Установка для прямого восстановления железа

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оп 6 1) Дополнительный к нате(22) Зая 31) арственный коми СССР делам изобретен и открытийОпубликовано 25,07,79, Бюллетень )6 2 , Дата опубликовании описания 25077 ИностранцыМасаюки Хатториучи и Дэихеи Еда(Япония) атору Миясита,ан ак Иностранная фирмаппон Стил Корпорейшн " (Япония)(5 МОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯА АНОВКА еза,Изобретени ется прямого газовосстановлени за при высокой температуре.Известны способы восстановления железа, в которых гранулированная двуокись железа загружается сверху вертикальной печи. Восстановительный газ, находящийся при определенной температуре, подается в вертикальную печь снизу и вступает в контакт с потоком двуокиси железа, поступающим сверху. В результате процесса восстановления получают восстановленное железо, которое выгружается из нижней части печи и поступает, например, в охлаждающие приемники. После охлаждения, восстановленное железо используется в качестве сырья при производстве стали 111.20Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка для прямого восстановления железа, содержащая шахтную печь, загрузочное и разгрузочное устройства с последовательно расположенными под ними герметиэированными камерами с клапанами и газо- отводами для подачи. газа для пассивации восстановленного металла, газогенератор, соединенный с нижней частью печи и газорециркуляционную сисе каса я желе тельногоиво имелонений,2) Авторы изобретения кендэир Мтему, включающую устройства для пыл улавливания и очистки отходящего га компрессор и подогреватель 121,Подаваеьеай в печь восстановительный гаэ, выводится в верхней части печи после того, как он был использован при газовом восстановлении двуокиси железа во время прохождения через печь, Отведенный наружу таким образом отходящий гаэ очищается в рециркуляционной газовой системе для удаления иэ него частиц воды и дву" окиси углерода, или некоторая часть двуокиси углерода может присутствовать, и к очищенному таким образом газу подается новое топливо с тем, чтобы провести его денатурацию. Денатурированный таким образом газ подается в вертикальную печь для газового восстановления двуокиси железа или же используется в качестве теплоносителя в рециркуляционной системе, или он охлаждается другой средой для получения восстановительного газа с низкой температурой для прямого восстановления железа в вертикальной печи.При получении восстановигаза желательно, чтобы топлнебольшое количество загряз5 10 15 20 25 30 50 особенно серы. Однако ввиду того.что производство такого высококачественного топлива небольшое по своемуколичеству и дорогостоящее, приходится использовать топливо с большимсодержанием серы.Если восстановительный газ получаЬт из топлива, содержащего серу, такого как тяжелое топливо, имеющего0,2 серы, и восстановлении двуокисижелеза, то содержание серы в восстановленном железе достигает 0,05-0,1 Ъ,чем значительно ухудшается качествовосстановленного железа, и последующие процессы становятся очень слокными и трудными.Цель изобретения - возможностькорректировки компонентов полученного продукта.Для этого установка дополнительноснабжена последовательно установленными устройствами пылеулавливания иочистки отходящего иэ печи газа,компрессором и подогревателем, выходкоторого соединен с выходом газогенератора и через клапана с нижней частью герметиэированной камеры и газопроводом отходящего из печи газа,причем верхняя часть герметизировакной камеры также присоединена к этому газопроводу через клапан.На фиг, 1 дана схема общей циркуляционной системы по предлагаемомуизобретению на 4 иг. 2 - схема подачи регенерированного восстановительного газа в приемники для корректировки компонентов.1 азогенераторная печь 1 облицована изнутри огнеупорным материалом.У печи 1 имеются горелки 2, на которце подается тяжелое масло, кислородили воздух ( и водяной пар) и томуподобное для того, чтобы происходилочастичное окисление, генерируя восстановительный газ высокой температуры. Высокотемпературный восстановительный газ через трубку 3 смешивается с регенерировакным восстановительным газом и поступает в вертикальнуюпечь 4 с тем, чтобы можно было контролировать температуру смеси (в пределах 700-1100 С). Смесь подаетсяв нижнюю часть области восстановленияв вертикальной печи 4,Койтроль температуры высокотемпературного восстановительного газапроисходит при смешивании его с регенерированным восстановительным газомпри заранее определенной температуре,который подводится иэ гаэорециркуля"ционной системы (см.фиг.1), или присмешивании высокотемпературного восстановительного газа с восстановитальным газом, поступающим из отдельного источника. Сверху вертикальнойпечи 4 предусмотрена труба (трубопровод) 5 для циркуляции отходящего газа, выходящего через верх печи 4.устройство б для охлаждения - промывки, компрессор 7, абсорбирующее уст.ройство 8 и подогреватель 9 находятся ка трубопроводе Б для обеспечения работы газорециркуляционной системы, Устройство б для охлаждения - промывки образовано теплообменником 10,пылесборником 11 для сбора относительно больших частиц пыли и оросителем12 для сбора более мелких частиц пыли. Компрессор 7 в состоянии повыситьдавление отходящего газа до необхо димого для регенерации для продувкиего через газорециркуляционную систему при стабильных условиях, Абсорбирующее устройство включает в себяпоглотителькую башню 13 и регенеративную башню 14. Поглотителькая башня разбрызгивает основное вещество,такое как моноэтаноламин, для соединения с газом, который был подвергнут охлаждению - промывке при своемвстречном движении с тем, чтобы поглощать кислые газы, такие как СО,НБ и тому подобные, в то время какв регекеративной башне происходитрегенерация моноэтаколамина, Подогреватель 9 может подогревать регенерироваккый восстановительный газ дотакой температуры, которая необходима для соответствующего назначения,Подогреватель 9 включает в себя рядподогреваюших узлов, примыкающихдруг к другу, Температура подогреварегенерируемого восстановительного газа соответствующими узлами обогрева контролируется изменением подачи наних горючего вещества. Температураподогреваемого регекерированного восстановительного газа варьируется взависимости от цели использования.Если, например, необходимо поддерживать температуру газовой смеси дляподачи в вертикальную печь при егосмешивании с высокотемпературнымвосстановительным газом, то подогреваемый регенерированкый гаэ подогревается до меньшей температуры, чемтемпература восстановительного газа700-1100 С, который должен подаваться в печь. Если газ используется длякорректировки компонентов, то регенерированкый восстановительный газподогревается до температуры, равнойили немного выше температуры атмосферы, потребной для ведения процесса (700"1100 С). Так как регенерированный восстановительный гаэ, проходящий через обогреватель 9, смешивается с высокотемпературным восстановительным газом для того, чтобыего можно было подавать в вертикальную печь 4 или в приемники 15 длякорректировки компонентов, расходрегенерированного восстановительногогаза через соответствующие трубкиконтролируется расходомерами 1 б, которые находятся на вхЬде обогревателя 9 с тем, чтобы получать необходимое количество регенерированного восстановительного газа для соответствующего назначения, 67 б 179Внизу вертикальной печи 4 предус"мотрено раэгружающее устройство 17,например, типа поворотного стола,Обычно это устройство охлаждается,Устройство 17 имеет множество выпускных отверстий. Приемники 15 для корректировки компонентов подсоединенык соответствующим выпускным отверстиям 18 через впускные и выпускныеклапаны 19. Охлаждающиеся приемники20 соединяются с нижними частямисоответствующих приемников 15 для 10корректирования компонентов черезвпускные и выпускные клапаны 21,Впускные и выпускные клапаны 22 предусмотрены в нижних частях соотвествующих приемников 20. Впускные и выпускные клапаны 19,21 и 22 могут пропускать через себя восстановленноежелезо, если они открытые, одновременно поддерживая и удерживая находящееся над ними восстановленное железо, и предотвращают попадание воздухаизвне, когда находятся в закрытомсостоянии. Клапанами могут служитьзадвижки, шаровые клапаны, краны иуплотнительные клапаны (на чертежахне доказаны).Патрубок 23 трубы 5 газоциркуляционной системы соединяется с нижней частью приемников 15 для корректирования компонентов. Труба 24 соединена с одной стороны с серединойпатрубка 23. Подсоединение трубы 5осуществляется на стороне входа вустройство б для охлаждения - промывки. Конец трубы 25 отвода отходного газа, соединенный с приемникамидля корректировки компонентов, соединяется с трубой 24Клапаны 26, 27 и 28 находятся напатрубке 23, трубе 24 и на трубе отвода отходного газа соответственно. 40Клапан 26 закрыт, если подогретыйрегенерированный восстановительныйгаз подается на приемник 15 для кор- ректировки компонентов через патрубок 23, а использованный газ отводит ся через трубы 24 и 25,Если подачу регенерированного восстановительного газа необходимо переключить на другой приемник 15 для корректировки компонентов после завершения процесса в одном из приемников 15, то клапан 26 открывается, а клапаны 28 и 27 закрываются, так что создается поток подогРетого регенерированного восстановительного газа через патрубок 23, переключение осуществляется клапанами 29 и 30 на патрубке 23. Так как клапаны используются для переключения, трубка 31 подогревателя 9 не подвергается боль ф шим нагрузкам. По"тоянно отводимый газ из приемников 15 для корректйровки компонентов или гаэ, отведенный )во время переключения, поступает в трубу 5 через трубу 24. В этом случае 65 давление в труба 5 меняется и перемена давления его оказывает непосредственное влияние на давление в вертикальной печи 4. Для того, чтобы предотвратить колебание давления в вертикальной печи 4, диффузионная трубка32 с клапаном 33 находится между устройством б для охлаждения - промывкии компрессором 7, так что в трубопроводе 5 обеспечивается заранее опрецеленное давление, которое регулируетсяклапаном 33,На фиг. 2 показано другое осуществление изобретения по подаче регенерированного восстановительного газа вприемники 15 для корректировки компонентов. При этом гаэорециркуляционная система в форме. замкнутой магистрали соединяется с приемниками 15цля корректировки компонентов,. Этагаэорециркуляционная система не отличается от системы, приводимой нафиг. 1, и на трубопроводе 5 смонтированы устройства б для охлаждения -промывки, компрессор 7 и абсорбирующее устройство 8. В этом случае нацавление в газоциркуляционной маги:трали гаэоциркуляционной системы ввертикальной печи 4 не оказывается .никакого влияния, чем обеспечиваетсясвободный контроль давления в вертикальной печи 4. Газоциркуляционнаятруба 34 соединяется с охлаждающимиприемниками 20 для циркуляции охлаждающего газа. На трубе 34 устанавливается тенлообменник 35 и компрессор36. Таким образом, осуществляетсяпринудительное охлаждение охлаждающихприемников 20 при циркуляции азотав трубе 34. Если ниэкотемпературныйрегенерированный восстановительныйгаз должен подаваться на охлаждающиеприемники 20, то в трубу 24 попадаетохлажденный отходной гаэ (не показано), и восстановительный гаэ с низкой температурой может проходить через охлаждающие приемники 20. Патрубок 37 газорециркуляционной системысоединен с трубой 3, в которой протекает высокотемпературный восстановительный газ.Регулируемое количество регенерированного восстановительного газа,поступающего при определенной температуре через патрубок 37, смешиваетсяс определенным количеством высокотемпературного восстановительного газа, полученного в газогенераторнойпечи, так что обеспечивается необходимая температура смеси, котораяпоступает в вертикальную печь 4.П р и м е р. Высокотемпературныйвосстановительный газ с температурой1500 фС получается в гаэогенераторнойпечи 1 в количестве 2500 нм/ч. Нолуненный таким обоазом высокотемпературный восстановительный газ смешивается с поступающим иэ отвода гаэорециркуляционной системы 3500 нм/ч рв676179 генерированным восстановительным газом при температуре 650 фС с тем, чтобы можно было регулировать температуру в пределах 900 С и расход6000 нмз/ч смеси восстановительного газа,Регулируемый таким образом восстановительный газ подается в область восстановления вертикальной печи в количестве 6000 нм /ч. Шарики двуокиси железа загружают в вертикальную печь 4 в количестве 100 т/смену, восстановленное железо непрерывно выПоказатели Вертикал печьемники дляректировкимпонентов 4 ч, 900 С ч, 900 я, Ь епень восстановле Содержание серы013 0,одержание углерода Вл новит честв онном ной с со ск ванны ся иэ обретени Формул У Источники внимание при1. Князев металлургия гия, 1972, с2. Акцепт 92208382, кл заявка ФР/02, 1973. ния загр ва с под с кл чи гногоненн реци устр родолжительность и темпеатура ведения процесса. ага из генерированного восстаельного газа отделяется в колие 950 нм э/ч при гаэорегенераципроцессе в гаэорециркуляционистеме, а кислый газ отводится оростью 750 нм /ч. Регенерирой восстановительный газ отводит системы в количестве 800 нмэ/ч тановка для прямого в елеза, содержащая шах зочное и разгрузочное последовательно распо ими герметизированными панами и газоотводами эа для пассивации вос металла, газогенерато й с нижней частью печ куляционную систему, йства для пылеулавлив осстановлетную печь,устройстлож ен нымикамерамидля пода- становленр, соедии, и гаэовключающую ания и счипускают из печи при 900 С в количестве 75 т/смену. При выгрузке восстановленного железа иэ печи температура его понижалась до 750 ОС. Восстановленное железо с температурой750 С сразу не поступает в приемники 5 15 для корректировки компонентов, вто время как регенерированный восстановительный газ с температурой 900 Сподается в приемники 15 в количестве 1500 нм/ч для проведения процес са по корректировке компонентов. Результаты приведены в таблице. стки отходящего газа, компрессор иподогреватель, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью корректировкикомпонентов полученного продукта,она дополнительно снабжена последова тельно установленными устройствамипылеулавливания и очистки отходящегоиз печи газа, компрессором и подогревателем, выход которого соединен свыходом газогенератора и через клапа на с нижней частью герметиэированнойкамеры и газопроводом отходящего изпечи газа, причем верхняя часть герметиэированной камеры также присоединена к этому газопроводу через клапан.45во информации, принятыеэкспертизеВ.Ф, и др. Бескоксоваелеэа. - М Металлур73.рованная Г18 а 13676179Составитель Л.ПанниковаРедактор Л.Гребенникова ТехредЛ.Алферова КоРРектоР Е,ПаппЗаказ 4363/54 Тираж 652 Подписное ЦЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5ю филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная 4.