Устройство для получения чугуна из железосодержащей шихты “бас-домна

(21) 4261860/ (22) 15.06,87 (46) 30,07.90 (71) Караганд юл, М ие Го тного ское отдел по металлурво ССС 19801.ЕНИЯ ЧУГУНА "БАС-ДОМНА".я к черной ения - обрад и упрощеУстройствоКольцевой симметричной альных и подогрева,черной ме- получех руд талл ениед и у посольныи н чугунаодержит ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ1 О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ дарственного союзного проинститута по проектировангических заводов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУИЗ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕЙ ШИХТЫ(57) Изобретение относитсметаллургии, Цель изобретботка плохоспекающихся руние управления процессом,работает следующим образоькожух снабжен изнутри осезамкнутой системой вертикрадиально вытянутых камер Изобретение относится к ургии, к устройствам для ния чугуна из железосодержащи Цель изобретения - обеспеч обработки плохоспекающихся ру рощение управления процессом.На фиг,1 изображена схема и устройство, общий вид; прод разрез; на фиг.2 - сечение Афиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б фиг. 1,Устройство для получения из железосодержащей шихты спо которым проходят горячие газы и через простенки которых гоцогревается просыпающаяся между простенками рудо-, флюсоугольная шихта. Температура подогрева восстанавливаемой углем шихтыо750-850 С. Затем восстановленная шихта через переточные патрубки, снабженные гаэоструйными аппаратами, подается в плавильный газификатор. Газы от плавления шихты через центральное отверстие поступают в расширительную камеру, а затем в смесительную, где подаваемым воздухом охлаждаются до температур восстановления, а затем через систему подающих трубопроводов распределяются по отопительным камерам и через дымовой круговой коллектор отводятся из установки. Установка позволяет получать чугун иэ бедных плохоспекающихся руд, упростить процесс их восстановления, эффективно утилизируя химическую и тепловую энергии топлива. 1 з,п. ф-лы, 3 ил,выплавной газификатор 1, над которым на стальной опорной конструкции (не показана) расположен кольцевой реактор 2 и газификации угля и прямого восстановления железа.Выплавной газификатор 1, расположенный под кольцевым кожухом восстановительного реактора 2, оборудован воздушными фурмами 3, горячее кислородсодержащее дутье в которые подается от воздухонагревателей через кольцевой воздухопровод 4, Над фурменной зоной равномерно по периметру печиразмещены загрузочные перетоки 5, каждый из которых оборудован газо- струйным аппаратом б с подводом 7 дымового газа, подводом 8 воздуха от воздуходувки и подводом 9 энергоносителя - сжатого воздуха (компримиро" .ванного газа).Кольцевой реактор 2 состоит из радиальных, чередующихся между собой, восстановительных камер 10 и отопительных простенков 11. Все восстановительные камеры открыты вверху и внизу, объединены вверху загрузочным Кольцевым коллектором 12, а внизу - сборником 13, сообщающимся через перетоки 5 с выплавным гаэификатором 1, Каждая камера 10 имеет выводы 14 газа на разных уровнях, Выводы 14 оборудованы клапанами-регуляторами 15 и врезаются в коллектора 16, объединенные транспортным газопроводом 17.Отопительные простенки 11 содержат газоходы 18 и изолированы от камер 10. Каждый простенок .11 снабжен в нижней части боковым газопроходом 19, а вверху боковым выводом 20 газа, врезанным в коллектор 21 дымового газа. Внизу каждыйпростенок содержит сборник 22 золы, соединенный через выпуск 23 с коллектором 24 золы,По оси в центре кольцевого кожуха реактор 1 содержит две камеры. Верхйяя камера 25 - смесительная соединена со всеми оптопительными .простенками 11 газопроходами 19, Нижняя камера 26 - дожигания соединена вверху со смесительной камерой 25 газо- проходом 27, а внизу гаэопроходом 28 - с выплавным газификатором 1.Вверху смесительная камера 25 содержит ввод 29 холодного воздуха от воздуходувки который оборудован запорной и регулирующей арматурой.Устройство оборудовано, например, газоструйным загрузочным устройством 30, доменной печи В,Г.Бардышева, которое обеспечивает автоматическое поддержание в загрузочном коллекторе 12 заданного уровня шихты, поступающей в загрузочное устройство, например пневмотранспортом по трубопроводу 31, и предотвращает выход газов из реактора 2 в атмосферу.Устройство работает следующим образом.Подготовленная сбалансированная смесь измельченных железосодержащих материалов (руда, концентраты, агломерат, окалина, шламы и т.п.), Флюсови неспекающихся лей пневмотранспортом по трубопроводу 31 подается взагрузочное устройство 30, непрерывнораспределяющее шихту в кольцевом загрузочном коллекторе 12. Из коллекто- .ра шихта за счет собственной сыпучести заполняет восстановительные камеры10 и под собственным весом уплотняется в них, В камерах 10 шихта нагревается без доступа воздуха до 750-850 С.В этих условиях соответствующее количеству кислорода в окислах количествоугля, находящегося в составе шихты,газифицируется, Продукты газификацииугля - окись углерода, водород, углерод взаимодействуют с окисленнымиматериалами, находящимися в непосредственном контакте с ними, восстанавливают их, при этом идет, в основном,процесс прямого восстановления с расходом части твердого углерода.Выделяющиеся восстановительные га 5 зы выходят из камер 10 через выпуски14, Проходное сечение выпусков можетизменяться клапанами-регуляторами 15,Посредством, организации выхода газовчерез верхние или нижние выпуски 14,установления требуемого проходногосечения выпусков изменяется давление,направление и интенсивность потоковвосстановительных газов внутри камер10. Далее газ из выпусков 14 черезколлекторы 16 и газопровод 17 транспортируется в цех переработки либовдувается в качестве топлива в гаэификатор.Восстановленные в восстановитель 40 ных каме рах 1 0 . При умеренных температурах материалы в виде сыпучей смесигубчатого железа и углеродного остатка газификации угля по мере выгоранияуглерода и проплавления шихты в вып 45 лавном газификаторе 1 пересыпаются .из камер 10 в сборники 13 и из нихчерез перетоки 5 под собственным весом или под действием регулируемогопотока дымовых газов, либо компримированного воздуха, либо их смеси,подаваемых газоструйными аппаратамиб, загружаются в выплавной гаэификатор 1,В газификаторе 1 из поступаемыхиз реактора 2 материалов и вдуваемогочерез фурмы 3 кислорддсодержащегогаза, например кислорода и воздуха,образуется углеродный псевдоожиженныйслой.5 158Горновой газ и выносимая им эола,- поднимаясь в зону загрузки шихты, охлаждаются под действием более холодного материала и с температуройе1200-1400 С, проходя свободную от шихты зону успокоения в газификаторе 1, пропорционально сопротивлению газовых трактов распределяются по двум потоком, При неработающих газоструйных аппаратах незначительная часть газов может проникать через измельченную шихту по перетокам 5 и сборнику 13 в восстановительные камеры 10, где смешивается с продуктами газификации угля и разложения плавильных материалов и выполнят роль восстановителя, Значительно большая часть газов, загрязненных выносами и золой, из газификатора 1 через газопроход 28 попадает в камеру 26, где частично теряет скорость, и часть наиболее тяжелых выносов шихты выпадает из газа на наклонные стенки камеры 26 и под собственным весом черезгазопроход 28 возвращается в газификатор 1. Запыленные наиболее легкимикомпонентами шихты, углеродом и золойгорновые газы через газопроход 27 попадают снизу в смесительную камеру25, куда навстречу им, сверху, черезоввод 29 подается "холодный" (200 С)воздух от воздуходувки, В условияхдостаточной для воспламенения температуры и избыточного количества воздуха газ в смесительной камере тормозится, перемешивается с воздухом и дожигается, при этом сгорает и содержащийся в нем твердый углерод, Избыток воздуха при дожигании устанавливается иэ условия обеспечения конечной температуры продуктов горения газа 1000-1100 С и необходимой для обеспечения заданного температурного режима в восстановительных камерах 10, Далее, уже в виде дымовых газов, из камеры 25 поток распределяется равномерно через газопроходы 19 по отопительным простенкам 11. Поскольку суммарное проходное сечение гаэоходов 18. в отопительных простенках 11 значительно больше суммарного сечения газопроходов 19, то дымовые газы продолжают расширяться далее, теряя скорость, чем создаются условия для выпадания золы и шихтовой пыли.Пыль и зола, выпавшие в смесительной камере 25 за счет уклона в сто. рону гаэопроходов 19, а также выпав 1748 6шие в отопительных простенках 11,концентрируются в сборниках 22, черезвыпуски 23 выдаются вместе с частьюдымовых газов в коллектор 24 и засчет энергии дымовых газов и, например, пневмосистемы (не показана)транспортируются к газоочистке.В случае, когда в предлагаемомспособе используют ниэкозольные углин в золосборниках 22 выносы железосодержащих материалов составляют большую часть, эолосборники 22 отопительных простенков 1 сопрягают непосредственно со сборником 13, аналогичносопряжению восстановительных камер10 со сборником 13, и все выпавшиев золосборник 22 выносы вместе сосходящими в сборник 13 из восстанови тельных камер 10 материалами черезперетоки 5 возвращают в выплавнойгазификатор 1.Дымовые газы, проходя снизу вверхгазоходы 18, отдают большую часть 25 тепла простенкам 11 и через них на гревают шихту в камерах 10, Охлажденоные до температуры 300 С дымовыегазы через выпуски 20 и коллектор 21транспортируются к котлу-утилизатору,к газоочистке и могут быть далееутилизированы на установках полученияэлектроэнергии.Согласно техническому решению йсключается необходимость как обеспечивающей газопроницаемость подготовки 35шихтовых материалов, так и подготовки восстановительных газов, достигается технологически необходимая возможность использования наиболее дешевого 40топлива - неспекающихся углей и неокускованных - измельченных и пылевидных металлсодержащих материалови флюсов непосредственно в доменнойплавке.45 В устройстве эффективно используются горновые газы, образующиеся вгазификаторе 1, за счет их дожиганияв смесительной камере 25 в воздушнойсреде до углекислого газа, а такжепоследующего максимально возможногоиспользования их теплосодержания вотопительных простенках 11, а затемв утилизационных установках.В данном устройстве обеспечиваетсянаиболее полное использование твердо"го углерода и плавильных материаловза счет их улавливания и возвращенияв процесс в камере 26, сжигания углерода в смесительной камере 25, кон 1581748центрации в сборнике 22 и удаленияс золой к газоочистке, где обогащенные за счет отделения золы выносывновь вводятся в состав шихты (непоказано). Обеспечивается также либоподача для дальнейшей переработки использованных восстановительных газов,образующихся в результате газификацииуглей в камерах 10 и содержащих в. своем составе ценные химические вещества, либо их использование как топлива в самом устройстве.Кроме того, применение газоструйнрго загрузочного устройства 30 игазоструйных аппаратов 6, которыеобладают высоким коэффициентом инжекции (16-20) и которые в качествеэнергоносителя, исходя,из условийих функционирования могут использовать сжатый воздух, пар или компримированный газ с рабочим давлением4-5 ати, а в качестве инжектируемогопотока - запыленный газ с параметрами, равными или близкими к параметрам смешанного потока газоструйногоагрегата, обеспечивает экономиюэнергоресурсов и высокую надежностьи работоспособность наиболее ответственных узлов,Формула изобретения1, Устройство для получения чугуна из железосодержащей шихты "БАС домна", содержащее выплавной газификатор, расположенный над ним шахтный восстановительный реактор,: имеющий узел выгрузки восстановленной шихты,соединенный с газификатором трубопроводами, и боковые патрубки газовводов5в средней части реактор для продук- .тов газификации, узел загрузки шихты,газоотвод дымовых газов и воздушныйкомпрессор, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью обеспечения обработки трудноспекающихся руд и упрощения управления процессом, восстановительный реактор выполнен в виде кольцевого кожуха, в котором размещенаосесимметрично система чередующихсярадиально расположенных отопительныхи восстановительных камер, центральная часть кольца над выходным отверстием газификатора снабжена камеройдожигания и связанной с ней камеройсмешения, которая через газоходы связана с каждой отопительной камерой,при этом отопительные камеры системойгазоходов связаны между собой, а газовыводы восстановительных камер25 снабжены регулировочными клапанамии расположены по высоте не менеечем в один ярус,2. Устройство по и, 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что трубопро 30 воды, соединяющие узел выгрузки восстановленной шихты с газификатором,выполнены в виде трубчатых перетоковс наклонным участком и снабжены газоструйными аппаратами, которые консольно закреплены на наклонной частиперетоков и соединены через трубопроводы с газоотводом дымовых газови воздушным компрессором.15817486Составитель А.Савельев Редактор Т.Лазоренко Техред М,Ходанич Корректор С.йев Заказ 2067 Тираж 497 Подписноегь ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101