Способ получения губчатого железа или жидкого чугуна из железной руды и устройство для его осуществления

09 ИИ 51)4 С 21 В 13/О ЫЙ КОМИТЕТ И ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВаюпйвтПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИПАТЕНТУ БРЕТЕН У 31г ГмбХ (РЕ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ЖЕЛЕЗА ИЛИ ЖИДКОГО ЧУГУНА ИЗ ЖЕЛЕЗИОЙ РУДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к металлургии и, в частности, к получениюгубчатого железа или чугуна из железной руды, восстанавливаемой в шахтнойпечи и расплавляемой в плавильном гаэификаторе. Цель изобретения - повышение содержания углерода в губчатомжелезе или жидком чугуне, Горячий3 1503686 4 восстановительный газ, получаемый вплавильном газификаторе 2, расположенном под восстановительной шахтнойпечью 1, охлаждается и подается вшахтную печьчерез впускные отверстия 6, а также через соединенные сплавильным газификатором 2 спускныетрубй 7. Подбирая соответствующим образом сопротивление слоя шихты, стремятся уменьшить количество восстановительного газа, подаваемого черезспускные трубы 7. Оба газовых потокаохлаждаются до такой степени, чтобытемпература их на входе в восстановительную шахтную печь находилась в пределах 650-850 С для подаваемогов донную часть газа и 750-950 С длягаза, подаваемого через циклон, вколлектор 5, Продолжительность вос-,становления в шахтной печи равна1-4 ч. При этом сопротивление слояшихты газу, подаваемому через коллектор 5, соответствует 10-100 мбар, Отношение расстояния между верхним инижним уровнями газоподачи к диаметрушахты в этой части равно 0,5-1,0,Изобретение позволяет увеличить науглероживание губчатого железа, а засчет этого и чугуна. 2 с, и 7 з.п,ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к металлургии, к получению губчатого железа иличугуна из железной руды, восстанавливаемой в шахтной печи и расплавляемойв плавильном газификаторе. 25Цель изобретения - повышение содер.жания углерода в губчатом железе илижидком чугуне,На фиг. 1 показано устройство дляполучения чугуна иэ железной руды с 30плавильным газификатором; на фиг. 2 -устройство для получения губчатогожелеза из железной руды с угольнымгазификатором.Устройство для непосредственногополучения жидкого чугуна из кусковойруды состоит из восстановительнойшахтной печии плавильного газификатора 2, Железная руда вводится вверхнюю часть к шахтной печиЧерез 40загрузочный люк 3, а образующийсяв ней колошниковый газ выводится изверхней части печи через выходноеотверстие 4. Восстановление подаваемой в восстановительную шахтную 45печь 1 железной руды происходит восновном выше уровня кольцевого коллектора 5, на высоте которого вводится через расположенные кольцеобразно по периметру впускные отверсьтия 6 восстановительный газ при 850 С,Восстановительная шахтная печь 1и расположенный под ней плавильныйгазификатор 2 соединены между собойс помощью спускных труб 7. Однимконцом эти спускные трубы 7 оканчиваются в отверстиях в днище восстановительной шахтной печи 1, а другим - в отверстиях в верхней части плавильного газификатора 2, Они служат для перемещения образующегося в результате восстановпения железной руды губчатого железа из восстановительной шахтной печи 1 в плавильный газификатор 2, а также для подачи образующегося в плавильном газификаторе 2 восстановительного газа в нижнюю часть шахтной печи 1, При этом восстановительный газ, находящийся в плавильном газификаторе 2опри температуре около 1000 С, охлаждается до такой степени, чтобы на входе в восстановительную шахтную печь 1 он имел температуру околоо700 С, Охлаждение осуществляется путем добавления к восстановительному газу соответствующего количестваохлаждающего газа, подаваемого в спускные трубы 7 иэ распределительного трубопровода 8 по трубопроводу 9Иэ плавильного газификатора 2, кроме того, по трубопроводу 1 О выводится восстановительный гаэ, к которому добавляется охлаждающий газ, подаваемый по трубопроводу 11 в таком количестве чтобы температура газа после смещения равнялась бы приомерно 850 С. Этот газ очищается в циклоне 12 от частиц пыли и затем вводится в восстановительную шахтную печь 1 на уровне кольцевого коллектора 5. Собирающаяся в циклоне 12 пыль по трубопроводу 13 возвращается в плавильный газификатор 2.Осаждение углерода зависит не только от температуры реакции, но и от количества поступающего в восста1503 686 6бопронодон и создания дополнительнойпотери давления н коллекторе 5,В устройстве, изображенном нафиг. 2, те его части, которые соответствуют частям устройства в соответствии с фиг, 1, обозначены одинаковыми позиционными номерами. Сущестненное различие между обоими устройствами заключается в том, что в устройстве в соответствии с фиг. 2 вместо плавильного гаэификатора имеетсяугольный газификатор 14, в которомизвестным образом иэ угля и кислорода получается необходимый для осуществления процесса в восстанонительной шахтной печи 1 восстановительныйгаз. Так как получаемый газ на выходе из газификатора 14 имеет температуру около 1500 С, то вначале он охлаждается в системе 15 для утилизаоции тепла до 1000 С, после чего разделяется на два потока, При этомодин поток после охлаждения до 850 Спутем смешения с поданаемым по трубопроводу 11 охлаждающим газом и обеспыливания н пылеуланливающем устройстве 16 подается по трубопроводу 10в восстановительную шахтную печь 1на высоте коллектора 5, а второй после охлаждения до 700 С путем смешеония с подаваемым по трубопроводу 9охлаждающим газом подается в нижнюючасть печи. При этом отверстия, через которые губчатое железо выводится из шахтной печи 1, отделены от выходных отверстий н нижней части печи, по которым в нее поступает восстановительньп газ. И н этом случаесечение шахтной печи 1 ниже плоскости коллектора 5 больше, чем н ееверхней части, Науглерожвание губчатого железа в данном устройствепроисходит так же, как и н устройстве н соответстнии с фиг. 1,новительную шахтную печь 1 через спускные трубы 7 восстановительного газа, а также от времени пребывания губчатого железа в потоке этого газа. И его дополнительно можно регулиронать путем выбора соответствующих разМеров части восстановительной шахтной печи 1, расположенной ниже кольцевого коллектора 5. Воэможность ре 1 О гулирования скорости науглерожинания в нижней части шахтной печи 1 заключается в подборе динамических сопротивлений для обоих потоков восстановительного газа. Для максимального увеличения газового потока через спускные трубы 7 можно увеличить потери давления в циклоне 12, а также соотношение между сечением шахтной печи 1 ниже плоскости кольцевого кол лектора 5 и расстоянием между этой плоскостью и впускными отверстиями 6 спускных труб 7 в шахтной печи 1, Соотношение между количествами восстановительного газа, подаваемого через 25 спускные трубы 7 и на .высоте кольцевого коллектора 5, находится в пределах 0,1-0,5, Предпочтительно оно равно 0,3. Величину динамического сопротивления на линии подачи восстанови тельного газа на уровне кольцевого коллектора 5 подбирают так, чтобы оно соответствовало падению давления 1,0-100 мбар.Время пребывания восстановленного железа в пространстве между уровнем35 коллектора 5 и впускными отверстиями 6 спускных труб 7 в днище восстановительной печи составляет 1-,4, предпочтительно 3 ч. Большое время пребына О ния губчатого железа в поднимающемся по спускным трубам 7 потоке восстановительного газа достигается за счет максимально возможного увеличения объема восстановительной шахтной пе 45 чи 1 между уровнем коллектора 5 и плоскостью отверстий в шахтной печи 1, которыми заканчиваются спускные трубы 7. При увеличении сечения шахтной печи ниже уровня коллектора 5 удается 50 увеличить объем шахтной печи 1 н этом месте. Отношение расстояния между уровнем коллектора 5 и впускными от- верстиями 6 спускных труб 7 н днище восстановительной шахтной печи 1 к55 ее диаметру в этом месте находится в пределах 0,5-1. Изменять динамическое сопротивление можно также эа счет соответствующего изменения сечения труВосстановление железной руды проводят при температуре около 850 С, При этой температуре из восстановительного газа может осаждаться лишь небольшое количество углерода, н особенности э тех случаях, когда содержание СО н газе составляет более З . Поэтому способ проводится н две стадии. На первой стадии осуществляется восстановление железной рудыо при температуре около 850 С, после чего проводится науглерожинание полученного, губчатого железа при болеенизкой температуре, предпочтительно при 650-750 С.Способ позволяет регулировать и повышать содержание углерода в полу чаемом губчатом железе и соответственно чугуне1формула изобретения1 О1, Способ получения губчатого железа или жидкого чугуна из железной руды, включающий подачу в шахтную . печь на уровне кольцевого коллектора восстановительного газа с температу рой 750-950 С, смешивание восстановительного газа, отходящего от газогенератора, с охлаждающим газом и подачу его в количестве менее 0,3 количества, подаваемого на уровне коль цевого коллектора в донную часть шахтной печи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения содержания углерода в губчатом железе или жидком чугуне, температуру восстано 25 вительного газа, подаваемого в доннуюо часть, устанавливают 650-850 С.2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что продолжительность выдержки восстановленного железа в ЗО зоне между уровнем кольцевого коллектора и донной частью печи устанавливают в пределах 1-4 ч, предпочтительно 3 ч.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и - З 5 ч а ю щ и й с я тем, что восстановительный газ из плавильного газификатора после смешивания с охлаждающим газом подают через циклон на уровне кольцевого коллектора, 404. Способ по пп. 1-3, о т л и ч а- Ю щ и й с я тем, что к железной руде примешивают известняк и/или доло - мит.5, Способ по пп. 1-4, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что динамическое сопротивление восстановительного газа, подаваемого на уровне кольцевого трубопровода, соответствует величине падения давления 10-100 мбар.6. Устройство для получения губчатого железа или жидкого чугуна иэ железной руды, содержащее шахтную печь с расположенным ниже плавильным газификатором, который одним трубопроводом соединен с донной частью печи, а другим трубопроводом через циклон " с газовводами от кольцевого коллектора, сборный коллектор охлаждающего газа, соединенный с трубопроводами подачи газа в шахтную печь, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения содержания углерода в губчатом железе или жидком чугуне, шахтная печь ниже уровня кольцевого коллектора выполнена большего сечения.7, Устройство по и. 6 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отношение расстояния между верхним и нижним уровнями гаэоподачи к диаметру шахты в этой части равно 0,5-1,0.8. Устройство по пп. 6 и 7, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в качестве газификатора установлен угольный газификатор. 9. Устройство по пп. 6-8, о т л ич а ю щ е е с я тем, что трубопровод подачи восстановительного газа иэ плавильного газификатора на уровне кольцевого коллектора соединен перед циклоном с трубопроводом, подводящим охлаждающий газ.3503686 епеле актор И.Горная Корректор М,Шароши Подписи НТ ССС ения Производственно-издательский комбинат "Патент", г,. Ужгород, ул. Гагарина аказ 5088/59НИИПИ Государс оставительехред М.Дид Тираж 530 енного комитета п 13035, Москва, Жизоб Ра