Способ получения частиц губчатого железа и жидкого чугуна из кусковой руды и устройство для его осуществления

(ПЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Корф Инжинеринг ГмбХ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТИЦ ГУБЧАТОГО ЖЕЛЕЗА И ЖИДКОГО ЧУГУНА ИЗ . КУСКОВОЙ РУДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к металлургии, а именно к получению частицгубчатого железа и жидкого чугуна изкусковой железной руды. Цель изорретения - повышение эффективности процесса, более простая и точная .классификация. Способ осуществляется следующим образом. Восстановленные вшахтной печи 2 частицы губчатого желеэа поступают в воздушный сепаратор 7, после которого мелкая фракция с углем и кислородсодержащим газом подается в плавильный газификатор 1. Крупная фракция подаетсяв буферный агрегатна охлаждение. Регулированием скорости охлаждающего газа в сепараторе 7 выделяют необходимую тонкую фракцию. Первую часть потока газа после циклона 5 грубой очистки промывают и возвращают в сепаратор 7, а вторую часть потока примешивают к газу из плавильного газификатора 1 и затем подают в шахтную печь 2. Регулируя скорость потока в сепараторе 7, например дроссельной заслонкой Я выделяют частицы оптимальной крупности до 5 мм, при этом крупная фракция может брикетироваться или уплотняться, Твердый остаток из циклонов 5, 6 горелками с помощью колошниково- р го или охлаждающего газа подают на плавление. Использование изобретения позволяет повысить эффективность процесса. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к металлургии получения частиц губчатого железа и жидкого чугуна из кусковой железной руды.5Целью изобретения является повышение эффективности процесса, болеепростое и точное разделение частицгубчатого железа.На фиг.1 дана схема установки для 10получения губчатого железа и чугуна;на фиг.2 - схема разделения частицгубчатого железа на две фракции.Устройство содержит плавильный1газификатор 1, шахтную печь 2 прямого 15восстановления циклон 3, охлаждающийили буферный агрегат 4, циклоны 5 и6, воздушный сепаратор 7, компрессоры 8 и 9, промывную установку 10(скрубер), скруберы 11 и 12, горелку 13 для для пылевидного топлива,дроссель 14, выпускное отверстие 15для газа, содержащего частицы коксаи губчатого железа, регулирующие аппаратуры 16, 17, трубопровод 18 дляотвода чаати охлаждающего газа, трубопровод 19, впускное отверстие 20для горячего восстановительного газа, выпускное отверстие 21, трубопровод 22 для траспортировки частиц 30губчатого железа, впускное отверстие23 для охлаждающего газа, впускноеотверстие 24 для охлаждающего газа,клапаны 25 и 26, выпускное отверстие27 для газа, трубопровод 28 для отхода.части восстановительного газа,трубопровод 29 для загрузки угля, регулирующую аппаратуру 30.Способ осуществляется следующимобразом, 40В шахтную печь 2 загружают сверхукусковую железную руду по трубопроводу .19. Руду восстанавливают в губчатое железо вдуванием через газовоевпускное отверстие 20 горячего восстановительного газа с температуройоприблизительно 750-900 С. Использованный восстановительный газ выпускают в виде отработанного газа из.шахтной печи 2 через верхнее выпускноеотверстие 21,Горячее губчатое железо удаляют стемпературой приблизительно 750-850 Сюиз шахтной печи 2 снизу, Через трубопровод 22 горячее губчатое железо по-падает в воздушный сепаратор 7, служащий для разделения частиц губчатогожелеза на тонкую и крупную фракции.На своем нижнем конце трубопровод 22 имеет изгиб или .же он снабжен другим тормозящим средством, благодаря чему губчатое железо попадает в воздушный сепаратор 7 хорошо разделенным и с малой скоростью. К воздушному сепаратору 7 подключен охлаждающий или буферный агрегат 4 для крупной фракции губчатого железа. В этот агрегат 4 вдувают через нижнее впускное отверстие 23 или через верхнее впускное отверстие 24 охлаждающий газ. Вдуваемый в охлаждающий или буферный агрегат охлаждающий газ направляется вверх в воздушный сепаратор 7, причем ои наталкивается на движущиеся навстречу ему через трубопровод 22 частицы губчатого железа. Скорость потока охлаждающего газа в воздушном сепараторе 7 устанавливают посредством дросселя 14. Эту скорость можно изменять.Выходящий через отверстие 15 газ содержит часть частиц кокса и губчатого железа, внесенных через трубо-, провод 22 в воздушный сепаратор 7, т.е, тонкую фракцию. Максимальная величина частиц тонкой фракции определяется при этом скоростью потока охлаждающего газа.Часть охлаждающего газа из воздушного сепаратора 7 отводят через трубопровод 18, производят грубую очистку в циклоне 6, промывают в скруббере 12, охлаждают, сжимают компрессором 9 и вновь используют в качестве охлаждающего газа. Оставшееся количество охлаждающего газа добавляют к восстановительному газу иэ плавильного газификатора 1 с целью установления необходимой температуры для шахтной печи 2. Такое же количество можно получить также от газа, проходящего через циклон 5. Для этого позади выпускного отверстия 27 для газа предусмотрен отводящий трубопровод 28, через который .отводят часть восстановительного газа, выходящего из циклона 5. Этот гаэ подвергают промывке, сжимают и после этого вдувают в качестве охлаждающего газа в .агрегат 4, Регулирование отдельных количеств осуществляют при помощи регулирующей аппаратуры 16 и 17.В случае обработки колошникового газа при помощи циклона 3, компрессора 8 и скруббера 10 можно регулировать количество охлаждающего газа, оТведенного через трубопровод 18 из циркуляции, посредством колошникового10 газа с помощью регулирующей аппаратуры 30.Смесь восстановительного и охлаждающего газов направляют в циклон 5Частицы твердых веществ циклона 5 и 6 вдувают затем при помощи одной или нескольких горелок 13 для пыле- видного топлива в плавильный газификатор 1 над псевдоожиженным слоем преимущественно сжатым колошниковым газом, который одновременно выполняет функцию транспортирующего газа для твердых веществ. Одновременно с этими частицами твердых веществ через 15 горелки 13 вдувают кислород.Освобожденный от твердых веществ восстановительный газ направляют от выпускного отверстия 27 циклона 5 к впускному отверстию 20 для газа шахт ной печи 2,Количество угля, необходимое для образования и поддерживания псевдоожиженного . слоя угля в плавильном .газификаторе 1, имеют на него непо средственно через трубопровод 29.Тонкую фракцию губчатого железа вводят в плавильный газификатор 1 не сверху, а через боковое впускное отверстие горелки 13 на высоте псевдо ожиженного угольного слоя и поэтому можно осаждать значительное количество тонкозернистых частиц, вновь вынесенных образовавшимся в плавильном газификаторе 1 газом. Плавильный газификатор 1 содержит в нижней зоне отверстия для выпуска жидкого чугуна и шлака (не показаны), Газ, образо.-т вавшийся в плавильном газификаторе 1 газификацией угля с кислородсодержа щим газом, состоит в основном из окиси углерода (СО) и, смотря по обстоятельствам Н.Освобожденная от тонкой фракции губчатого железа крупная фракция по падает в противотоке по отношению к потоку охлаждающего газа из воздушного сепаратора 7 в охлаждающий или буферный агрегат 4, В этом агрегате 4 частицы губчатого железа крупной50 фракции, размер которых преимущественно превышает 5 мм, собирают и удаляют в горячем или охлажденном состоянии, Если крупную фракцию перед удалением необходимо охлаждать, то в этом случае через нижнее впускное отверстие 23 в агрегат 4 вдувают охлаждающий газ, который происходит через крупную фракцию и охлаждает ее. Если же необходимо крупную фракцию удалять в горячем состоянии, то тоГда производят вдувание охлаждающего газа через верхнее впускное отверстие 24Это отверстие находится выше собирающихся в агрегате 4 частиц губчатого железа и поэтому на их температуру охлаждающий газ не оказывает какого- либо существенного влияния. Его можно в этом случае предварительно нагревать,Изобретение позволяет существенно повысить эффективность процесса.Формула изобретения1. Способ получения частиц губчатого железа и жидкого чугуна из кусковой руды, включающий прямое восстановление руды до губчатого:иелеза в шахтной печи смесью горячего восстановительного газа, выходящего из плавильного газификатора, и охлаждающего газа, полученного при рециркуляции очищенного охлажденного колошникового газа шахтной печи, разделение разгружаемых частиц губчатого железа на мелкую и крупную фракции, подачу мелкой фракции угля и кислородсодержащего, газа в плавильный газификатор для плавления и получения восстановительного газа, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения эффективности процесса, более простой и точной классификации, разделение разгружаемых частиц губчатого железа на мелкую и крупную фракции осуществляют регулированием встречного потока охлаждающего газа в воздушном сепараторе, при этом поток с мелкой фракцией разделяют на две части и направляют в параллельно установленные циклоны грубой и тонкой очистки, причем первую часть потока после циклона грубой очистки промывают, охлаждают, сжимают и направляют в воздушный сепаратор в качестве охлаждающего газа, а вторую часть потока смешивают с восстановительным газом, по лученным в газификаторе, и после циклона тонкой очистки направляют в шахтную печь, а фракции, осажденные в циклонах тонкой и грубой очистки, вдувают в газификатор.2, Способ по п,1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, крупную фракцию губчатого железа из сепаратора выгружают через дополнительную емкость.3. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что крупную фракциюгубчатого железа после сепаратора выгружают в дополнительную емкость,а затем в горячем состоянии подаютнабрикетирование или уплотнение.4. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что скорость газа,подаваемого в сепаратор для выделения мелкой фракции губчатого железа,задают равной скорости выделения час-,.тиц размером до 5 мм.5, Способ по пп.1-4, о т л и ч ае щ и й с я тем, что перед подачей 15в сепаратор охлаждающий газ применяютдля охлаждения крупной фракции губчатого железа.6. Способ по пи 1-5, о т л и ч аю щ и й с я тем, что часть полученного восстановительного газа, промыва- .ют в скруббере,сжимают и используютдля охлаждения крупной фракции губ-,чатого железа,7. Способ по пп.1"6, о т л и ч аю щ и й с я тем, что скорость газа при разделении частиц в сепараторе устанавливают регулированием количества охлаждающего газа, подаваемого в дополнительную емкость, или регулирующей аппаратурой типа дроссельной заслонки.8. Способ по пп.1-7, в т л и ч аю щ и й с я тем, что отделенную в35 циклонах пыль из восстановительного газа и мелкую фракцию губчатого железа вдувают в плавильный газификатор с помощью колошникового или охлаждающего газа по меньшей мере через одну горелку.9, Способ по пп.1-8, о т л и ч аю щ и й с я тем, что по меньшей мере часть колошникового газа, после промывки и охлаждения в скруббере сжимают и вдувают в плавильный гази. - фикатор.10. Устройство для получения частиц губчатого железа и жидкого чугуна из кусковой руды, содержащее шахтную печь прямого восстановления с узлами загрузки, выгрузки и подачи горячего восстановительного газа из расположенного ниже плавильного газификатора, разделитель восстановленного губчатого железа на.две фракции, систему рециркуляции газа с узлами очистки, охлаждения, сжатия и подачи рециркулируемого газа, о т л и ч.а ю - щ е е с я тем, что, с целью повьппения эффективности работы устройства, упрощения его и точности классификации частиц, разделитель частиц на две фракции выполнен в виде воздушного сепаратора с верхним отверстием для выхода потока мелкой фракции и соединен с параллельно установленными циклонами грубой и тонкой очистки и с нижним отверстием для вывода крупной фракции, а также с промежуточной емкостью.,Дидык Производственно-издательский комбинат Патенатент , г. Ужгород, ул. Гагарина,10 каз 1916/59НИИПИ Государс Тираж 530 нного комитета по изо 3035, Москва, Ж, Р Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССская наб., д. 4/5