим, що реактор оснащено механізмом його повороту навколо горизонтальної осі і додатковими газовими патрубками, при цьому бункер-дозатор виконаний з перфорованими похилими стінками, що утворюють зі стінками корпуса газовий колектор, у який уведені додаткові газові патрубки, нижня частина яких з'єднана з верхньою частиною корпуса реактора, при цьому бункер-дозатор зв'язаний, щонайменше одним патрубком з газовідводом, з'єднаним з віссю обертання реактора, яка виконана полою (А.С. СРСР Мо 1607402, кл. С 21 В 13/00, заявл. 09.11.88, Гос. Реєстр від 25.07.90).The disadvantage of this device is the low efficiency of the process, due to the low coefficient of heat utilization, which leads to a decrease in the productivity of the process as a whole. 12 The reactor for the direct production of metals and alloys is the closest in terms of technical essence and the result to be achieved (prototype), which contains a body in the lower part of which plasmatrons and nodes for the release of metal and slag are located, and in the upper part there is a hopper-doser, hydrocarbon supply nozzles and a gas outlet, which is distinguished by the fact that the reactor is equipped with a mechanism for its rotation around a horizontal axis and additional gas nozzles, while the hopper-doser is made with perforated inclined walls that form a gas collector with the walls of the case, into which additional gas nozzles are introduced, the lower part of which is connected to the upper part of the reactor body, while the hopper-doser is connected by at least one pipe with a gas outlet connected to the axis of rotation of the reactor, which is hollow (AS USSR Mo 1607402, class C 21 V 13/00, application 09.11.88, State Register dated 25.07.90).
Однак конструкція вузла часткового відновлення складна, чим порушуються також і умови експлуатації с реактора, крім того, через створення додаткових опорів руху відхідних газів, до їхньої взаємодії із шаром Ге) матеріалу, збільшується час часткового відновлення і знижується коефіцієнт використання тепла, що приводить до збільшення витрати енергоносіїв.However, the design of the partial recovery unit is complex, which also violates the operating conditions of the reactor, in addition, due to the creation of additional resistances to the movement of waste gases, before their interaction with the layer of Ge) material, the time of partial recovery increases and the coefficient of heat utilization decreases, which leads to an increase consumption of energy carriers.
В основу винаходу поставлена задача удосконалення реактора для одержання заліза або його сплавів, у якому шляхом модифікації конструкції вузла часткового відновлення забезпечується можливість регулювання о товщини шару вихідного матеріалу, поліпшується перемішування вихідного матеріалу з відхідним газовим со потоком, скорочується час на довідновлення матеріалу і за рахунок цього підвищується продуктивність реактора і скорочується витрата енергоносіїв. ее,The invention is based on the task of improving the reactor for the production of iron or its alloys, in which, by modifying the design of the partial reduction unit, it is possible to adjust the thickness of the layer of the source material, the mixing of the source material with the waste gas stream is improved, the time for the recovery of the material is reduced and due to this reactor productivity increases and energy consumption decreases. eh
Поставлена задача вирішується тим, що реактор для одержання заліза або його сплавів, який містить корпус, «І обладнаний засобами для подачі вуглецевовмістного палива і кисневмістного газу, плазмотронами, вузлом завантаження залізоокисного матеріалу для часткового його відновлення і подачі його в плавильну зону, - розташованим у верхній низькотемпературній частині реактора, а також вузлами випуску металу і шлаку, і газовідводами, відповідно до винаходу, вузол завантаження залізоокисного матеріалу для часткового його відновлення і подачі його в плавильну зону виконаний у вигляді коаксіальне встановлених конусів, звернених « малими основами вниз з порожниною між ними, обмеженою їхніми перфорованими стінками, причому зовнішній З 50 конус жорстко закріплено з корпусом реактора, а внутрішній - установлено з можливістю фіксованого с переміщення щодо поздовжньої осі приводної штанги завантажувального вузла, у нижній частині згаданої з» штанги встановлено малий конус, а у верхній - закріплено у підшипниковому вузлі великий конус, кінематично зв'язаний із приводом обертання, при цьому по твірній основи внутрішнього конуса співвісно з штангою жорстко закріплений розподільний елемент у вигляді зрізаного конуса з основою малого радіуса, спрямованою убік великого конуса, а робоча поверхня малого конуса контактує із сідлом зовнішнього конуса. 7 Конструктивне виконання вузла завантаження вихідного матеріалу в зону часткового відновлення і наступний «їз» випуск його в плавильну зону, забезпечує максимальне ефективне використання теплового і відновлювального потенціалів газу за рахунок можливості створення необхідної товщини шару матеріалу і рівномірного його б розподілу в зоні часткового відновлення, що дало можливість збільшити час контакту газ-матеріал і скоротити со 20 витрати енергоносіїв.The task is solved by the fact that the reactor for the production of iron or its alloys, which contains the body, "I is equipped with means for supplying carbon-containing fuel and oxygen-containing gas, plasmatrons, a node for loading iron oxide material for its partial recovery and feeding it to the melting zone - located in the upper low-temperature part of the reactor, as well as metal and slag release nodes, and gas outlets, according to the invention, the iron oxide material loading node for its partial recovery and feeding it to the melting zone is made in the form of coaxially installed cones, turned "small bases down with a cavity between them , limited by their perforated walls, and the outer Z 50 cone is rigidly fixed to the reactor body, and the inner one is installed with the possibility of fixed c movement relative to the longitudinal axis of the drive rod of the loading unit, a small cone is installed in the lower part of the said rod, and a small cone is fixed in the upper part in the bearing unit has a large cone kinematically connected to the rotation drive, while a distributing element in the form of a truncated cone with a base of a small radius directed to the side of the large cone is rigidly fixed to the base of the inner cone coaxially with the rod, and the working surface of the small cone is in contact with the seat of the outer cone 7. The design of the unit for loading the source material into the partial recovery zone and its subsequent "drive" release into the melting zone ensures the maximum effective use of the thermal and regenerative potential of the gas due to the possibility of creating the necessary thickness of the material layer and its uniform distribution in the partial recovery zone, which made it possible to increase the gas-material contact time and reduce energy consumption by 20%.
Сутність запропонованого винаходу пояснюється кресленням, на якому представлено загальний вигляд с» реактора.The essence of the proposed invention is explained by the drawing, which shows the general view of the reactor.
Реактор складається з зовнішнього корпуса, що включає сталевий кожух 1, захищений зсередини футерівкою 2. У нижній частині реактора розміщена плавильно-відновлювальна зона 3, обладнана засобами подачі 29 енергоносія і відновника через плазмотрони 4. У верхній частині реактора розміщений вузол завантаженняThe reactor consists of an outer casing, which includes a steel casing 1, protected from the inside by a lining 2. In the lower part of the reactor, there is a melting and reducing zone 3, equipped with means of supplying 29 energy carrier and reducing agent through plasmatrons 4. In the upper part of the reactor, there is a loading node
ГФ) залізоокисного матеріалу для часткового його відновлення і подачі його в плавильну зону З, що складається з коаксиально встановлених конусів 5 і б, звернених малими основами убік плавильно-відновлювальної зони. о Зовнішній конус 5 жорстко закріплений з корпусом реактора за допомогою опірних ребер 7, а внутрішній конус 6 установлений з можливістю фіксованого переміщення щодо поздовжньої осі приводної штанги 8 за допомогою 60 тяг 9, Стінки внутрішнього і зовнішнього конусів перфоровані і можуть бути виконані з окремих карт, набраних по периметру.ГФ) of iron oxide material for its partial recovery and feeding it to the melting zone Z, consisting of coaxially installed cones 5 and b, turned with small bases to the side of the melting and reducing zone. o The outer cone 5 is rigidly fixed to the reactor body with the help of resistance ribs 7, and the inner cone 6 is installed with the possibility of fixed movement relative to the longitudinal axis of the drive rod 8 with the help of 60 rods 9. The walls of the inner and outer cones are perforated and can be made of separate cards. recruited along the perimeter.
Вихідний матеріал 10 завантажується в порожнину, обмежену стінками обох конусів. По твірній основи внутрішнього конуса б жорстко закріплений розподільний елемент 11, виконаний у виді зрізаного конуса з верхньою основою малого радіуса. У верхній частині приводної штанги 8 закріплений у підшипниковому вузлі 12 бо великий конус 13, кінематично зв'язаний із приводом обертання (на кресленні не показаний). У нижній частині штанги 8 установлений малий нижнійконус 14, робоча поверхня якого контактує із сідлом зовнішнього конуса 5.The starting material 10 is loaded into the cavity bounded by the walls of both cones. The distribution element 11, made in the form of a truncated cone with an upper base of a small radius, is rigidly fixed to the base of the inner cone. In the upper part of the drive rod 8, a large cone 13 is fixed in the bearing unit 12, kinematically connected to the rotation drive (not shown in the drawing). A small lower cone 14 is installed in the lower part of the rod 8, the working surface of which is in contact with the seat of the outer cone 5.
На зовнішній поверхні великого конуса 13 виконані поздовжні ребра 15.Longitudinal ribs 15 are made on the outer surface of the large cone 13.
Великий конус 13 у верхнім положенні працює як замикаючий, а в опущеному положенні - як розподільник шихти. Малий нижній конус 14 у верхнім положенні працює як замикаючий для шару шихти, що лежить на ньому, а в опущеному - для перевантаження частково відновленого матеріалу в плавильно-відновлювальну зону.The large cone 13 in the upper position works as a closing, and in the lowered position - as a distributor of the charge. The small lower cone 14 in the upper position works as a closing for the charge layer lying on it, and in the lowered position - for overloading the partially reduced material into the melting-reducing zone.
Реактор працює в такий спосіб.The reactor works in the following way.
Перед початком роботи реактор розігрівається до робочих температур. Задають товщину шару вихідного залізооксидного матеріалу для наступного його часткового відновлення шляхом переміщення тягами 9 7/0 ВнУтрішнього конуса б щодо подовжньої осі приводної штанги 8. Робота реактора для одержання заліза циклічна. Матеріал подають через прийомну воронку і великий конус 13 у проміжну порожнину між двома конусами 5 і 6. Великий конус 13 служить для усунення впливу нерівномірного розподілу матеріалу під час завантаження. Матеріал розподіляється в проміжній порожнині рівномірним шаром заданої товщини. Після остаточного завантаження матеріалу в проміжну порожнину, опускають малий конус 14, і матеріал /5 перевантажують у плавильну зону.Before starting work, the reactor is heated to operating temperatures. The thickness of the initial iron oxide material layer is set for its subsequent partial recovery by moving 9 7/0 VnUtrichnye cone b with rods relative to the longitudinal axis of the drive rod 8. The operation of the reactor for obtaining iron is cyclical. The material is fed through the receiving funnel and the large cone 13 into the intermediate cavity between the two cones 5 and 6. The large cone 13 serves to eliminate the effect of uneven distribution of the material during loading. The material is distributed in the intermediate cavity in a uniform layer of a given thickness. After the final loading of the material into the intermediate cavity, the small cone 14 is lowered, and the material /5 is reloaded into the melting zone.
Потім малий конус 14 піднімають, великий конус 13 опускають, приводять його в обертання і знову завантажують вихідним матеріалом проміжну порожнину. По закінченні завантаження включають плазмотрони 4.Then the small cone 14 is raised, the large cone 13 is lowered, it is brought into rotation and the intermediate cavity is again loaded with the starting material. At the end of the download, turn on plasmatrons 4.
Відновлювальні плазмові струмені в зоні плавлення, проходячи через шихту, розплавляють Її і відновлюють окисли до металу. Нагріті гази, що відходять, піднімаючись уверх і проходячи через отвори в стінках конусів 5 і 6, віддають шихті значну частину тепла, тим самим відбувається часткове відновлення залізорудного матеріалу і підготовка його до роботи в плавильній зоні.Regenerative plasma jets in the melting zone, passing through the charge, melt it and reduce oxides to metal. Heated gases leaving, rising up and passing through the holes in the walls of cones 5 and 6, give a significant part of the heat to the charge, thereby partially restoring the iron ore material and preparing it for work in the melting zone.
Використання даного реактора забезпечує збільшення продуктивності процесу, підвищення якості готового продукту, підвищення коефіцієнта використання тепла, скорочення витрати енергоносіїв.The use of this reactor provides an increase in the productivity of the process, an increase in the quality of the finished product, an increase in the coefficient of heat utilization, and a reduction in the consumption of energy carriers.
На даний час розроблена робоча документація на промисловий зразок реактора, а будівництво його с ов намічене на 2004-2005 рр. оCurrently, the working documentation for the industrial model of the reactor has been developed, and its construction is scheduled for 2004-2005.
Claims (1)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003109158A UA74633C2 (en) | 2003-10-10 | 2003-10-10 | A reactor for producing iron or alloys thereof |
| PCT/UA2004/000025 WO2005035796A1 (en) | 2003-10-10 | 2004-04-26 | Reactor for producing iron and the alloys thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003109158A UA74633C2 (en) | 2003-10-10 | 2003-10-10 | A reactor for producing iron or alloys thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA74633C2 true UA74633C2 (en) | 2006-01-16 |
Family
ID=34434169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2003109158A UA74633C2 (en) | 2003-10-10 | 2003-10-10 | A reactor for producing iron or alloys thereof |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA74633C2 (en) |
| WO (1) | WO2005035796A1 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1021905A1 (en) * | 1982-01-29 | 1983-06-07 | Ленинградский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Основной Химической Промышленности | Furnace loading apparatus |
| AT375404B (en) * | 1983-02-03 | 1984-08-10 | Voest Alpine Ag | METHOD FOR CARRYING OUT MELTING, MELTING METALURGICAL AND / OR REDUCTION METALURGICAL PROCESSES IN A PLASMA MELTING FURNACE AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD |
| SU1740425A1 (en) * | 1989-11-20 | 1992-06-15 | Грузинский политехнический институт | Shaft plasma furnace for metal reduction |
| RU2109819C1 (en) * | 1992-10-29 | 1998-04-27 | Константин Андреевич Малакуцко | Blast-furnace charging apparatus |
-
2003
- 2003-10-10 UA UA2003109158A patent/UA74633C2/en unknown
-
2004
- 2004-04-26 WO PCT/UA2004/000025 patent/WO2005035796A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2005035796A1 (en) | 2005-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106566907B (en) | The production method and melting reduction device of the direct smelt iron of iron ore | |
| CN105899687B (en) | Method of smelting and device | |
| JPH0365414B2 (en) | ||
| JPS6232246B2 (en) | ||
| US10488111B2 (en) | Metallurgical furnace for producing metallic alloys | |
| CN103589867B (en) | Method and device for treating ironmaking ash, mud and mill tailings by plasma torch heating technology | |
| CA2913928A1 (en) | Furnace for smelting copper for lower blow-through with enriched oxygen | |
| CN102634654A (en) | Method for producing metallized pellets by using composite carbon-containing pellets and chain belt type roasting machine | |
| CA1158443A (en) | Method and apparatus for producing molten iron | |
| JP5033302B2 (en) | Direct smelting method and equipment | |
| ES2874814T3 (en) | Direct smelting process for high sulfur feed | |
| RU2003111163A (en) | METHOD AND DEVICE FOR DIRECT Smelting | |
| UA74633C2 (en) | A reactor for producing iron or alloys thereof | |
| US2343337A (en) | Apparatus for melting metal | |
| US3269827A (en) | Process for preheating the charge to an electric smelting furnace | |
| RU2005103401A (en) | METALLURGICAL VESSEL AND METHOD FOR DIRECT IRON RESTORATION | |
| CN103392013B (en) | Manufacture molten iron and the method and apparatus of steel | |
| CN207828339U (en) | A kind of furnace burner combined device of direct gasification reduced iron | |
| US3558118A (en) | Apparatus for the gaseous reduction of pelletized and lump iron ores | |
| CN112725619A (en) | Blast furnace dust removal ash processing apparatus | |
| KR20010024881A (en) | Method for reducing iron oxides and installation therefor | |
| US1105001A (en) | Smelting-furnace. | |
| US2993779A (en) | Process of reducing metal oxides | |
| US2358024A (en) | Furnace charge distribution | |
| JP2001294922A (en) | Device for supplying raw material and method for producing reduced iron |