Способ получения расплавленного чугуна и установка для получения расплавленного чугуна
Данное изобретение относится к получению расплавленного чугуна. Один из вариантов установки включает реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем для восстанавления мелкодисперсной железной руды в восстановленное железо, загрузочный бункер из которого подают мелкодисперсную железную руду в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем, линию загрузки мелкодисперсной железной руды, непосредственно соединяющую загрузочный бункер с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, линию выгрузки мелкодисперсной железной руды, соединенную с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем в середине или в верхней части псевдоожиженного слоя, плавильную печь-газификатор, в которую загружают кусковые углеродсодержащие материалы и восстановленное железо и подают кислород с получением расплавленного чугуна, и линию подачи восстановительного газа из плавильной печи-газификатора в реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем. Изобретение обеспечивает стабильность работы установки за счет быстрой загрузки и выгрузки мелкодисперсной руды. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.
Данное изобретение относится к способу получения расплавленного чугуна и установке для получения расплавленного чугуна, которые позволяют стабильно и быстро загружать и выгружать мелкодисперсную железную руду в аварийных ситуациях.
Чугуно- и сталеплавильная промышленность представляет собой основополагающую отрасль промышленности, которая поставляет основные материалы, необходимые при конструировании и изготовлении автомобилей, судов, бытовых приборов и многих других изделий, которые мы используем. Она также представляет собой отрасль промышленности с одной из наиболее продолжительных историй, которая развивалась вместе с человечеством. На чугунолитейных заводах, которые играют кардинальную роль в промышленности, производящей чугун и сталь, после получения расплавленного чугуна, который представляет собой передельный чугун в расплавленном состоянии, с использованием в качестве сырья железной руды и угля, из этого расплавленного чугуна получают сталь, которую затем направляют заказчикам.
В настоящее время примерно 60% мирового производства чугуна осуществляют с использованием доменного процесса, разрабатываемого с четырнадцатого века. В доменном процессе в доменную печь загружают кокс, полученный с использованием битуминозного угля, и железную руду, которую подвергли процессу спекания, и в эту доменную печь подают горячий газ, чтобы восстановить железную руду до железа и тем самым получить расплавленный чугун. Однако в доменном процессе имеются проблемы, связанные с тем, что необходимо вспомогательное оборудование для получения кокса и рудного агломерата, и из-за этого вспомогательного оборудования возникают очень серьезные проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды.
Для того чтобы решить эти проблемы доменного процесса, во многих странах был разработан и исследован способ восстановительной плавки. В способе восстановительной плавки расплавленный чугун получают в плавильной печи-газификаторе путем прямого применения сырьевого угля в качестве топлива и восстановителя и железной руды в качестве источника железа. В этом случае кислород вводят через множество фурм, сделанных во внешней стенке плавильной печи-газификатора, уплотненный слой угля в плавильной печи-газификаторе сжигают, и затем получают расплавленный чугун. Кислород превращается в горячий восстановительный газ, и его подают в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем. Затем этот горячий восстановительный газ восстанавливает мелкодисперсную железную руду, и его выводят наружу.
В реакторе восстановления с псевдоожиженным слоем восстанавливают мелкодисперсную руду с размером частиц, равным или менее 8 мм. Обеспечивают псевдоожиженный слой мелкодисперсный руды в потоке восстановительного газа, а затем восстанавливают в реакторе восстановления с псевдоожиженным слоем. То есть, в реакторе восстановления с псевдоожиженным слоем восстанавливают мелкодисперсную руду путем взаимодействия восстановительного газа (в качестве газа) с мелкодисперсной железной рудой (в качестве твердого вещества). Реактор восстановления с псевдоожиженным слоем включает циклон и распределительную пластину. В этой распределительной пластине в регулярном порядке организованы сопла. В данном случае циклон включает конический участок, расположенный в его верхней части, и участок опускной трубы, расположенный в его нижней части. Восстановительный газ вводят в направлении верхней части, из нижней части реактора восстановления с псевдоожиженным слоем, пропуская газ через распределительную пластину. Так как на распределительной пластине расположены множество сопел, восстановительный газ можно вводить в направлении верхней части распределительной пластины с высокой скоростью. В коническом участке циклона, расположенном в верхней части реактора восстановления с псевдоожиженным слоем, собирают мелкодисперсную железную руду и снова направляют в нижнюю часть реактора восстановления с псевдоожиженным слоем через участок опускной трубы.
Восстановительный газ, проходя через распределительную пластину, однородно протекает по всей площади реактора восстановления с псевдоожиженным слоем. Однако, если в ходе работы мелкодисперсную железную руду загружают в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем слишком рано, то псевдоожиженный слой не сформирован до высоты нижнего конца участка опускной трубы. На участке опускной трубы восстановительный газ протекает с большой скоростью через внутреннюю часть трубы в направлении ее верхней части. Следовательно, если участок опускной трубы не герметизирован, то мелкодисперсное железо и восстановительный газ протекают в обратном направлении, по отношению к направлению вверх к коническому участку через участок опускной трубы.
Мелкодисперсное железо, рассеянное в верхней части реактора восстановления с псевдоожиженным слоем, собирают на коническом участке циклона и снова направляют в нижнюю часть реактора восстановления с псевдоожиженным слоем. Таким образом, направляемое обратно мелкодисперсное железо и рассеянная мелкодисперсная железная руда объединяются друг с другом, в результате чего участок опускной трубы закупоривается. Кроме того, существует явление, при котором участок опускной трубы закупоривается из-за отслоения покрытия внутри циклона. Как описано выше, поскольку в случае, когда участок опускной трубы закупоривается и циклон не функционирует нормально, на другой циклон приходится большая нагрузка, то большое количество мелкодисперсного железа выпускается за пределами реактора восстановления с псевдоожиженным слоем. При этом явлении, хотя обратный поток мелкодисперсного железа в направлении участка опускной трубы значительно сокращается, если псевдоожиженный слой сформирован вплоть до участка опускной трубы, по мере того, как мелкодисперсную железную руду выгружают, участок опускной трубы закупоривается псевдоожиженным слоем, и существует проблема в том, что начальная стадия эксплуатации реактора восстановления с псевдоожиженным слоем является нестабильной.
Между тем, если поток мелкодисперсной железной руды между реакторами восстановления с псевдоожиженным слоем не является нормальным из-за нестабильной работы реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, высота псевдоожиженного слоя повышается до уровня канала для выгрузки мелкодисперсной руды, или выше. Давление в тушильной установке регулируют так, чтобы оно было ниже, чем давление псевдоожиженного слоя, путем использования другого канала для выгрузки, чтобы понизить высоту псевдоожиженного слоя. Высоту псевдоожиженного слоя можно понизить путем принудительной выгрузки мелкодисперсной руды в тушильную установку с использованием разности давления. Однако, поскольку в момент принудительной выгрузки мелкодисперсной руды за счет разности давления поток восстановительного газа в псевдоожиженном слое сконцентрирован на другом канале для выгрузки, можно повлиять на псевдоожиженный слой. Соответственно, мелкодисперсная руда падает в направлении нижней части распределительной пластины, и, следовательно, в этом другом канале для выгрузки и около него образуется застойный слой, и тогда возникает проблема образования области, в которой отсутствует псевдоожиженный слой, что является губительным для работы реактора восстановления с псевдоожиженным слоем.
Данное изобретение обеспечивает способ получения расплавленного чугуна, который дает возможность стабильно и быстро загружать и выгружать мелкодисперсную железную руду в случае аварийных ситуаций.
Кроме того, данное изобретение обеспечивает установку для получения расплавленного чугуна, которая дает возможность стабильно и быстро загружать и выгружать мелкодисперсную железную руду в случае аварийных ситуаций.
Установка для получения расплавленного чугуна по одному из примеров реализации данного изобретения включает: 1) по меньшей мере один реактор восстановления с псевдоожиженным слоем, в котором восстанавливают мелкодисперсную железную руду и превращают эту мелкодисперсную железную руду в восстановленное железо; 2) бункер для загрузки мелкодисперсной железной руды, из которого подают мелкодисперсную железную руду в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем; 3) линию загрузки мелкодисперсной железной руды, которая непосредственно соединяет бункер для загрузки мелкодисперсной железной руды с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем; 4) плавильную печь-газификатор, в которую загружают кусковые углеродсодержащие материалы и восстановленное железо и вводят кислород, при этом в плавильной печи-газификаторе получают расплавленный чугун, и 5) линию подачи восстановительного газа, по которой подают восстановительный газ, выходящий из плавильной печи-газификатора, в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем.
Линия загрузки мелкодисперсной железной руды может включать: 1) вспомогательную линию загрузки мелкодисперсной железной руды, которая соединена с бункером для загрузки мелкодисперсной железной руды, и 2) ответвленную линию загрузки мелкодисперсной железной руды, которая ответвляется от вспомогательной линии загрузки мелкодисперсной железной руды и соединена с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем. Установка для получения расплавленного чугуна по одному из примеров реализации данного изобретения может дополнительно включать тушильную установку, которая соединена с бункером для загрузки мелкодисперсной железной руды посредством вспомогательной линии загрузки мелкодисперсной железной руды.
В местах, где вспомогательная линия загрузки мелкодисперсной железной руды соединяется с ответвленной линией загрузки мелкодисперсной железной руды, могут быть сформированы многочисленные соединения, и может быть установлен загрузочный клапан между соседними соединениями, между бункером для загрузки мелкодисперсной железной руды и наиболее близким к нему соединением, и между тушильной установкой и наиболее близким к ней соединением. Загрузочный клапан можно установить в ответвленной линии загрузки мелкодисперсной железной руды.
Установка для получения расплавленного чугуна в соответствии с примером реализации данного изобретения может дополнительно включать основную линию загрузки мелкодисперсной железной руды, которая соединяет бункер для загрузки мелкодисперсной железной руды с реактором восстановления с псевдоожиженным слоем, причем бункер расположен в непосредственной близости от реактора восстановления с псевдоожиженным слоем, и которая соединяет соседние реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем друг с другом. Вспомогательная линия загрузки мелкодисперсной железной руды может быть присоединена к реактору восстановления с псевдоожиженным слоем на такой же высоте, на которой присоединена к реактору восстановления с псевдоожиженным слоем основная линия загрузки мелкодисперсной железной руды. Вспомогательная линия загрузки мелкодисперсной железной руды, которая присоединена к реактору восстановления с псевдоожиженным слоем, может располагаться под определенным углом к основной линии загрузки мелкодисперсной руды в точке, где основная линия загрузки мелкодисперсной железной руды присоединена к реактору восстановления с псевдоожиженным слоем. Этот определенный угол может составлять от 30 до 150 градусов.
Установка для получения расплавленного чугуна в соответствии с другим примером реализации данного изобретения включает: 1) по меньшей мере один реактор восстановления с псевдоожиженным слоем, в котором сформирован псевдоожиженный слой, при этом в реакторе восстановления с псевдоожиженным слоем восстанавливают мелкодисперсную железную руду и превращают эту мелкодисперсную железную руду в восстановленное железо; 2) линию выгрузки мелкодисперсной железной руды, которая соединяет каждый из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем в середине или в верхней части псевдоожиженного слоя и через которую выгружают мелкодисперсную железную руду из реактора восстановления с псевдоожиженным слоем; 3) плавильную печь-газификатор, в которую загружают кусковые углеродсодержащие материалы и восстановленное железо и подают кислород, при этом в плавильной печи-газификаторе получают расплавленный чугун; и 5) линию подачи восстановительного газа, по которой подают восстановительный газ, выходящий из плавильной печи-газификатора, в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем.
Установка для получения расплавленного чугуна в соответствии с другим примером реализации данного изобретения может дополнительно включать тушильную установку, которая соединена с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем посредством линии выгрузки мелкодисперсной железной руды. Установка для получения расплавленного чугуна в соответствии с другим примером реализации данного изобретения может дополнительно включать еще одну линию выгрузки мелкодисперсной железной руды, которая установлена непосредственно на распределительной пластине в каждом из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем. Эта линия выгрузки мелкодисперсной железной руды может быть соединена с другой линией выгрузки мелкодисперсной железной руды.
Установка для получения расплавленного чугуна в соответствии с другим примером реализации данного изобретения может дополнительно включать линию загрузки мелкодисперсной железной руды, которая соединяет реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем друг с другом и через которую выгружают мелкодисперсную железную руду. Эта линия выгрузки мелкодисперсной железной руды может быть соединена с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем в месте, где линия выгрузки мелкодисперсной железной руды расположена выше нижнего конца опускной трубы циклона, установленного в каждом из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, и ниже линии загрузки мелкодисперсной железной руды.
Установка для получения расплавленного чугуна в соответствии с другим примером реализации данного изобретения включает: 1) по меньшей мере один реактор восстановления с псевдоожиженным слоем, в котором сформирован псевдоожиженный слой, и в реакторе восстановления с псевдоожиженным слоем восстанавливают мелкодисперсную железную руду и превращают эту мелкодисперсную железную руду в восстановленное железо, 2) бункер для загрузки мелкодисперсной железной руды, из которого подают мелкодисперсную железную руду в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем, 3) линию загрузки мелкодисперсной железной руды, которая непосредственно соединяет загрузочный бункер с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем и через которую непосредственно загружают мелкодисперсную железную руду в каждый из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, 4) линию выгрузки мелкодисперсной железной руды, которая соединена с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем в середине или в верхней части псевдоожиженного слоя и через которую выгружают мелкодисперсную железную руду из каждого из этих реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, 5) плавильную печь-газификатор, в которую загружают кусковые углеродсодержащие материалы и восстановленное железо и вводят кислород, при этом в плавильной печи-газификаторе получают расплавленный чугун, и 6) линию подачи восстановительного газа, по которой подают восстановительный газ, выходящий из плавильной печи-газификатора, в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем.
Установка для получения расплавленного чугуна в соответствии с другим примером реализации данного изобретения может дополнительно включать тушильную установку, которая соединена с линией загрузки мелкодисперсной железной руды и линией выгрузки мелкодисперсной железной руды.
Способ получения расплавленного чугуна в соответствии с примером реализации данного изобретения включает: 1) непосредственную загрузку мелкодисперсной железной руды из бункера загрузки мелкодисперсной железной руды в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем посредством линии загрузки мелкодисперсной железной руды, которая непосредственно соединяет бункер загрузки мелкодисперсной железной руды и каждый из ряда реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, 2) превращение мелкодисперсной железной руды в восстановленное железо при прохождении этой мелкодисперсной железной руды через по меньшей мере один реактор восстановления с псевдоожиженным слоем, 3) загрузку кусковых углеродсодержащих материалов и восстановленного железа в плавильную печь-газификатор и получение расплавленного чугуна и 4) подачу восстановительного газа, выходящего из плавильной печи-газификатора, в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем.
При загрузке мелкодисперсной железной руды в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем мелкодисперсную железную руду можно непосредственно загружать только в один предварительно установленный реактор восстановления с псевдоожиженным слоем из ряда реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем. Способ получения расплавленного чугуна в соответствии с примером реализации данного изобретения может дополнительно включать подачу мелкодисперсной железной руды в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем из бункера для загрузки мелкодисперсной железной руды, посредством основной линии загрузки мелкодисперсной железной руды. Эта основная линия загрузки мелкодисперсной железной руды может соединять бункер загрузки мелкодисперсной железной руды с реактором восстановления с псевдоожиженным слоем, который расположен в непосредственной близости к этому бункеру загрузки мелкодисперсной железной руды, и эта основная линия загрузки мелкодисперсной железной руды соединяет соседние реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем друг с другом.
В установке для получения расплавленного чугуна в соответствии с примером реализации данного изобретения значительно улучшают стабильность работы за счет того, что мелкодисперсную руду можно загружать и выгружать быстро. Кроме того, так как, за счет подавления закупорки циклона или образования застойного слоя ликвидируют фактор, который делает эксплуатацию установки нестабильной, можно обеспечивать стабильную эксплуатацию установки.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий установку для получения расплавленного чугуна в соответствии с примером реализации данного изобретения.
Фиг.2 представляет собой увеличенный схематический вид третьего реактора с псевдоожиженным слоем Фиг.1.
Фиг.3 представляет собой схематический вид реактора восстановления с псевдоожиженным слоем по Фиг.1.
Фиг.4 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, при котором мелкодисперсную железную руду загружают в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем по Фиг.1.
Фиг.5 представляет собой схематическое изображение модифицированного реактора восстановления с псевдоожиженным слоем по Фиг.1.
Фиг.6 представляет собой еще одно схематическое изображение модифицированного реактора восстановления с псевдоожиженным слоем по Фиг.1.
Ниже даны пояснения к примерам реализации данного изобретения со ссылкой на Фиг.1-6. Данные примеры реализации приведены только для иллюстрации данного изобретения, и данное изобретение не ограничено ими.
Фиг.1 иллюстрирует установку 100 для получения расплавленного чугуна в соответствии с одним из примеров реализации данного изобретения. Установка 100 для получения расплавленного чугуна, показанная на Фиг.1, приведена просто для иллюстрации данного изобретения, и данное изобретение не ограничено ею. Следовательно, установку 100 для получения расплавленного чугуна можно модифицировать в другие формы.
Установка 100 для получения расплавленного чугуна включает по меньшей мере один реактор 20 восстановления с псевдоожиженным слоем, плавильную печь-газификатор 60, линию 70 подачи восстановительного газа и установку 50 для получения уплотненного железа. Кроме того, установка 100 для получения расплавленного чугуна может включать устройство 55 уравнивания давления в горячем состоянии для переноса уплотненного железа, полученного на установке 50 получения уплотненного железа, в плавильную печь-газификатор 60. С помощью устройства 55 уравнивания давления в горячем состоянии уплотненное железо, полученное на установке 50 получения уплотненного железа, перемещают в плавильную печь-газификатор 60. Уплотненное железо можно временно хранить в загрузочном бункере 56 для уплотненного железа.
Для удобства объяснения опущены установки для загрузки и выгрузки мелкодисперсной железной руды вблизи реактора 200 восстановления с псевдоожиженным слоем. Подробные пояснения к ним будут даны применительно к Фиг.3-6.
Реактор 200 восстановления с псевдоожиженным слоем включает первый реактор 10 восстановления, второй реактор 20 восстановления, третий реактор 30 восстановления и четвертый реактор 40 восстановления. Хотя на Фиг.1 приведены четыре реактора 200 восстановления с псевдоожиженным слоем, последовательно соединенных друг с другом, это приведено лишь для иллюстрации данного изобретения, и данное изобретение не ограничено такой схемой. Следовательно, можно применять три реактора восстановления с псевдоожиженным слоем.
В качестве источника сырья, железную руду, например мелкодисперсную железную руду, перерабатывают в расплавленный чугун на установке 100 для изготовления расплавленного чугуна. Во-первых, мелкодисперсную железную руду сушат, а затем возвращают в загрузочный бункер 45 для мелкодисперсной руды. С мелкодисперсной рудой можно смешать добавки, а затем эту смесь сушат и далее используют по необходимости. Мелкодисперсную железную руду восстанавливают и нагревают, в то время как она проходит через реактор 200 восстановления с псевдоожиженным слоем, а затем превращают в восстановленное железо. Мелкодисперсную железную руду последовательно загружают в реакторы 40, 30, 20 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем, соответственно, в которых сформированы псевдоожиженные слои.
Сначала мелкодисперсную железную руду подогревают посредством восстановительного газа в четвертом реакторе 40 восстановления с псевдоожиженным слоем. Подогретую мелкодисперсную железную руду загружают в третий и второй реакторы 30 и 20 восстановления с псевдоожиженным слоем. Здесь мелкодисперсную железную руду подвергают предварительному восстановлению. Предварительно восстановленную мелкодисперсную железную руду загружают в первый реактор 10 восстановления с псевдоожиженным слоем, а затем окончательно восстанавливают и превращают в восстановленное железо. Восстановительный газ подают в реактор 200 восстановления с псевдоожиженным слоем посредством линии 70 подачи восстановительного газа, которая соединена с плавильной печью-газификатором 60, чтобы получать восстановленное железо. Восстановленное железо перерабатывают в уплотненное железо, используя установку 50 для получения уплотненного железа. Восстановленное железо можно непосредственно загружать в плавильную печь-газификатор 60, не пропуская его через установку 50 для получения уплотненного железа.
Установка 50 для получения уплотненного железа включает загрузочный бункер 501, пару валков 503 и дробилку 505. Загрузочный бункер 501 содержит мелкодисперсную железную руду, восстановленную и пластифицированную в процессе прохождения через реактор 200 восстановления с псевдоожиженным слоем. Эту мелкодисперсную железную руду загружают из загрузочного бункера 501 на пару валков 503, а затем прессуют и формуют в виде полос. Как описано выше, прессованную и отформованную мелкодисперсную руду дробят в дробилке 505, а затем подают в плавильную печь-газификатор 60.
Между тем, в плавильной печи-газификаторе 60 формируют плотный слой угля. В верхнюю часть плавильной печи-газификатора 60 загружают кусковой углеродсодержащий материал. Во внешней стенке плавильной печи-газификатора 60 устанавливают ряд фурм 601, и затем в плавильную печь-газификатор 60 вводят кислород. Плотный слой угля сгорает в кислороде, и формируется слой из полукокса. Уплотненное железо, полученное в установке 50 для получения уплотненного железа, загружают в верхнюю часть плавильной печи-газификатора 60; оно проходит через плотный слой угля, а затем плавится, частично восстанавливаясь. С помощью вышеописанного способа можно получить расплавленный чугун. В нижней части плавильной печи-газификатора 60 организуют выпускное отверстие (не показано), и затем расплавленный чугун и шлак выгружают наружу.
Кроме того, из плотного слоя угля, сформированного в плавильной печи-газификаторе 60, образуется горячий восстановительный газ, содержащий водород и моноксид углерода. Для того, чтобы генерировать восстановительный газ, предпочтительно, чтобы верхняя часть плавильной печи-газификатора 60 имела форму купола. Выходящий из плавильной печи-газификатора 60 восстановительный газ подают в реакторы 200 восстановления с псевдоожиженным слоем посредством линии 70 подачи восстановительного газа. Таким образом, путем использования восстановительного газа можно восстановить и пластифицировать мелкодисперсную железную руду.
Фиг.2 иллюстрирует увеличенный вид второго реактора 20 восстановления с псевдоожиженным слоем, приведенного на Фиг.1. Хотя на Фиг.2 приведен только второй реактор 20 восстановления с псевдоожиженным слоем, структуру этого второго реактора 20 восстановления с псевдоожиженным слоем можно в равной степени применить к вышеописанным реакторам 40, 30 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем. Кроме того, структура второго реактора 20 восстановления с псевдоожиженным слоем, изображенного на Фиг.2, приведена просто для иллюстрации данного изобретения, и данное изобретение не ограничено ею. Следовательно, структуру второго реактора 20 восстановления с псевдоожиженным слоем можно модифицировать в других формах.
Во втором реакторе 20 восстановления с псевдоожиженным слоем установлены циклон 201 и распределительная пластина 203. Как указано стрелками, восстановительный газ вводят в нижнюю часть второго реактора 20 восстановления с псевдоожиженным слоем, а затем выводят в направлении его верхней части. При прохождении через распределительную пластину 203 введенный восстановительный газ однородно распределяется над верхней частью распределительной пластины второго реактора 20 восстановления с псевдоожиженным слоем. Псевдоожиженный слой из загруженной мелкодисперсной железной руды образуют посредством однородно распределенного восстановительного газа. Мелкая железная пыль рассеивается в направлении верхней части циклона 201 вместе с выходящим газом, содержащим мелкую железную пыль. Выходящий газ выводят наружу. Мелкую железную пыль собирают в циклоне 201, а затем выгружают в направлении нижней части циклона 201. Циклон 201 включает конический участок 2012, в котором собирают мелкую железную пыль, и участок 2011 опускной трубы, через которую выводят мелкую железную пыль, собранную в коническом участке 2012, в направлении нижней части циклона 201.
Во втором реакторе 20 восстановления с псевдоожиженным слоем установлены две линии L201 и L203 для загрузки мелкодисперсной железной руды. В этих линиях L201 и L203 для загрузки мелкодисперсной железной руды установлены загрузочные клапаны, посредством которых регулируют загружаемое количество мелкодисперсной железной руды. Обе линии L201 и L203 для загрузки мелкодисперсной железной руды расположены в направлении действия силы тяжести. Таким образом, можно загрузить мелкодисперсную железную руду во второй реактор 20 восстановления с псевдоожиженным слоем из третьего реактора 30 восстановления с псевдоожиженным слоем (показанного на Фиг.1) под действием силы тяжести. Две линии L201 и L203 для загрузки мелкодисперсной железной руды соединены со вторым реактором 20 восстановления с псевдоожиженным слоем практически на одной высоте. Следовательно, мелкодисперсную железную руду накапливают для того, чтобы загрузить ее на одинаковой высоте и, тем самым, высота уплотнений в канале для выгрузки загрузочных линий для мелкодисперсной железной руды является одинаковой.
Увеличенный вид, изображенный в круге на Фиг.2, схематически иллюстрирует вид сверху второго реактора 20 восстановления с псевдоожиженным слоем. Как показано на увеличенном виде сверху на Фиг.2, можно установить ряд линий L203 для загрузки мелкодисперсной железной руды. Например, Фиг.2 иллюстрирует состояние, в котором установлены две линии L203 для загрузки мелкодисперсной железной руды на каждой стороне линии L201 для загрузки мелкодисперсной железной руды. В этом случае линии L203 для загрузки мелкодисперсной железной руды соединены со вторым реактором 20 восстановления с псевдоожиженным слоем по направлению к его центру линией L201 для загрузки мелкодисперсной железной руды, с заданным углом а между ними. Таким образом, мелкодисперсную железную руду накапливают, чтобы загрузить ее посредством линий L201 и L203 для загрузки мелкодисперсной железной руды, и равномерно распределяют, тем самым предотвращая неравномерное протекание восстановительного газа. В частности, угол α может составлять от 30 градусов до 150 градусов. Если угол α составляет менее 30 градусов, мелкодисперсная железная руда накапливается, и может отсутствовать псевдоожиженный слой. Кроме того, если угол α составляет более 150 градусов, то мелкодисперсная железная руда быстро выгружается в направлении линии L101 для загрузки мелкодисперсной железной руды и уменьшается время пребывания в псевдоожиженном слое, при этом реакция восстановления протекает в недостаточной степени.
Мелкодисперсную железную руду, загруженную во второй реактор 20 восстановления с псевдоожиженным слоем, можно загрузить в первый реактор 10 восстановления с псевдоожиженным слоем (показанный на Фиг.1) посредством другой линии L101 для загрузки мелкодисперсной железной руды. В этой линии L101 для загрузки мелкодисперсной железной руды установлены загрузочные клапаны, чтобы контролировать поток мелкодисперсной железной руды. Между тем, первая и вторая линии L205 и L207 для выгрузки мелкодисперсной железной руды соединены со вторым реактором 20 восстановления с псевдоожиженным слоем ниже линии L101 для загрузки мелкодисперсной железной руды. Первая линия L205 для выгрузки мелкодисперсной железной руды является основной линией для выгрузки мелкодисперсной железной руды, в которую в основном поступает мелкодисперсная железная руда. В линиях L205 и L207 для выгрузки мелкодисперсной железной руды установлены разгрузочные клапаны, посредством которых регулируют количество выгружаемой мелкодисперсной железной руды.
Две линии L205 и L207 для выгрузки мелкодисперсной железной руды установлены для того, чтобы избежать переполнения псевдоожиженного слоя при возрастании высоты псевдоожиженного слоя в ходе работы. А именно, если псевдоожиженный слой становится переполненным, мелкодисперсную железную руду выгружают наружу через эти две линии L205 и L207 для выгрузки мелкодисперсной железной руды, тем самым препятствуя переполнению псевдоожиженного слоя.
Первая линия L205 для выгрузки мелкодисперсной железной руды соединена со вторым реактором 20 восстановления с псевдоожиженным слоем в средней или верхней части псевдоожиженного слоя. Таким образом, если псевдоожиженный слой переполнен, мелкодисперсную железную руду можно равномерно выгрузить. В этом случае, поскольку направление потока мелкодисперсной железной руды является таким же, как направление потока восстановительного газа, можно свести к минимуму воздействие на псевдоожиженный слой, и в то же время можно регулировать высоту псевдоожиженного слоя.
Как проиллюстрировано на Фиг.2, первую линию L205 для выгрузки мелкодисперсной железной руды можно соединить со вторым реактором 20 восстановления с псевдоожиженным слоем в таком положении, чтобы эта первая линия L205 для выгрузки мелкодисперсной железной руды была выше нижнего конца 2011а участка 2011 опускной трубы, и ниже линии L101 для загрузки мелкодисперсной железной руды. В этом месте можно выгружать мелкодисперсную железную руду через первую линию L205 для выгрузки мелкодисперсной железной руды не принудительно, но естественным образом.
Вторую линию L207 для выгрузки мелкодисперсной железной руды устанавливают так, чтобы она находилась непосредственно на распределительной пластине 203. Через вторую линию L207 для выгрузки мелкодисперсной железной руды выгружают мелкодисперсное восстановленное железо принудительно, используя разность давлений с тушильной установкой (не показана), соединенной с ее нижней частью, если псевдоожиженный слой переполнен или пуст. Так как первая и вторая линии L205 и L207 для выгрузки мелкодисперсной железной руды соединены друг с другом, их можно использовать одновременно.
Фиг.3 иллюстрирует (в увеличенном виде) конструкцию для загрузки мелкодисперсной железной руды для реактора 200 восстановления с псевдоожиженным слоем, показанного на Фиг.1. На Фиг.3 показана только часть, связанная с загрузкой мелкодисперсной железной руды, а остающаяся часть для удобства опущена. На Фиг.3 сплошная линия указывает путь перемещения восстановительного газа, а пунктирная линия указывает путь перемещения мелкодисперсной железной руды. Циклон, расположенный в реакторе восстановления с псевдоожиженным слоем, показан для удобства пунктирной линией. Мелкодисперсная железная руда поступает из бункера 45 для загрузки мелкодисперсной железной руды и проходит через каждый из реакторов 40, 30, 20 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем, и ее перерабатывают в восстановленное железо, а затем хранят в бункере 501 для загрузки восстановленного железа. Как показано на Фиг.3, реактор 200 восстановления с псевдоожиженным слоем можно снабдить только устройством для загрузки мелкодисперсной железной руды, без устройства для выгрузки мелкодисперсной железной руды, показанного на Фиг.5.
Линия для загрузки мелкодисперсной железной руды, показанная на Фиг.3, включает первые линии L401, L301, L201 и L101 для загрузки мелкодисперсной железной руды и вторые линии L45, L403, L303, L203 и L103 для загрузки мелкодисперсной железной руды. Вторые линии L45, L403, L303, L203 и L103 для загрузки мелкодисперсной железной руды включают вспомогательную линию L45 для загрузки мелкодисперсной железной руды и ответвленные линии L403, L303, L203 и L103 для загрузки мелкодисперсной железной руды. Вспомогательная линия L45 для загрузки мелкодисперсной железной руды L45 соединяет бункер 45 для загрузки мелкодисперсной железной руды с тушильной установкой 47. Ответвленные линии L403, L303, L203 и L103 отведены от вспомогательной линии L45 для загрузки мелкодисперсной железной руды, а затем соединены с каждым из реакторов 40, 30, 20 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем.
Следовательно, бункер 45 для загрузки мелкодисперсной железной руды и каждый из реакторов 40, 30, 20 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем непосредственно соединены друг с другом через вторые линии L45, L403, L303, L203 и L103 для загрузки мелкодисперсной железной руды. Таким образом, мелкодисперсную железную руду не загружают без непрерывного пропускания через реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем, но непосредственно загружают в каждый из этих реакторов 40, 30, 20 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем из бункера 45 для загрузки мелкодисперсной железной руды в случае возникновения аварийной ситуации, например, если установка для получения расплавленного чугуна начинает работать или останавливается. В результате в каждом из реакторов 40, 30, 20 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем быстро образуется псевдоожиженный слой, и таким образом участок опускной трубы циклона герметизируют за короткое время. Следовательно, явление противотока восстановительного газа через участок опускной трубы сведено к минимуму, и циклон предохранен от блокирования.
Между тем, мелкодисперсную железную руду можно совместно загружать не только путем использования первых линий L401, L301, L201 и L101 для загрузки мелкодисперсной железной руды, но также путем использования вторых линий L45, L403, L303, L203 и L103 для загрузки мелкодисперсной железной руды. Таким образом, поскольку мелкодисперсную железную руду загружают в обоих направлениях, в каждом из реакторов 40, 30, 20 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем можно более быстро сформировать псевдоожиженный слой. Первая линия L401 для загрузки мелкодисперсной железной руды соединяет бункер 45 для загрузки мелкодисперсной железной руды с четвертым реактором 40 восстановления с псевдоожиженным слоем, который расположен к нему наиболее близко. Кроме того, первые линии L301, L201 и L101 для загрузки мелкодисперсной железной руды соединяют реакторы 40, 30, 20 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем, которые расположены в непосредственной близости друг с другом. Клапаны V401, V301, V201 и V101 установлены в каждой из первых линий L401, L301, L201 и L101 для загрузки мелкодисперсной железной руды таким образом, чтобы можно было регулировать поток мелкодисперсной железной руды.
Сформирован ряд соединений Р451, Р453, Р455 и Р457 в местах, где вспомогательная линия L45 для загрузки мелкодисперсной железной руды соединена с ответвленными линиями L403, L303, L203 и L103 для загрузки мелкодисперсной железной руды. Загрузочные клапаны V453, V455 и V457 установлены между каждым из соседних соединений Р451, Р453, Р455 и Р457, таким образом регулируя поток мелкодисперсной железной руды. В качестве загрузочного клапана можно использовать шаровой клапан. Кроме того, загрузочный клапан V451 можно установить между загрузочным бункером 45 для мелкодисперсной железной руды и прилегающим к нему соединением Р451. Загрузочный клапан V459 можно установить между тушильной установкой 47 и прилегающим к ней соединением Р457, таким образом регулируя поток мелкодисперсной железной руды.
На Фиг.3, как описано выше, также установлен ряд загрузочных клапанов; они приведены просто для иллюстрации данного изобретения, и данное изобретение не ограничено этим. Следовательно, некоторые загрузочные клапаны можно опустить.
Между тем, в каждой из ответвленных линий L403, L303, L203 и L103 для загрузки мелкодисперсной железной руды установлены загрузочные клапаны V403, V303, V203 и V103, посредством которых регулируют поток мелкодисперсной железной руды, которую загружают в каждый из реакторов 40, 30, 20 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем. Если загрузочный бункер 45 для мелкодисперсной железной руды следует быстро опустошить, в случае, когда реакторы 40, 30, 20 и 10 вышли из строя, и мелкодисперсную железную руду нельзя загружать, загрузочные клапаны V451, V453, V455 и V457 открыты, а остальные клапаны закрыты, и, таким образом, мелкодисперсную железную руду можно выгрузить из бункера 45 для загрузки мелкодисперсной железной руды в тушильную установку 47.
При нормальной работе мелкодисперсную железную руду загружают в четвертый реактор 40 восстановления с псевдоожиженным слоем из бункера 45 для загрузки мелкодисперсной железной руды. Когда в четвертом реакторе 40 восстановления с псевдоожиженным слоем сформирован псевдоожиженный слой, и этот псевдоожиженный слой постепенно повышается до высоты, на которой присоединена линия L301 загрузки мелкодисперсной железной руды, мелкодисперсную железную руду загружают в третий реактор 30 восстановления с псевдоожиженным слоем, и в нем постепенно формируют псевдоожиженный слой путем периодического открывания и закрытия клапана V301 для загрузки мелкодисперсной железной руды. Если высота псевдоожиженного слоя в третьем реакторе 30 восстановления с псевдоожиженным слоем возрастает, и в то же время как нижняя часть 2011а (показанная на Фиг.2) участка 2011 опускной трубы, так и конечная часть линии L301 для загрузки мелкодисперсной железной руды герметизированы псевдоожиженным слоем, клапан V303 для загрузки мелкодисперсной железной руды открывают, и затем мелкодисперсная железная руда естественным образом перетекает по линии L301 для загрузки мелкодисперсной железной руды при открытом клапане V303 для загрузки мелкодисперсной железной руды, и мелкодисперсную железную руду непрерывно загружают в реактор 30 восстановления с псевдоожиженным слоем. Используя вышеописанный способ, формируют псевдоожиженный слой в первом и втором реакторах 10 и 20 восстановления с псевдоожиженным слоем, а затем мелкодисперсная железная руда непрерывно протекает из бункера 45 для загрузки мелкодисперсной железной руды в первый реактор 10 восстановления с псевдоожиженным слоем. Состояние загрузки мелкодисперсной железной руды при аварийных ситуациях, когда нормальная работа затруднена, будет объяснено ниже.
Фиг.4 иллюстрирует состояние, в котором мелкодисперсную железную руду непосредственно загружают только во второй реактор 20 восстановления с псевдоожиженным слоем с использованием устройства для загрузки мелкодисперсной железной руды, изображенного на Фиг.3. Хотя на Фиг.4 показано, что мелкодисперсную железную руду загружают только во второй реактор 20 восстановления с псевдоожиженным слоем, это сделано просто для того, чтобы проиллюстрировать данное изобретение, где мелкодисперсную железную руду подают только в определенный реактор восстановления с псевдоожиженным слоем, и данное изобретение не ограничено этим случаем. Таким образом, мелкодисперсную железную руду можно прямо загружать только в один из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем: четвертый реактор 40, или третий реактор 30, или второй реактор 20, или первый реактор 10.
Например, если руда не поступает равномерно из третьего реактора 30 восстановления с псевдоожиженным слоем во второй реактор 20 восстановления с псевдоожиженным слоем, то мелкодисперсную железную руду можно загружать только во второй реактор 20 восстановления с псевдоожиженным слоем, открывая загрузочные клапаны V451, V453, V455 и V203, которые связаны только с непосредственной загрузкой мелкодисперсной железной руды во второй реактор 20 восстановления с псевдоожиженным слоем. Кроме того, остальные загрузочные клапаны V403, V303, V103, V457 и V459 закрыты, тем самым препятствуя непосредственной загрузке мелкодисперсной железной руды в остальные реакторы 40, 30 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем. Если псевдоожиженный слой должен быть сформирован только во втором реакторе 20 восстановления с псевдоожиженным слоем, то мелкодисперсную железную руду непосредственно загружают во второй реактор 20 восстановления с псевдоожиженным слоем, используя вышеописанный способ, и таким образом работу можно проводить стабильно.
В частности, так как вышеупомянутый способ необходим для того, чтобы быстро сформировать псевдоожиженный слой в ходе работы, то загрузочные клапаны V401, V301, V201 и V101, каждый из которых соединен с реакторами 40, 30, 20 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем, могут быть открыты. Однако все загрузочные клапаны V401, V301, V201 и V101 могут быть закрыты, если это необходимо.
Фиг.5 иллюстрирует увеличенный вид конструкции выгрузки мелкодисперсной железной руды реактора 200 восстановления с псевдоожиженным слоем, показанного на Фиг.1. Для удобства на Фиг.5 приведена только часть, относящаяся к выгрузке мелкодисперсного железа из реактора 200 восстановления с псевдоожиженным слоем, а остальная часть опущена. Сплошная линия на. Фиг 5 указывает путь перемещения восстановительного газа, а пунктирная линия указывает путь перемещения мелкодисперсной железной руды. Как показано на Фиг.5, реактор восстановления с псевдоожиженным слоем можно снабдить только устройством для выгрузки мелкодисперсной железной руды, без устройства для загрузки мелкодисперсной железной руды, показанного на Фиг.3.
Линия выгрузки мелкодисперсной железной руды, приведенная на Фиг.5, включает первые линии L405, L305, L205 и L105 для выгрузки мелкодисперсной железной руды и вторые линии L407, L307, L207 и L107 для выгрузки мелкодисперсной железной руды. Разгрузочные клапаны V405, V305, V205 и V105 установлены на первых линиях L405, L305, L205 и L105 для выгрузки мелкодисперсной железной руды, соответственно, посредством которых выгружают мелкодисперсную железную руду в тушильную установку 47, если псевдоожиженный слой переполнен. Кроме того, на вторых линиях L407, L307, L207 и L107 для выгрузки мелкодисперсной железной руды установлены разгрузочные клапаны V407, V307, V207 и V107, соответственно, посредством которых выгружают мелкодисперсную железную руду в тушильную установку 47.
Как показано на Фиг.5, первые линии L405, L305, L205 и L105 для выгрузки мелкодисперсной железной руды и вторые линии L407, L307, L207 и L107 для выгрузки мелкодисперсной железной руды могут быть соединены друг с другом. Другие разгрузочные клапаны V409, V309, V209 и V109 установлены в их нижней части для соединения с линией L47 для выгрузки мелкодисперсной железной руды, посредством которых регулируют поток мелкодисперсной железной руды, направляемый в тушильную установку 47.
Мелкодисперсную железную руду можно выгрузить наружу, чтобы регулировать высоту псевдоожиженного слоя в ходе нормальной работы, используя только первые линии L405, L305, L205 и L105 для выгрузки мелкодисперсной железной руды. В этом случае на псевдоожиженный слой оказывают небольшое воздействие, и регулируют снижение псевдоожиженного слоя до приемлемой высоты. Между тем, если необходимо опустошить каждую из внутренних частей реакторов 40, 30, 20 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем, например, для прекращения работы, то реакторы 40, 30, 20 и 10 восстановления с псевдоожиженным слоем можно быстро опустошить путем использования как первых линий L405, L305, L205 и L105 для выгрузки мелкодисперсной железной руды, так и вторых линий L407, L307, L207 и L107 для выгрузки мелкодисперсной железной руды.
Если применяют устройство для выгрузки мелкодисперсной железной руды, показанное на Фиг.5, в реакторе 200 восстановления с псевдоожиженным слоем можно избежать явлений разделения и слипания, вызванных застоем в течение длительного времени, выгрузив мелкодисперсную железную руду. Кроме того, на ранней стадии предотвращают образование застойного слоя во второй линии L407, L307, L207 и L107 для выгрузки мелкодисперсной железной руды и вблизи участка соединения с реактором восстановления с псевдоожиженным слоем, и тем самым можно оптимально поддерживать рабочее состояние реактора восстановления с псевдоожиженным слоем.
Фиг.6 схематически иллюстрирует реактор 200 восстановления с псевдоожиженным слоем, включающий загрузочное устройство по Фиг.3 и разгрузочное устройство по Фиг.5. Так как загрузочное устройство реактора 200 восстановления с псевдоожиженным слоем, показанного на Фиг.6, является таким же, как устройство, показанное на Фиг.3, а разгрузочное устройство реактора 200 восстановления с псевдоожиженным слоем, показанного на Фиг.6, является таким же, как устройство, показанное на Фиг.5, подробное пояснение к ним опущено. Тушильная установка 47 соединена как со второй линией L45 для загрузки мелкодисперсной железной руды, так и с линией L44 для выгрузки мелкодисперсной железной руды.
Как показано на Фиг.6, мелкодисперсную железную руду можно загружать или выгружать путем совместной установки загрузочного устройства и разгрузочного устройства. Таким образом, если мелкодисперсную железную руду загружают или выгружают, стабильность работы приближается к максимальной, и эксплуатацию реактора восстановления с псевдоожиженным слоем можно осуществлять равномерно.
Данное изобретение ниже поясняют экспериментальными примерами данного изобретения. Экспериментальные примеры данного изобретения приведены просто для иллюстрации данного изобретения, и данное изобретение не ограничено ими.
Экспериментальные примеры
Эксперименты были проведены с использованием установки для получения расплавленного чугуна, имеющей конструкцию, приведенную выше на Фиг.6. Давление подачи восстановительного газа составляло 0,3 МПа (3 бар), а расход выходящего газа составлял 160000 м3(н.у.)/час. Температуру четвертого реактора восстановления с псевдоожиженным слоем поддерживали при 450°С; температуру третьего реактора восстановления с псевдоожиженным слоем поддерживали при 650°С; температуру второго реактора восстановления с псевдоожиженным слоем поддерживали при 750°С; и температуру первого реактора восстановления с псевдоожиженным слоем поддерживали при 850°С. Поскольку специалист легко может понять остальные условия эксперимента, то подробное описание их опущено.
Экспериментальный пример 1
Мелкодисперсную железную руду загружали непосредственно в каждый из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем из загрузочного бункера для мелкодисперсной железной руды путем использования загрузочного устройства, приведенного на Фиг.6.
Экспериментальный пример 2
Мелкодисперсную железную руду выгружали из каждого реактора восстановления с псевдоожиженным слоем в тушильную установку путем использования разгрузочного устройства, приведенного на Фиг.6.
Сравнительный пример 1
Для сравнения с Примером 1, мелкодисперсную железную руду загружали в каждый из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем путем использования обычного способа загрузки мелкодисперсной железной руды. Мелкодисперсная железная руда последовательно проходила через каждый из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, и ее загружали в них из загрузочного бункера для мелкодисперсной железной руды. Так как обычный способ загрузки мелкодисперсной железной руды легко понятен специалисту в данной области, то подробное описание его опущено.
Сравнительный пример 2
Для сравнения с Примером 2, мелкодисперсную железную руду выгружали из каждого реактора восстановления с псевдоожиженным слоем с использованием обычного способа выгрузки мелкодисперсной железной руды. Поскольку обычный способ выгрузки мелкодисперсной железной руды легко понятен специалисту в данной области, то подробное описание его опущено.
Результаты загрузки мелкодисперсной железной руды в вышеописанном Экспериментальном примере 1 и в Сравнительном примере 1 сравнены в нижеприведенной Таблице 1.
| Таблица 1 | ||
| Наименование | Экспериментальный пример 1 | Сравнительный пример 1 |
| Количество загружаемой мелкодисперсной железой руды (т/ч) | 180 | 120 |
| Общее время заполнения реактора восстановления с псевдоожиженным слоем (мин) | 155 | 240 |
| Время герметизации участка опускной трубы в каждом из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем (мин) | 25/20/20/25 | 50/40/35/50 |
| Количество случаев закупорки циклона при загрузке в течение 3 месяцев (шт.) | 0 | 2 |
Как описано в Таблице 1, в экспериментальном примере 1 по данному изобретению можно было загрузить больше мелкодисперсной железной руды по сравнению со Сравнительным примером 1 (предшествующий уровень техники). Следовательно, время заполнения реактора мелкодисперсной железной рудой было значительно сокращено, и в каждом из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем быстро формировались псевдоожиженные слои, что значительно сокращало время, необходимое для герметизации участка опускной трубы. Как описано выше, участок опускной трубы быстро герметизировали, и, таким образом, в течение трех месяцев в циклоне не происходило явлений закупорки. Следовательно, можно было стабильно поддерживать работу.
Кроме того, результаты по выгрузке мелкодисперсной железной руды в Экспериментальном примере 2 и Сравнительном примере 2, которые были сравнены друг с другом, приведены в Таблице 2 ниже.
| Таблица 2 | ||
| Наименование | Экспериментальный пример 2 | Сравнительный пример 2 |
| Разность давления между реактором восстановления с псевдоожиженным слоем и тушильной установкой, МПа (бар) | 0,03-0,05 (0,3-0,5) | 0,05-1,0 (0,5-1,0) |
| Явление застаивания | Отсутствовало | Присутствовало вблизи линии выгрузки |
| Частота выхода из строя насоса тушильной установки (шт./мес) | 0 | 1 |
| Число переполнений (шт.) | 0 | 2 |
| Период работы | 120 дней | 60 дней |
Как видно из Таблицы 2, разность давлений между реактором восстановления с псевдоожиженным слоем и тушильной установкой в Примере 2 по данному изобретению была снижена по сравнению с обычным Сравнительным примером 2. Это было вызвано естественной выгрузкой мелкодисперсной железной руды. Поскольку мелкодисперсную железную руду выгружают естественным путем, в линии выгрузки мелкодисперсной железной руды не образуется застойный слой. Кроме того, не возникало неисправностей в насосе тушильной установки, и тушильная установка не переполнялась, так как к тушильной установке Экспериментального примера 2 по данному изобретению не прилагали больших нагрузок. Кроме того, было существенно увеличено время работы (до 120 дней).
Хотя выше были подробно описаны примеры реализации данного изобретения, следует ясно понимать, что многие изменения и/или модификации основной изложенной здесь концепции изобретения находятся в пределах объема данного изобретения, определенного в прилагаемой Формуле изобретения.
1. Установка для получения расплавленного чугуна, содержащая реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем, в которых восстанавливают мелкодисперсную железную руду и превращают эту мелкодисперсную железную руду в восстановленное железо, бункер для загрузки мелкодисперсной железной руды, из которого подают мелкодисперсную железную руду в реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем, линию для загрузки мелкодисперсной железной руды, которая непосредственно соединяет бункер для загрузки мелкодисперсной железной руды с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, и через которую непосредственно загружают мелкодисперсную железную руду в каждый из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, плавильную печь-газификатор, в которую загружают кусковые углеродсодержащие материалы и восстановленное железо и подают кислород, при этом в плавильной печи-газификаторе получают расплавленный чугун, и линию подачи восстановительного газа, по которой подают восстановительный газ, выходящий из плавильной печи-газификатора, в реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем.
2. Установка по п.1, в которой линия для загрузки мелкодисперсной железной руды содержит вспомогательную линию загрузки мелкодисперсной железной руды, которая соединена с бункером для загрузки мелкодисперсной железной руды, и ответвленную линию загрузки мелкодисперсной железной руды, которая отведена от вспомогательной линии загрузки мелкодисперсной железной руды и соединена с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем.
3. Установка по п.2, дополнительно включающая тушильную установку, которая соединена с бункером для загрузки мелкодисперсной железной руды через вспомогательную линию загрузки мелкодисперсной железной руды.
4. Установка по п.3, в которой сформирован ряд соединений, в местах, где вспомогательная линия загрузки мелкодисперсной железной руды соединена с ответвленной линией загрузки мелкодисперсной железной руды, и установлен загрузочный клапан между соседними соединениями, между бункером для загрузки мелкодисперсной железной руды и наиболее близким к нему соединением, и между тушильной установкой и наиболее близким к ней соединением.
5. Установка по п.2, в которой загрузочный клапан установлен в ответвленной линии загрузки мелкодисперсной железной руды.
6. Установка по п.1, дополнительно включающая основную линию загрузки мелкодисперсной железной руды, которая соединяет бункер для загрузки мелкодисперсной железной руды с реактором восстановления с псевдоожиженным слоем, причем бункер расположен в непосредственной близости от этого реактора восстановления с псевдоожиженным слоем, и которая соединяет соседние реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем друг с другом.
7. Установка по п.6, в которой вспомогательная линия загрузки мелкодисперсной железной руды соединена с реактором восстановления с псевдоожиженным слоем на той же высоте, что и высота, на которой основная линия загрузки мелкодисперсной железной руды соединена с реактором восстановления с псевдоожиженным слоем.
8. Установка по п.7, в которой вспомогательная линия загрузки мелкодисперсной железной руды, которая соединена с реактором восстановления с псевдоожиженным слоем, составляет определенный угол с основной линией загрузки мелкодисперсной железной руды в месте, где основная линия загрузки мелкодисперсной железной руды соединена с реактором восстановления с псевдоожиженным слоем.
9. Установка по п.8, где этот определенный угол составляет от 30 до 150°.
10. Установка для получения расплавленного чугуна, включающая реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем, в которых сформирован псевдоожиженный слой, при этом в реакторах восстановления с псевдоожиженным слоем восстанавливают мелкодисперсную железную руду и превращают мелкодисперсную железную руду в восстановленное железо, линию выгрузки мелкодисперсной железной руды, которая соединена с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем в середине или в верхней части псевдоожиженного слоя и через которую выгружают мелкодисперсную железную руду из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, плавильную печь-газификатор, в которую загружают кусковые углеродсодержащие материалы и восстановленное железо и вводят кислород, при этом в плавильной печи-газификаторе получают расплавленный чугун, и линию подачи восстановительного газа, по которой подают восстановительный газ, выходящий из плавильной печи-газификатора, в реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем.
11. Установка по п.10, дополнительно включающая тушильную установку, которая соединена с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем посредством линии выгрузки мелкодисперсной железной руды.
12. Установка по п.11, дополнительно включающая еще одну линию выгрузки мелкодисперсной железной руды, которая установлена прямо на распределительной пластине в каждом из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, и где эта линия выгрузки мелкодисперсной железной руды соединена с другой линией выгрузки мелкодисперсной железной руды.
13. Установка по п.12, дополнительно включающая линию загрузки мелкодисперсной железной руды, которая соединяет реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем друг с другом и через которую выгружают мелкодисперсную железную руду, и где линия выгрузки мелкодисперсной железной руды соединена с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем в месте, где линия выгрузки мелкодисперсной железной руды находится выше нижнего конца участка опускной трубы циклона, установленного в каждом из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, и ниже линии загрузки мелкодисперсной железной руды.
14. Установка для получения расплавленного чугуна, включающая реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем, в которых сформирован псевдоожиженный слой, и в реакторах восстановления с псевдоожиженным слоем восстанавливают мелкодисперсную железную руду и превращают эту мелкодисперсную железную руду в восстановленное железо, бункер для загрузки мелкодисперсной железной руды, из которого подают мелкодисперсную железную руду в реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем, линию загрузки мелкодисперсной железной руды, которая непосредственно соединяет загрузочный бункер с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем и через которую непосредственно загружают мелкодисперсную железную руду в каждый из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, линию выгрузки мелкодисперсной железной руды, которая соединена с каждым из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем в середине или в верхней части псевдоожиженного слоя и через которую выгружают мелкодисперсную железную руду из каждого из реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, плавильную печь-газификатор, в которую загружают кусковые углеродсодержащие материалы и восстановленное железо и подают кислород, при этом в плавильной печи-газификаторе получают расплавленный чугун, и линию подачи восстановительного газа, по которой подают восстановительный газ, выходящий из плавильной печи-газификатора, в реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем.
15. Установка по п.14, дополнительно включающая тушильную установку, которая соединена с линией загрузки мелкодисперсной железной руды и с линией выгрузки мелкодисперсной железной руды.
16. Способ получения расплавленного чугуна, включающий непосредственную загрузку мелкодисперсной железной руды в реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем из загрузочного бункера для мелкодисперсной железной руды через линию загрузки мелкодисперсной железной руды, которая непосредственно соединяет загрузочный бункер для мелкодисперсной железной руды и каждый из ряда реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем, превращение мелкодисперсной железной руды в восстановленное железо при прохождении мелкодисперсной железной руды через реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем, загрузку кусковых углеродсодержащих материалов и восстановленного железа в плавильную печь-газификатор, соединенную с реакторами восстановления с псевдоожиженным слоем, введение кислорода в плавильную печь-газификатор и получение расплавленного чугуна и подачу восстановительного газа, выходящего из плавильной печи-газификатора, в реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем.
17. Способ по п.16, в котором при подаче мелкодисперсной железной руды в реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем мелкодисперсную железную руду непосредственно загружают только в определенный реактор восстановления с псевдоожиженным слоем из ряда реакторов восстановления с псевдоожиженным слоем.
18. Способ по п.16, дополнительно включающий подачу мелкодисперсной железной руды из загрузочного бункера для мелкодисперсной железной руды в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем через основную линию загрузки мелкодисперсной железной руды, и в котором основная линия загрузки мелкодисперсной железной руды соединяет загрузочный бункер для мелкодисперсной железной руды с реактором восстановления с псевдоожиженным слоем, который расположен наиболее близко к загрузочному бункеру для мелкодисперсной железной руды, и основная линия загрузки мелкодисперсной железной руды соединяет соседние реакторы восстановления с псевдоожиженным слоем друг с другом.
