Способ бескоксового получения жидкого металла

 

- 4 и

»»»1

» . ь м 1

Союз Соаетс:;их

»}, 0} }:: др1»стм»иеск}}}}

P с}тв блин

А» -вг;r @gal..}со у г;.".1-;-„}т щу (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено11. ОЗ. 75 (21) 2112977/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

С 21в 13/О2

Гоо} ддротооииыи ко}!Втот

Сооета }о}иистроа СССР оо делам изооретоиий и открытий (53) УДК 669. 181. . 24 (088, 8) (43) Опублнковано05. 07. 76.Бюллетень №25 (45) Дата опубликования описания 17.09.76

В. Т. Плицын,. Б., С. Фиалков, Е. В, Максимов, Н. А. Сагинов, Т. Д. Такенов и В. A. Барсукова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Химико-металлургический институт АН Казахской CCP (54) СПОСОБ БЕСКОКСОВОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО

МЕТАЛЛА

20

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения чугуна, стали или промежуточного продукта на предприятиях черной металлургии.

Известен способ бескоксового получения жидкого металла из окислов железа, вкл}очаюцп}й восстановление окислов железа в плотном слое; последующее плавление восстановленного материала в определенном »грег»те без охла><депия перед плавлением; использова}}ие тепловой и xIIмической энерг}ш газов, образуюшихся в плавильном агрегате, на нагров и восстановление материалов в плотном слое, Недостатком этого способа является трудность дозировки механическими устройствами расхода восстановленного материала D горячем состоянии пз восстановительного агрегата в плац}}л}я}ыи.

Кроме того, к недостаткам известного способа Относятся ограниченные воз:,,}ожНОСТИ ПЦТЕНСИ(1 НК»ЦПИ ПРОЦЕССа (В »Дi . BP гулируемого характера периодического (пик Il}÷îcêoãî) постуллец }я восстаповлеп-1 ных материалов из зоны восстановления в зону плавления и вследствие этого невозмо>кность независимого управления процес. сами г, зонах восстановления и плавления

5 шахтных печей. ">1 этого способа характерны ухудшенные газораспределение по сечению и газопроницаемость слоя, пониженная интенсивность тепло- и массооб: ецных процессов в слое и низкая степень использования газа-восстановителя, вследствие проведения восстановления циклическим (периодически;1) процессом в подвешенном, а следователь} о, неподви>кпом слое, Кроме того, периодичность выпуска значительного обьема восстановлеш}ых материалов в зону плавления приводит к неравномерной работе последней, ухудшению условий ее эксплуаташ}и, поиад; л .к} в зону плавлечия материалов со степенью восстановле111}я, ."1ецьшей} заданной, цикл11ческому характеру измене}и}я темпер»туры ма.тер.}ало в слое, к возможности псрегрова восстановле", ного материал» вблизи зоны выпуска, его спекан}}я и завис ..ля над послед}10й. Все эт}1 }едост".пт: T (1 .= т К! О>ги Iic liifIO Kaчесгва пОлучае.".>Ого Meгалла i . технико-экономических показаге: ей процесcQ в целом.

Полью изобрегенпя являегся устранение указанных недостатков за счег обеспечения независимого управления процессами воссгановлен;>я в движущемся слое и плавления при регулируемом посгоянном поступлении воссгановленного материала пз зоны воссга= новления в зону плавления, I. е. при усгранспип периодического (циклического) характера процессов воссгановле>п я в неподвиж-. нОм слое и плавления Mal e()lfaëOB, Восс гановленных до заданной степени.

Для этого предложен способ, по которому гез-восстановитель при 8ОО-11ОООС в количестве 6О-99% от общего расхода газа вводят выше зоны выпуска восстановленных материалов и в количестве 4О-1% — ниже зоны выпуска, а поддержание заданной степени. восс гановленпя материалов в плотном движу- щемся слое осуществляют пу-тем изменения расхода второго потока газа-восстановителя в указанных пределах при сохранении постоянным общего расхода газа-восстановителя, С целью дополнительного регулирования степени восстановления и производительнос- ти давление потока газа-восстановителя, вводимого ниже зоны выпуска, предложено изменять путем наложения усиленных и сдвинутых по фазе от О до 180 естественных о колебаний, возникающих с частотой lO 12

-10 Гц при обрушении и образовании динамически неустойчивых сводов над зоной выпуска восстановленных материалов.

Сущность предложенного способа заключается в том, что газ-восстановитель ниже зоны выпуска восстановленных материалов подается в количестве, недостаточном для подвисания материалов в зоне восстановления, но чеобходимом для поддержания требуемой скорости опускания слоя, а выше зоны выпуска - в количестве, обеспечивающем заданную скорость восстановления материалов; при постоянстве общего расхода газа-восстановителя, Способ осуществляется следующим обре.зом.

На колошник шахтной печи загружаютокатыши, агломерат или кусковую железную руду. В зоне восстановления окислы железа восстанавливаются до заданной степени встречным потоком газа-восстаповителя в плотном движущемся слое и через зону вь:— пуска поступают в зону плавления. Зона выпу.ска, разделяющая 30HeI восстановления и плавления, в зависимости от размеров шахты, опредоляемых производительностью установки, может быть выполнена в виде одного, двух и более отверстий. Газ-воссгановигель BBnq r двумя погоками, соог:.-,егс гвенно ниже зоны выпуска и выше пос-

;!exile>f при гемпзрагуре, макспл . льно воз:уожной B пределах 800-1100 С, но пе

; —,>евы>Лающей гемперагуру начала размягчения воссгановленного материала. PacxOII газа-восстановителя первого потока, вводимого Bnilile зоны выпуска, составляет 60-99%, а ниже ее (вгорой поток)-соответственно

40-1% ог общ";.го расхода газа. Скорость движения материалов из зоны восстановления в зону плавления регулируют изменением в указанных пределах расхода газавоссгановпгеля, вводимсго ниже зоны выпуска, при сохранении посгоянным общего

@ расхода газа. I

Скорость поступления восстановленного материала в зону плавления не зависит от расхода первого газового потока, вдуваемого выше зоньу выпуска. В то же время скоЮ рость посту п>ле»>1я восстановленного материала из зоны восстановления в зону плавления можно изменить от минимального до максимального значения путем уменьшения расхода второго газового потока, вдуваемого

2э ниже зоны выпуска.

Скорость посту-пления л>атериала в зону плавления определяет время его пребывания в зоне восстановления, а следовательно, степень восстановления. фф При этом в каждом конкретном случае можно обеспечить такую скорость поступле». ния материала в "îíó плавления, при которой в зоне восстановления достигается заданная степень восстановления (металлизащ ция) материала, В зоне плавления происходит расплавльнис восстановленных материалов, разделвчие металла If шлака, науглероживание металла при получешп1 чугуна, легпрование р металла и т. д. Плавление материалов и перегрев расплава осуществляется за счет дугового или индукционного электронагрева.

При работе по предложенному способу возникают колебания давления газового,llo д тока, которые обусловлены естественным процессом образования и разрушения динамически неустойчивых сводов над золой

r выпуска с часгогой порядка 10 10 Гц, Уси ieilHe этих колебаний с помощью ийвестд ных устройств позволяет, в частности, интенс: фицировать процессы восстановления и теплообмепа ь слое материалов в 1, 3l„0 раза и тем сал>ым позволяет увеличить скорость поступления материала в зоЯ ну плавления IIp f постоянной степени IIOc с1ановленпя материала или увеличить степень восстановления материала при постоянной производительпости. >>ля изменения скорости поступления материала в зону

@) плавления при постоянном расходе второго

5 20402 о ратурой 900 С в плотном движущемся слое и постоя1пюм поступлении окатышей, мэта1:— лизовапных на 95%, в зону плавления через зону выпуска общей пло1цадью О, 0095 м2.

Для получения данных о соэтноше1п1и расходов газа-восстановителя, вводимого выше и ниже зоны выпуска, диаметр окатьгшей изменяли от 5 до 20 мм, производительность установки — от 100 до 300 т/сутки, 1О общий расход газовосстановителя — от 1000 до 1700 мэ/т металла. Данные приведены в таблице.

Из таблицы следует, что увеличение диаметра окатышей с 5 до 20 мм при произвоРасход газа

Произво тельнос т/сутк ок н. же зо1ы выпуска пуска ий расход газа, мз/т металла

1ООО

88, 1

79,2

64,4

84,0

96,0

11,9

20,8

35,6

16,0

4,0

О, О, О, О, О, 100

1О0

300 дительпости установки 100 т/сутки проводит к необходимости увеличения расхода газового потока, вводимого ьп1же эоны выпуска, с 7-11, 9% до 20, 6-35, 6% от общего расхода газа-восстановителя.

Наложение на газовый поток, вводимый ниже зоны выпуска, колебаний давления

ЗЬ

2 интенсивностью 1000 вт/м и частотои, равной частоте обрушения динамически неустойчивых сводов над зоной выпуска (0,8-7,2 Гц), уменьшает время восстанов- ° ления на 30 % и повышает равномерность @ восстановления окатышей диаметром 10 мм, для чего соответственно повышают скорость поступления окатышей в зону плавления путем уменьшения расхода газового потока, вводимого гп1же зоны выпуска, с 12, 1- 45

20, 8%. до 9, 3-16, 0% от общего расхода газа-восстановителя. Повышение производительности от 100 до 300 т/сутки при восстановлении окатышей диаметром 5 мм возможно при уменьшении расхода газа, вводимого ниже зоны выпуска, с 7-11,9% до 2, 3-4,0% от обшего расхода газа.

Изменепием сдвига по фазе от О до

180 усиленных колебаний давления газового потока, вводимого ниже зоны выпус- С5 ка, по отношению к естественному колебательному процессу образования и разрушения дина1:1ически неустой швых сводов осуществля1эт корректировку скорости поступления окатьгшей в зону плавле шя дпя по- 60 газового потока, а также дпя расширения возможностей регул1 рования этой скорости период усиленных колебаний давления газового патока сдвигают по фазе от О до 180 относительно естественного колебательного процесса образованпя и разрушения динамически неустойчивых сводов над =.îíîé выпуска, П р II м е р. Жидкий металл получают рутем восстановления гематитовых окаты» шей Соколовско-Сарбайского горнообогатительного комбината газом-восстановителем, состоящим из 50% Н2 и 50% СО, темпелучения заданной степени их металлизации (95%) и дополнительное регулирование в процессе работы без изменения соотношения расходов газовых потоков. Измерение естественных колебаний в процессе образования и разрушения динамически неустойчивых сводов может производиться известными пьезоэлектрическими, емкостньт .III, оптическими и другими датчиками, Электрический сигнал от датчиков усиливается по напряженпю и мощности, а затем преобраэуетсл в акустические колебания с задииным сдвигом по фазе. Последние накладывают на газовый поток, BBogHMI IH ниже зоны выпуска.

Общий расход газа-вэсстанэвителя устанавливают B пределах 1000 -1700 м /т металла из соображений обеспечения оптимальной скорости восстановления окатышей и степени использования газа в зависимости от требуемой степени восстановления окатышей, пх восстановимостп и т, п. Как видно из таблицы, с увеличением общего расхода газа-восстановителя при постоянной производительности долю расхода газового потока, вводимого ниже зоны выпуска, уменьшают.

Пределы изменения расхода газового потОка, еводимОГО 1п1же эоны выпу ска l 10 от общего расхода газа, выбраны из следующих соображений: верхний предел, т. е.

40; ограничивается возможной производите;и постыл установки, а нижний предел, т. е. о2 0402

Составитель А, Харитонов

Редактор E. Братчикова Техред A. Богдан 1(орректор С. Болцижар

Заказ 2987/202 Тираж 653 Подписное

IlHMlIПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изоорстенпй и отКрытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. У жгород, ул, Проектная, 4

1 :-, — обеспечением требуемого времени пребьц;анин желозосодержаших ма-.ериалов в зоне восстановления.

Формула изобрeòåíèÿ

Способ бескоксового получения жидкого металла из железосодержаших материалов, включаюший восстановление окислов восстановительным газом, о т л и ч а ю ш и Й— с я том, что, с, пелью повышения теплообмена в слое и регулированич степени восстановления матерна. а и ого загрузки в зонуплавлония, восстановительный газ температурой 800-1100 С B количестве 60-90 .с. от оошего расхода вводят над зоной разгрузки и в колич с 1 40", „- под этой зоной е при этом расход восстановительного газа под зоной разгрузки регулируют нзл ененпем давления газа под этой зоной путем наложения сдвинутых по фазе до 180 колебаний фильтруемого газа с частотой 10 1-102 Гц.