Шахтная печь для прямого восстановления окислов железа

 

f&75>

ОПИСАН

ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

55341

Йеюз Феветских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 31.12.76 (21) 244242 (23) Приоритет — (32) 02.01.7 (31) 646137 (33) США (43) Опубликовано 30.03.79. Бюлл (45) Дата опубликования описани

Кл."F 27В 1/20

Государственный комитет

К 669.181.423 (088.8) па делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Иностранец

Лутер Гленн Хендриксон (США) Иностранная фирма

«Юсс Инджинирз Энд Консалтантс, Инк» (США) (71) Заявитель (54) ШАХТНАЯ ПЕЧ6 ДЛЯ ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

ОКИСЛОВ )КЕЛЕЗА

Изобретение 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 (1).

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 (2).

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 разгрузочный узел выполнен в виде входящих друг в друга усеченных конусов и снабжен кольцевыми плитами с отверстиями, перекрывающими пространство между стенками смежных конусов и образующими с ними разделенный перегородками на отсеки коллектор для подачи охлаждающего газа.

На фиг. 1 изображена предлагаемая шахтная печь, вертикальный разрез; на фиг. 2 — сечение А — A 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, приме10 ненный в шахтной печи.

Шахтная печь 1, содержащая вертикально расположенный цилиндрический стальной кожух 2, образующий камеру 3, внутренняя поверхность которого футерована

15 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.

20 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, 25 которые размещены по окружности стенки печи. Восстановительный газ с температурой 1600 F (871,11 С) или более подается к наклоненным книзу фурмам 9 от кольцевого коллектора 10, который окружен кожу30 хом 2 и присоединен к источнику газа ra3 зопроводом 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

13. 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 кругoBbIY 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

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 перегородки 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 попере!ном 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 F (760 †9 С) и богатый водородом и одноокисью 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 осу655341 шествления восстановления окиси. Вследствие того, что поч действием силы тяжести мятпиял оп скяется в камере 3 вниз к пязгт» зо11ттмп канат 13, частицы его u газ т т«т ттявстрсчт друг дпугу, что являстсл кпя тпе 11<слясл,ны.,! с точки зрения т ПМОДИттЯМ Ктт и ХИ;тИЧССКОтт РЕаКтИВНОСтИ длл поп 1 111111 ттяттвттстпей эффективности пронесся восстяновпснил. Одновременно с вп cf

ПО т« боППОВОд. 20 ПОдяетСя В рЕГуЛИПуЕxnчодный RoccT3HoBHтс.тт. 11 "т гяз. тт.тстоттттттт температур попяд« 70--1?!! Г (?1,11 — -48.89 С) и составлятоший Около ?"":",, От n6fffef.о кол .т тествя восСтаттОВИтет,vnnо ГЯЗЯ, ПОДаВаЕМОГО В КаМЕpv 3, котопт,!й поступает в камеру через отверстия 19, соединенные с кольцевыми коллсктопями 22, и «срез впускпьте газоводы

25, рясно чо1ксттнт>!с под соответству10щими рязбттвят ллми комков 24. Холодные восстановитс ттитьтс гязтл, поступающие в камеру 3 в этттх ттссколт.ких местах, пропускаютсл кит р г,. тсптз зону 8 HBBctn(обрабятьтвяс f1f f тясттп.ям и в зоне 7 смешиватотсл с E.OHH EEfifff газа.ти, поступающими из ф рмьт 9 пере.т теhт, как покинуть камеру чепсз газ отводя!!тийт трубопровод 12. Во время т. ения кверх г чепез зону 8 охлаждсттпл хочодныс газы отнимают значительное коли тсство тепла от обрабатываемых часттш, охлаждая пх до такой степени, что при разгрузке через канал 13 температура частиц состявлл т примерно 100 F в случае вт.тгр зки в откпытое пространство, и более высок ю температуру, обычно порядка

400 F (205 C;). в случае, когда продукт подвергают дальнейшей обработке, напримсп, в пяссиваторе и т. п.

Поля тя холодного восстановительного газа в соотвстствуюшпс зоны 31, 32 и 33 через зону охлажденття регулируется с nof fo»Ef»o надлежащего регулирующего средства (на чертеже не показано), и газ поступает в соответствуюштте зоны при контролировании путем надлежащего манипулирования несколькими газорегулирующими кранами 21. Путем регулирования потока холодного восстановительного газа, проходящего через зону 8 охлаждения камеры пе ти, можно поддспживать равномерное распределение газовт,тх потоков с тем, чтобы получить равномерность в продукте, 1Р вьтгпу>касмом пз выпускного канала 13.

Более того, путем снабжспттл псрсходной сскцттп 14 прочолт,Ho рязмстттсннтлми и коЯКСиаЛЬПО УСтаттОВЛСтнтт 1 !11 ВП .СК1111Хттт Газовт,тми ко !ëñHTnðàìff 22 отвспстил 19 длл

15 охлаждающего газа пасположснт,т по отпошсппто к зонам 31, 32 и 33 так. что можно удобно контролттровать гязовт,тй поток, проходятций через них.

2Р

Формула изобретения

Шахтная печь для пря»ого восстановления окислов железа, содспжяшая корпус, зягрузо и ое устройство, разгрузочный узел, 25 иметоший сужение книзу. п устройство для подвода и отводя газов, о т л и ч а ю тп а яс я тем, что, с целью регулирования газа по окрухкносттт печи, рязгр .зо тньттт узел выполнен в виде входятцих д! уг в дпугя усеЗр ченных конусов и снабжен кочьцевьтми плитами с отверстиями, перекрьтваютцимп простпянство между стенками смежных коI нусов и обрязутопптми с них и раздсленныи перегорочкамп на отсеки коллектор для

35 подач!1 охлаждякпцего газа.

Источи!тки информации, ппипятьтс во внимание при экспертизе

4р 1. Князев В. Ф. Гттммсльфарб А. И. и

Неменов Л. М. Бескоксовяя металлургия железа. М.. «MeTaллургия», 1972, с. 57 — 70.

2. Патент США ¹ 3748120, к.п. 73 — 35, 1973.

655341!

4 Рггг,г

Составитель Л. Панникова

Техред Н. Строганова Корректор Т. Добровольская

Редактор 3. Ходакова

Типография, пр. Сапунова. 2

Заказ 318/16 Изд. № 231 Тираж 705 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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