Способ восстановительного обжига сидеритовой руды в шахтной печи

-1 ( ЕЛЬСТВУ АВТО РС СВИ ьский ни овиков,орозов,ГО деритовых грев, безнием проления доРО 2 = 90- восстановжига си ючает н получе сстано ение до жащеи Изобретение относится к способам подготовки железорудного сырья к метал- лургическому переделу и может быть использовано при проведении процесса обжига сидеритовой руды.Целью изобретения является сокращение расхода топлива и повышение металлургической ценности готового продукта, -Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обжига сидеритовой руды в шахтной печи, включающему ее нагрев, безокислительный обжиг с получением продукта со степенью восстановления по кислороду до 20; и довосстановление смесью газов, содержащей восстановители (Н 2, СО) и метан, довосстановление ведут в две стадии: вначале руду восстанавливают в йроти- вотоке до рО 2 - 5055, добавляя к перешедшему из нижней зоны металлизаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССМ 726199, кл. С 22 В 1/02, 1977.(57) Сущность: процесс об руд в шахтных печах вкл окислительный обжиг с дукта со степенью во у"О 2 = 20 и довосстановл 95 смесью газов, содер ление до рО 2 = 90-95% смесью газов, содержащей восстановителя (Н 2+СО) и метан. Довосстановление ведут в две стадии: в начале руду восстанавливают в противотоке до ро 2 = 50-55;4, добавляя к восстановительному газу продукты неполного сгорания природного газа, сжигаемого с коэффициентом избытка воздуха а= 0,4-0,42, а затем окончательно довосстанавливают восстановительным газом в режиме прямотока. При этом гаэ, участвовавший в довосстановлении на первой стадии, используют в процессе обжига руды путем дожигания его в слое воздухом, подводимым через пиковые горелки на двух уровнях по высоте зоны обжига с расходами, соответствующими а = 0,7-0,8 и а = 1,7 - 1,9 на нижнем и верхнем уровнях соответственно. 1 ил,ции восстановительному газу продукты неполного сгорания природного газа, сжигаемого с а=-0,40.0,42, а затем окончательное довосстановление ведут восстановительным газом в зоне металлизации в режиме прямотока, причем газ, участвующий в процессе довосстановления руды на первой стадии, используют в процессе обжига руды путем дожигания газа в слое воздухом, подводимым через пиковые горелки на двух уровнях по высоте зойы обжига с а = 0,70,8 на нижнем уровне и с а= 1,71,9 на верхнем уровне.Разделение процесса довосстановления на две стадии позволит провести его беэ использования специальных конверсионных аппаратов для получения восстановительного газа, т.к, восстановление высших оксидов железа, не требующее высокоговосстановительного потенциала, происходит в верхней зоне эа счет смеси восстановительного газа нижней зоны и продуктов неполного сгорания, содержащей 3540 Н 2, 1520 СО, 2.5% СН 4, 35,40, й 2, 25 Н 20 и С 02,Полное использование химического тепла газа эа счет его дожигания в верхней зонЬ позволит значительно сократить общий расход топлива.Окончательное довосстановление, осуществляемой в зоне металлизации восстановительным газом с содержанием 3035 СН 4 и 6065 СО+Н 2, позволит повысить металлургическую ценность готового продукта.Процессы нагрева, обжига и довосстановления на первой стадии осуществляют в режиме противотока газа и материала. Противоточчая схема движения в тепловом отношении является наиболее выгодной, так как обеспечивает минимальные потери тепла с уходящими газами, Для второй стадии процесса довосстановления предлагается прямоточная схема движения потоков газа и материала и при наличии перетока части восстановительного газа в верхнюю зону позволит исключить поступление с более низким восстановительным потенциалом продуктов сгорания природного газа в цикл окончательного восстановления, а также позволит создать оптимальный тепловой режим процесса окончательного довосстановления с минимальным расходом топлива,Переток части восстановительного газа из цикла окончательного восстановления при смешении его с продуктами неполного сгорания природного газа в соотношении 1:(34) значительно повышает восстановительный потенциал смеси.На чертеже представлена схема технической реализации способа восстановительного обжига сидвритовой руды в шахтной печи.На схеме изображена шахтная печь 1 с циклонной горелкой 2 для получения продуктов неполного сгорания природного газа. аппараты сухой газоочистки (фильтры) 3, регенеративные воздухонагреватели 4, котлы-утилизаторы на колошниковом и горячем оборотном газе 5, скруббер-охладитель 6, труба Вентури 7, аппарат воздушного охлаждения 8, каплеуловитель 9, компрессор 10, смеситель 11, регенеративные газоподогреватели 12, пиковые горелки 13,Способ осуществляется следующим образом.В верхней части шахтной печи 1 сидеритовая руда нагревается до температуры 950 С, обжигается и восстанавливается до степени восстановления ро 2 " 50550 .Процесс обжига проводится в атмосфере продуктов дожигания газа, поступающего 5 из зоны предварительного восстановления,Воздух подается через пиковые горелки 13, расположенные на двух уровнях по высоте эоны обжига: В нижней части зоны дожигание ведется с а= 0,70,8, а в верхней части 10 с а,71,9. В процессе безокислительного обжига получают продукт с ро 2 = 207 Далее обожженная руда восстанавливается до степени восстановления по 2 = 5055% 15 смесью газов, получаемых в циклонной горелке 2 и поступающих из эоны металлизации шахтной печи в соотношении (34);1.Природный газ в циклонной горелке 2 сжигается с коэффициентом расхода воздуха а= 0,4.0,42. Воздух перед подачей в горелку нагревается до 700"С в регенеративных воэдухонагревателях 4.Процессы нагрева, обжига и частичноговосстановления сидеритовой руды в верхней части шахтной печи осуществляется в противотоке газа и материала. Колошниковый газ отводится из печи с температурой 400500 С; поступает в котел-утилизатор 5, проходит фильтры сухОй газоочистки 3 и сбрасывается в дымовую трубу.Предварительно нагретая до 950 С ивосстановленная до ро 2 - 5055 сидеритовая руда через разделительную зону поступает в зону металлизации, где в прямотоке материала и газа, содержащего 60,650 восстановителей (СО+Н 2) и 30.35 метана, проводится ее окончательное довосстановление до ро 2 = 90.95%.Расход водорода на процесс металлизации 40 в зоне компенсируется за счет термокаталитического разложения природного газа на поверхности нагретой и частично металлиэованной руды, Металлическое железо, Образующееся в процессе восстановления, является активным катализатором процесса разложения природного газа.Гаэ иэ эоны металлизации и охлажденияс температурой 600-650 С поступает в газо- трубный котел-утилизатор 5, далее в скруб бер-охладитель 6, где происходит егоохлаждение и снижение запыленности. Более глубокая очистка Оборотного газа От пыли осуществляется в трубе Вентури 7.ОчищенныЙ От пыли оборотный газ поступа ет в аппарат воздушного охлаждения 8, затем в кэплеуловитель 9 и компремируется.компрессором 10. Далее часть газа направляется а зону охлаждения шахтной печи, другая часть газа смешивается с природным газом е смссителе 11 и возвращается в зону1756362 Редактор А.Б Составитель В,Червоткин ехред М,Моргентал Корректор Н.Гун Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открыт13035, Москва, Ж, Рэчшская нэб 4/5 аз 3062 ВНИИПИ Госудэр и ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 металлизации шахтной печи, Для обеспечения необходимого температурного режима зоны металлизации восстановительный гаэ перед подачей в печь нагревают в регенеративных газонагревэтелях 12 до 850 С. В этом случае количества теплоты от охлаждения материала с 950 С до 680 С достаточно для проведения эндотермических реакций восстановления оксида железа и разложения природного газа,В нижней части шахтной печи (зона охлаждения) проводят охлаждение металлизованного продукта с 680 до 50 С в противотоке за счет подачи в зону очищенного и охлажденного оборотного газа,Холодный металлизованный продукт с содержанием 1,41,5% углерода выгружается из печи и подается в отделение брикетирования, Брикетирование практически исключает возможность вторичного описания и существенно улучшает транспортабельность готового продукта, Благодаря значительному до 17-20%) содержанию оксида магния металлизованные брикеты из сидеритовой руды можно использэть в качестве природнолегированного сырья в доменном и конвертерном производстве.Предлагаемый способ обжига сидеритовой руды обеспечивает снижение расхода природного газа по сравнению с известным на 10%, а повышение конечной степени восстановления с 8487% до 9095% улучшает металлургическую ценность готовогопродукта,Формула изобретения5 Способ восстановительного обжига сидеритовой руды в шахтной печи, включающий ее нагрев, безокислительный обжиг сполучением продукта со степенью восстановления до ро 20% довосстановление10 смесью газов, содержащей восстановителиН 2, СО) и метан, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью уменьшения расхода топлива иповышения металлургической ценности готового "продукта, довосстановление прово 15 дят в две стадии, на первой из которыхосуществляют восстановление до уо = 5055% в режиме противотока с восстановительным газом, к которому добавляютпродукты сгорания природного газа, сжига 20 емого с коэффициентом избытка воздухаа = 0,4-0,42, а вторую проводят восстановительным газом в режиме прямотока - причеми гэз, участвовавший в довосстановлении напервой стадии, используют для обжига руды путем его дожигания в слое воздухом,подводимым через пиковые горелки надвух уровнях по высоте эоны обжига с расходами, соответствующими а = 0,7 - 0,8 иа 1,7 - 1,9 на нижнем и верхнем уровнях соответственноо.