Способ получения губчатого железа из тонкоизмельченных железорудных материалов в фонтанирующем слое

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (!!! 5 I 6745

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 343999 (22) Заявлено 04.02.75 (21) 2102938, 02 с присоединением заявки № (51) (. 1,л.- С 21В 13/06

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий. (43) Опубликовано 05.06.76. Б.оллетснь ¹ 21 (45) Дата опубликования описания 15.05.78 (53) УДК 669.181.423 (088.8) (72) Авторы изобретения

К. Е. Махорин, В. А, Шурхал и А. Г. Боборыкин

Институт газа;Н Украинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ЖЕЛЕЗА

ИЗ ТОНКОИЗМЕЛЪЧЕННЫХ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В ФОНТАНИРУЮЩЕМ СЛОЕ

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области металлургии, в частности к прямому получению железа из руд.

По основному авт. св. 343999 известен способ получения губчатого железа из тонкоизмельченных железорудных материалов в фонтанирующем слое, по которому процесс ведут при 650 — 880 С и при отношении скоростей газа в диафрагме и рабочей зоне реактора в пределах 8 — 15.

Недостатком такого способа является то, что при высоком содержании в слое мелкодисперсных фракций может быть нарушено псевдоожиженное состояние в результате слипания материала во всей массе слоя. При малом относительном количестве мелкодисперсного материала процесс является малопроизводительным.

С целью предотвращения слипания материала предложен способ, по которому соотношение весовых количеств металлизованных комков крупностью 3 — 5 мм и тонкоизмельченного железорудного материала в реакторе поддерживают в пределах 2 — 5, преимущественно от 3 до 4.

На чертеже представлена технологическая схема предложенного способа.

В качестве исходного сырья используют тонкоизмельченные высокосортные железорудные материалы (концентрат плн богатую руду)

В начальной стаднп процесса псевдоожнженный слой создают путем псевдоожиження ком5 ков металлизованного материала, подаваемых из бункера 1 в реактор 2, предварительно разогретый при помощи горелок 3.

Псевдоожиженпе осуществляют смесью по10 догретых до 350 — 550 С метана и кислорода.

Процесс конверсии метана происходит в условиях недостатка кислорода непосредственно в фонтанирующем слое. Образующш1ся водяной газ восстанавливает поступающий в

15 реактор нз бункера 4 исходный тонконзмсльченный железорудный материал.

Чтобы предотвратить слипание комков во всем объеме, в реактор 2 непрерывно вводят такое количество тонкоизмельченного железо20 рудного материала, чтобы на одну его весовую часть приходилось 2 — 5 частей комков, при этом из реактора непрерывно выгружают соответствующее количество комков мсталлпзованного продукта.

25 Температурный режим н расширенис фонтанирующего слоя поддерживают с таким расчетом, чтобы происходило слипание частиц материала и налипание их на комки металлпзованного продукта, для чего отношение ско30 рости газа в диафрагме и рабочей зоне реак516745 тора поддерживают в пределах от 8 до 15, а температуру восстановления 650 — 880 С.

По мере того как силы тяжести комков вследствие увеличения их массы превысят подъемную силу газового потока, комки выпадают из фонтанирующего слоя в нижнюю часть реактора.

Отходящий из реактора газ с температурой порядка 650 — 850 С поступает в пылеуловитель 5, где он очищается от пыли. Уловленный пылевидный материал подается обратно в реактор, а газ направляют в теплообменники 6 и 7, где за счет его тспла подогревают метан и кислород, смесь которых вдувают в реактор через фурмы.

Часть отработанного газа по выходе пз теплообменника 6 через влагоотделитель 8 просасывают газодувкой 9 и используют для пневмотранспорта исходного материала в реактор. Остальное количество отработанного газа используют в качестве топлива для технических целей.

П р и м ер 1. Процесс ведут при следующем режиме: температура в рабочей зоне реактора

880 С; отношение скоростей газа в диафрагме и рабочей зоне 8; отношение весовых количеств металлизованных комков и топкоизмельченного материала в реакторе 2.

В разогретый реактор с поперечными сечениями диафрагмы и рабочей зоны соответственно 0,17 и 5 м вводят со скорость|о

10100 мм в час смесь подогретых до 500 С природного газа (5650 нм ) и кислорода (4450 нм ) и загружают 2400 кг металлизованных комков крупностью 3 — 5 мм.

В результате неполного сгорания метана образуется 17500 нм в час конвертированного газа. В созданный фонтанирующий слой вдувают 1440 Kr (с учетом 20 /О уноса газовым потоком) железорудного концентрата магнитного обогащения. После вывода реактора на заданный технологический режим концентрат вдувают в реактор непрерывно со скоростью 8650 кг в час, для чего расходуют

5500 нм в час возвратного газа, и выводят из реактора металлизованные комки со скоростью 6750 кг в час.

Пример 2. Процесс ведут при температурном и газовом режимах, указанных в примере 1, но при отношении весовых количеств мсталлизованных комков и тонкоизмельченного железорудного материала, равном 5.

В разогретый реактор загружают 600 кг металлизованных комков, а после создания фонтанирующего слоя вдуBBIQT 1440 кг концентрата магнитного обогащения. После вывода на заданный режим в реактор непре15 рывно вдувают концентрат со скоростью

8650 кг в час и выводят из реактора металлизованные комки со скоростью 6700 кг в час.

В обоих примерах слипания материала в слое не наблюдается.

20 В известных способах получения металлизованных материалов в качестве исходного сырья используют железорудные окатыши.

На их изготовление затрачивают значительное количество тепловой энергии, требуются

25 капитальные вложения на сооружение фабрик для производства окатышей. Поэтому реализация предложенного способа позволит существенно снизить себестоимость металлизованного материала. Для этого необходимо прове30 сти испытания на укрупненной пилотной установке, что позволит получить исходные дан. пые для проектирования опытно-промышлен ной установки.

35 Формула изобретения

Способ получения губчатого железа из тонкоизмельченных железорудных материалов в фонтанирующем слое по авт. св. 343999, отл и ч а |о шийся тем, что, с целью предотвра40 щения слипания материала, весовое соотношение металлизованных комков крупностью

3 — 5 мм и тонкоизмельченного железорудного материала поддерживают в пределах 2 — 5.

516745

Составитель Л. Панннкова

Корректоры: Л. Брахиина и Е. Хмелева

Редактор Е. Братчикова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 822/12 Изд. М 302 Тираж 653

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5