Шахтная печь для прямого восстановления окислов железа

85341 юз ФеветскихиалистичеакихРеспублик ЕТЕ И АТЕНТУ) Заявлено 31,12.76 (21) 2442 32) 02.01.7 риорите осударственный комит СССР а делам изобретений(43) Опубликовано 30.03.79. Бюл (45) Дата опубликования описан и открыт 2) Авторы изобретен Иностранец Лутер Гленн Хендриксон(США) Иностранная фирма нджинирз Энд Консалтантс, Инк(71) Заявител Ю ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛ ОКИСЛОВ ЖЕЛЕЗА2 грузочный 2их друг в ение относится к области металлургии.Известны способы прямого восстановления окислов железа в шахтных печах с использованием восстановительного газа и устройствами для загрузки и выгрузки материала, а также для подвода и отвода газов 11,Наиболее близким по техническому решению к предложенной является шахтная печь для восстановления окислов железа, включающая средства для подачи окислов на верх печи, средства для удаления окатышей снизу шахтной печи, выполненные с сужением книзу устройства для подачи восстановительного газа сквозь столб окислов железа и их охлаждение, средства для сбора выходящего в верхней части печи газа и разгрузочное устройство 21.Однако по сечению и окружности такой печи недостаточно эффективно и равномерно распределяется газ.Целью изобретения является регулирование газа по окружности печи.Это достигается тем, что разузел выполнен в виде входящдруга усеченных конусов и снабжен кольцевыми плитами с отверстиями, перекрывающими пространство между стенками смежных конусов и образующими с ними разделенныи перегородками на отсеки коллектор для подачи охлаждающего газа.На фиг. 1 изображена предлагаемая шахтная печь, вертикальный разрез; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг.3 - сечение Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - увеличенное сечение донной части шахтной печи; на фиг. 5 - вариант выполнения донной части печи; на фиг. 6 - газовод, примененный в шахтной печи.Шахтная печь 1, содержащая вертикально расположенный цилиндрический стальной кожух 2, образующий камеру 3, внутренняя поверхность которого футерована огнеупорным материалом 4. Сверху камера 3 печи закрыта футерованной крышкой 5, в которой установлены трубы 6, служащие для загрузки в печную камеру руды для восстановления.Камера 3 печи разделена на две вертикально расположенные друг над другом зоны 7 и 8 восстановления и охлаждения. На стыке этих зон установлено множество фурм 9 для ввода восстановительного газа, которые размещены по окружности стенки печи. Восстановительный газ с температурой 1600 Р (871,11 С) или более подается к наклоненным книзу фурмам 9 от кольцевого коллектора 10, который окружен кожухом 2 и присоединен к источнику газа га3зопроводом 11. Отработанный восстановитсльный газ покидает камеру 3 через газоотводящис трубопроводы 12, расположенные вблизи верха камеры.Обработанная руда выгружается из нижней части камеры 3 через разгрузочный канал 13, который расположен коаксиально относительно стенки кожуха, но имеет диаметр значительно меньше диаметра последнего. Разгрузочный канал 13 прикреплен к нижнему концу кожуха 2 посредством сходящейся книзу переходной секции 14, которая выполнена из нескольких телескопических усеченных конусов 15. Верхний из конусов 15 имеет кольцевые фланцы 16, служащие для присоединения к днищу кожуха 2, а нижний конус соединен с каналом 1 з. Поверхности соответствующих конусов наклонены под углом более 65, предпочтительно около 70, относительно горизонтали с тем, чтобы способствовать продвижению вниз твердых частиц через камеру печи.Концы 15 соединены между собой посредством аксиально расположенных круговых плит 17 и 18, которые размещены перпендикулярно между соседним конусами и образуют с ними аксиально расположенные коллекторы для подачи холодного восстановительного газа. Плиты 17 имеют множество размещенных по кругу отверстий 19, которые служат для газового сообщения между соответствующими коллекторами и внутренней частью переходной секции. С другой стороны, на плитах 18 смонтированы газоподающие трубопроводы 20, которые соединяют коллекторы с источником холодного восстановительного газа. Соответствующие трубопроводы 20 снабжены распределительными кранами 21, служащими для управления потоком восстановительного газа, подаваемого в различные зоны псчи.В случае необходимости регулирования подачи холодного восстановительного газа по окружности относительно камеры 3 печи коллекторы 22, как показано на фиг. 5, могут быть разделены плитами 23 на отдельные отсеки, в которых выполнены одно или более отверстий 19, при этом каждый отсек обслуживается одним питающим трубопроводом 20. Каждый из питающих трубопроводов 20 снабжен краном 21 для независимого управления газовым потоком, подаваемым в различные отсеки.В описываемой конструкции шахтной печи в зонах камеры 3, которые более всего подвергаются забиванию вследствие спекания обрабатываемых частиц руды, размещены разбиватели 24 комков известной конструкции. Эти зоны располагаются в охладительной зоне 8 немного выше входа в переходную секцию 14 и внутри переходной секции немного выше входа в разгрузочный канал 13. В первой зоне разбиватели 24 комков расположены копланарно друг к другу по ширине печной камеры 3, а во 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бО 65 второй зоне разбиватели 24 комков расположены своими осями по треугольнику. В обеих зонах впускные газоводы 25 и для холодного газа, питаемые по трубопроводам с регуляторами потока, размещены под соответствующими разбивателями 24 комков и одинаковы с ними по длине для обеспечения тесного и равномерного контакта охладительного газа с твердыми частицами. Каждый из газоводов 25, как показано на фиг, 6, выполнен в виде продолговатой, прямоугольного сечения вставки 26, которая открыта сверху, и верхней плиты 27, равной по длине вставке 26. Верхпяя плита 27 расположена по вертикали над верхними боковыми кромками вставки, образуя продольную щель 28, через которую восстановительный газ подается в печную камеру. Внутри газовода по его длине размещены псрегородки 29 для разделения последнего на отдельные отсеки 30.В изобретении предусмотрена установка средства для подачи холодного восстановительного газа таким образом, что газ может подаваться с регулированием в различные расположенные в поперечном сечении зоны печной камеры, тем самым обеспечивая более равномерное распределение газа по поперечному сечению газовой камеры. Так, поперечное сечение внутренней части печи разделено, как показано пунктиром на фиг, 2 и 3, на проходящие по кругу радиальные концентрические зоны, обозначенные на обоих видах, как зоны 31, 32, и 33, которые проходят через зону 8 охлаждения печи. Внутренняя зона питается в нижней части печи холодным восстановительным газом, идущим от газоводов 25. Промежуточная зона 32 питается газом, идущим из отверстий 19, которые сообщаются с нижним коллектором 22, расположенным в переходной секции 14, и наружная зона 33 питается из отверстий 19, выполненных в верхнем коллекторе 22, В области верхних разбивателей 24 комков соответствующие зоны 31, 32 и 33 питаются холодным восстановительным газом из тех отсеков, которые обозначены соответственно индексами В, Г и Д на фиг. 2 (газопитающие трубопроводы 20 и соответственно краны 21 на фиг. 2 и 3 не показаны).Предлагаемая шахтная печь работает следующим образом.В верхнюю часть шахтной печи 1 через впускные трубы 6 подается руда, предпочтительно в виде окатышей, чтобы заполнить камеру 3. В камеру 3 через фурмы 9 подается горячий восстановительный газ, имеющий температуру от 1400 до 1750 Р (760 - 955 С) и богатый водородом и одно- окисью углерода, проходит кверху через руду в нагревательной и восстановительной зоне 7 и выходит из камеры через газоотводящий трубопровод 12. По мере прохождения газов через руду они разогревают материал до степени, необходимой для осуществления восстановления окиси. Вследствие того, что поч действием силы тяжести мэтгпиэл опускается в камере 3 вниз к рдзгггзо 1 тгтою канал 13, частицы его и газ тстлт ттдвстГтсчт друг доугу, что являстсл тгпэ тцс тслдтсльттьт.,г с точки зрения тггтмодттттэмтгтт тт стт;гичсскотт реактивности длл попъ т тттттт ттдттвттстцей эффективности ппоцсссд восстэнов псттил. Одновременно с вп,;стго т горячего восстаттовительного газа по тпбопповоу 20 подастся в регулируемых коптит "ствах хочодньцт восстановите.ттлт т "т гэз. тт.тстоттттттт температур ру порядткд 701 ОГ г 1,11- 48.89 С) и составлятотций око,то "-."Г, от обтттего колгтчествэ восстэттовтттст,тгого гдзд, подаваемого в камегтч 3, котооый поступает в камеру через отверстия т 9, сосдиттсттттт.те с кольцевыми коллекторами 22, и через впускпьте газоводы 2 о, рэспочокстттттте под соответствующими рдзбттвдтлюти комков 24. Холодные восстановитс лцтыс гэзтл, поступающие в камеру 3 в этих ттссколт ких местах, пропускаютсл квгр г,. тсптз зону 8 ттэвстпечу обрабдтьтвэс мьтм тдстттттэ.,т и в зоне 7 смешиватотсл с гопл тгщтт газа.ти, поступающими из фрмьт 9 псре.т телт, как покингть камегтг чепсз гэзотводлтттий трубопровод 12. Во время те.теттил кверху чеоез зону 8 охлаждсттил холодттыс газы отнимают значительное коли тсство тепла от обрабатываемых частиц, охлаждая цх до такой степени, что при разгрузке через канал 13 температура чэсттщ состэвлл.т примерно 100 Р в случае вт.тгрзктт в открытое пространство, и более высок ю температуру, обычно порядка 400 Г (205 С). в елчае, когда продукт подвергают дальнейшей обработке, напримсп, в пдссттватоте и т. п.Подача холодного восстановительного газа в соответствующие зоны 31, 32 и 33 через зону охлдкдеттттл регулируется с поыошт.то надлежащего регулирующего средства (на чертеже не показано), и газ поступает в соответствуюштте зоны при контролировании путем надлежащего манипулирования несколькими газорегулцрующими кранами 21. Путем регулирования по 5 тока холодного восстановительного газа,проходящего через зону 8 охлаждения камеры пе ти, можно поддспживать равномерное распределение газовых потоков с тем, чтобы получить равномерность в про,па кте, 10 вт.тгрукасттом пз выпускного канала 13.Ботс того, путем сттабтксттттл переходной сскцтти 14 прочолт цо рдзмсщстццлми и коэксцальцо устдттовлсттттттттт втт стгттттхттт газовт,ттттт коллскторамц 22 отвсрсттттт 19 длл 15 охлатгдатотттсго газа гтасполотгсттт,т по отцошсцпто к зонам 31, 32 и 33 тэк, что моктто удобно контролировать газовый поток, проходяцтий через них.20Формула изобр стени яШахтттдл печь для пряого восстановления окислов железа, содержащая корпус, загрузочное устройство, разгрузочный узел, 25 иметоший сутгение кнттзу, п устройство дляподвода и отводя газов, о т л и ч а ю тп а яс я тем, что, с целью регулировацття газа по окрукносттт пети, рдзгрхзочттьтц узел выполнен в виде входятцих дг 1 уг в друга усе ченных конусов и снабжен ко,чьцевьтмиплитами с отверстиями, перекрьтваютцимц простгтэнство между стенками смежных коонусов и образутопптми с нцх и раздсленныи перегорочкамц на отсеки коллектор для 35 поддчтт охлаждэютцего газа.1 Лсто тттттктт информации,ппццятыс во внимание при экспертизе 40 1. Князев В. Ф. Гттммсльт 1)арб А. И. и Неменов А. М. Бескоксовая металлургия железа. М., Металлургия, 1972, с. 57 - 70,2. Патент США3748120, к.п. 73 - 35,1973.пография, пр. Сапунова. 2 Заказ 318/16 Изд. Мо 231НПО Государственного комитета113035, Москва, Ж Тираж 705 ПодпнсноССР по делам изобретений и открытий5, Раушская наб., д. 4/5