Способ получения металлизованного продукта

Союз СоеетсинкСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНЙЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ ц 739120 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (23) Приоритет Опубликовано 05.06 80 Бюллетень Рй 21Дата опубликования описания 05.06,80 по делам иэовретений и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗОВАННОГОПРОДУКТА Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на металлургических заводах при получении металлизованного железорудного сырья для доменного и сталеплавильного производства.Извеспгы способы получения металлизован 5 ного продукта в шахтных печах с применением горячего конвертированного газа, получаемого в специальных конверсионных аппаратах или газокислородных горелках 1.1 ООднако для восстановления. железорудного сырья в печах подается горячий восстанови. тельный газ, получение которого является сложным, капиталоемким и дорогостоящим технологическим процессом,15Известен также способ получения металлизованного продукта иэ железорудных материалов путем. газового восстановления последовательно в две стадии газами с различным восстановительным потенциалом в печи кипя. щего слоя, включающий рециркуляцию восста. новительного газа 2).Недостатком указанного способа является необходимость получения восстановительных газов с высоким восстановительным потеэщиалом в специальных аппаратах, что ухудшает технико- экономические показатели процесса получения металлизованного сырья.Цель изобретения - создание способа получения металлизованного продукта в шахтной. печи из кусковой руды.или окатышей с высокими технико- экономическими показателями, с применением простого и надежного оборудования без специальных конверсионных установок для получения конвертированного газа с высоким восстановительным потенциалом.Поставленная цель достигается тем, что нагрев и восстановление железорудного сырья до степени восстановления 40 - 60% ведут продуктами неполного сжигания природного газа с а = 0,3 - 0,5, а окончательное восстановление осуществляют нагретой до 600 - 800 С смесью водорода и природного газа, одновременно с разложением природного газа в той же печи при охлаждении материала от 900 - 1000 С до 700 С.На фиг. 1 показана схема глубокой металлизации (до 95%) богатых окатышей (Ре739 Табчица Параметры процесса 600 0,44 0,42 0,98 - 1 0,44 0,42 Температура продуктов неполногосгорания природного газа на входев печь, С 1000-1050 1000-1050 1100 - 1200 1250 2160 1250 980 1000-1100 366,98%) для их дальнейшего передела в сталеплавильном производстве; на фиг. 2 - вариант металлизации рядовых, окатышей, например Лисаковского ГОКа (Ее = 54,73%), для по.общ.следующего доменного передела.Установка включает шахтную печь 1, горелку 2, циклоны 3, аппараты 4 мокрой газовой очистки, газодувку 5, рекуператор 6 для подогрева воздуха, воздуходувку 7, рекунератор 8 для подогрева водорода.Технологический процесс протекает в следующей последовательности (фиг. 1),Нагрев до 900 - 1000 С и предварительное восстановление окатышей до степени восстановления 45-50% осуществляется в верхней части зоны восстановления шахтной печи 1 продуктами сгорания природного газа с коэффициентом расхода воздуха а = 0,40-0,45. Воздух перед подачей в горелку 2 предварительно подогревается до 500 в 6 С в рекуператоре 6, Процесс нагрева и восстановления в верхней части осуществляется в противотоке газа и материала. Колошниковый газ отводится из печи, прохо. дит аппараты 3 н 4 газоочистки и газодувкой 5 подается на отопление рекуператоров 6 и 8. Оставшийся газ сбрасывается посторонним потребителям. Окончательное восстановление окатышей до 90 - 95% осуществляется в нижней части зоны восстановления нагретым в рекуператоре 8 до 700 - 800 С водородом в прямотоке. Для покрытия дефицита водорода, который расходуется в процессе восстановления, в нижнюю часть зоны восстановления вводят природный газ.Родооод с парами влаги выводится иэ печи при 500 - 600 С и совместно с газом, поступающим иэ зоны охлаждения, проходит в аппараТемпература в рекуператоре, С Коэффициент расхода воздухав конверсионную горелку, а Удельный расход продуктов непол.ного сгорания природного газа,нмэ/тм,пр. Температура подогрева материалав верхней зоне предварительноговосстановления,С 120 4ты Зи 4 очистки и осушки газа и далее рециркуляциониой газодувкой 5 подается в зоны ох.лаждения и восстановления шахтной печи.Охлаждение продукта проводится в противо.токе холодным водородом, циркулирующимв замкнутом цикле.Процесс нагрева и восстановления окатышейв верхней части шахтной печи проводится про.дуктами сгорания природного газа с а=0,40 - 0,45.10 Окончательное восстановление окатышей в нижней зоне осуществляется в противотоке газаи материала водородом, циркулирующим в замкнутом цикле. Дефицит водорода покрываетсяза счет разложения природного газа. Водород 15 в смеси с природным газом подается в зонуохлаждении шахтной печи. После зоны охлаждения часть газа выводится иэ пеп 1, остальнойводород в смеси с природным газом поступа.ет в зону восстановления, где проходят процессы разложения природного газа и довосстановления железорудного сырья, Расход тепла напротекание эндотермических реакций разложе ния природного газа и восстановления окатышей, а также на нагрев газа покрывается за 25 счет физического тепла материала, нагретогов верхней зоне до 900 - 1000 С. Гаэ выводитсяиз зоны восстановления и охлаждения, смешивается и направляется в аппараты 3 и 4 очистки и осушки газа и рециркуляционной газодув. З 0 кой 5 подается снова в основание шахтнойпечи. Расходные показатели и параметры процесса,полученные в результате расчетов процесса меЗ 5 таллизации окатышей Лебединского и Лисаков.ского ГОКов, сведены в табл. 1 и 2.,9 е 06 еОеО РеСО Степен сстанов лени я хней части печи,7 общ 84,9 внут 21,Температура подогрева водородана входе в печь, С Степень использования водорода, % Расход водорода,нмз/тм.пр. Расход осушенного колошниковогогаза, нмф/тм.пр.на отопление рекуператорадля подогрева водорода на отопление рекуператорадля подогрева воздуха посторонним потребителям Теплотворная способностьосушенного колошникового газа,ккал/нм Расход тепла на 1 т металлизированныхокатышей общий, ккал/тм.пр, 2,8 106 За вычетом тепла газа, отданногопосторонним потребителям,ккал/тм.пр./ Состав метализованного продукта р,.1,37 1,2 1,67 205 205 120 128 101 261 235 333 802 1160 802 Расход походного сырья на 1 тпродукта, т/тм.пр,Расход природного газа,нмэ/тм.пр.на сжигание в конверсионнуюгорелку на смешение с водородом вцикл рециркуляции на отопление рекуператорадля подогрева водорода Общий расход, нм/тм,пр,Расход воздуха на конверсионнуюгорелку нм /тм,пр. Применение способа позволит обеспечить получение металлизованного сырья в крупных масштабах с высокими технико. экономическими показателями, так как при этом отпадает потребность в специальных капиталоемких и дорогостоящих конверсионных установках для получения восстановительного газа и в установках очистки газа от СО 2, Предварительный подогрев и восстановление железорудного материала позволит провести процесс восстановления закиси железа, который лимитирует весь процесс металлизации, с оптимальными пара- И метрами: содержание влаги в водороде не превысит 2,5 - 3%, температура в зоне восстановления 1000 - 700 С, высокой скоростью и малым удельным расходом водорода. Восстановление при высоких температурах позволит получить 40 непирофорный металлизованный продукт. Наличие сажистого углерода в конечном продукте в количестве 1,5 - 4,0% в результате разложе.ния природного газа позволит при плавке металлизованных окатышей в электропечи довос становить остаточные окислы железа и в необходимой степени наутлеродить металл, а при переделе металлизованного сырья в доменном производстве сократить расход кокса. Формула изобретения Способ получения металлизованного про. дукта со степенью восстановления 80 - 95% в шахтной печи из кусковой руды лли окатышей, включающий двухстадийное газовое восстановление железа из его окислов, рециркуляцию восстановительного газа, о т л и ч а ю. щ и й с я тем, что, с целью упрощения тех. нологического процесса и повышения техникоэкономических показателей, нагрев железорудного сырья и его восстановление до степени 40 - 60% ведут продуктами неполного сгорания природного газа с а = 0,30 - 0,50, а окончатель. но восстановление осуществляют нагретой до 600-800 С смесью водорода и природного газа, одновременно с разложением природного газа в той же печи при охлаждении материала от 900-1000 С до 700 С. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Князев В. Ф. и др. Бескоксовая метал.лургия железа.М., "Металлургия", 1972, с. 64 - 79,2. Патент Франции Нф 1268487, кл. С 21 В,1960.739120 дактор М. Недолуж Составитель Ю. СерТехред И.Асталош Корректор М.Кост Заказ 3010 Тираж 694 ЦНИИПИ ГОсударственного комитетано делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб сное