Способ восстановления железорудныхматериалов b кипящем слое

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i55001 2

kj

/ «-

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный и патенту (511М. Кл. (22) Заявлено 20.05.75 (21) 2136152/22-02 (23) Приоритет — (32) 20Р 5.74 (31) 7406695-2 (33) Швеция

С 21 В 13/00

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (5Ç) АМ 669.18. .422 (088.8) Опубликовано 2307.81.Бюллетень М 27

Дата опубликования описамия 250781 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Пер Харальд Коллин и Бьерн Биделл (Швеция) (f

t с

Иностранная фирма

"Стора Коппарбергс Бергслагс Актиеболаг"» (Швеция) с (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В КИПЯЩЕМ СЛОЕ

Изобретение относится к способам прямого восстановления железорудных материалов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ восстановления железорудных материалов газом в кипящем слое, включающий ввод в слой материалов и каменного угля 11 .

Однако для дальнейшего повышения степени восстановления железорудных материалов требуется увеличение температуры до 900 С, что в известном способе невозможно из-эа процесса слипания материалов. Цель изобретения — устранение слипания продукта восстановления.

Цель достигается тем, что материалы и уголь вводят смежными потоками, из которых один состоит из угля с минимапьным содержанием летучих, равным 15%.

При этом в горячем кипящем слое образуются связи между частицами железорудных материалов (концентрации пористыми частицами кокса, образующегося из каменного угля). Поскольку большинство частиц концентрата соединено с частицами кокса, слипание полностью устраняется при высокой температуре восстановления, даже если расход угля является небольшим по отношению к количеству концентрата железной руды, участвующего в восстановлении.

При этом в указанных зонах летучие вещества угля удаляются, частично превращаются в газ и коксуются.

Когда новые порции материала вводятся в горячий кипящий слой, состоящий, например, из частиц кокса и концентрата, то его частицы быстро нагреваются и превращаются в смолообраэные вещества, которые осаждаются и аккумулируются на поверхности рудных частиц. Такие смолообразные вещества, покрывающие поверхность частиц, обладают способностью склеивать частицы концентратов. Причина этого заключается в том, что период, во время которого слой смолообразных вещЕств является клейким, прежде чем они газифицируются, является настолько коротким, что частица не имеет времени вступить в соприкосновение больше, чем с несколькими частицами концентрата. Для того, чтобы достичь высокой степени образования соединений частиц означающей, что значитель850012 п. н часть частиц концентрата соединилась с частицами кокса, уголь должен иметь более, ч ем 15% летучих веществ.

Наилучшие результаты получаются при более высоком содержании летучих веществ, например в таких углях, как битумный и бурый. Размеры частиц угля зависят от свойств кипящего слоя.. При этом материал, содержащий окислы железа, должен иметь меньший размер частиц, чем углеродсодержащий материал, так как он имеет больший удельный вес.

На фиг. 1 изображен обычный кипя- щий слой, на фиг. 2 — циркулирующий кипящий слой.

Реактор для кипящего слоя, состоя- )5 щий иэ камеры 1 реактора, в которой расположено дно 2, распределяющее поток газа; подающей трубы 3 для восстанонительного газа и выходной трубы 4 для отходящих газов. Восстанов- 20 ленный материал выводится через выходную трубу 5.

Восстанавливаемый материал подают через нходную трубу 6. Порошок угля с высоким. содержанием летучих веществ 25 непрерывно подают в виде регулируемого потока через трубу 7. У выхода подающей трубы 7 образуется зона 8, которой указанные летучие вещества ноэгоняются, частично газифицируются и коксуются. Труба 6 для материала, содержащего окислы железа расположена так, что материал подается в укаэанную зону 8, в результате чего обраэуются микрочастицы кокса и концентрата. В дне камеры реактора 2 имеют,ся отверстия 9.

На фиг. 2 изображено устройство, в котором используется циркулирующий кипящий слой, т.е. слой, в котором скорость газа поддерживается на таком 40 уровне, что слой полностью заполняет камеру реактора и гаэ, удаляемый из указанной камеры, с высоким содержанием твердых частиц, очищается в циклоне, а частицы затем возвращаются в 45 камеру реактора. Размеры частиц материала, обрабатываемого в циркулирующем кипящем слое, меньше, чем размеры частиц в обычном слое.

Реактор (фиг. 2) состоит иэ камеры с секциями 10,11 и 12, верхняя секция 10 которой соединена с циклоном 13, имеющим возвратную трубу 14 для возврата отделенных в циклоне твердых частиц н центральную часть

11 камеры реактора. В нижней секции

12 материал, содержащий окислы железа, восстанавливается при помощи восстановительного газа, подаваемого снизу. Когда указанный газ попадает н центральную часть реактора, он час- фо тично сжигается вместе с углем при помощи воздуха, поданаемого через ряд форсунок 15, что обеспечивает приход тепла для проведения восстановительного процесса. Уголь с высоким содержанием летучих веществ подается н центральную часть 11 через трубу 16. Летучие вещества возгоняются в зоне 17 вокруг входных отверстий. Материал, содержащий окислы железа, подается в виде пропорционального потока н укаэанные зоны через подающую трубу 18.

Таким образом, образуются микрочастицы кокса и концентрата, которые переносятся газом через верхнюю часть камеры реактора н циклон 13 и возвращаются в центральную часть 11 реактора через трубу 14. После одного иэ нескольких кругооборотов в верхней части реактора частицы, которые уже нагрелись и частично восстановились, попадают в нижнюю часть 12 реактора, где происходит дальнейшее восстановление при помощи восстановительного газа, после чего они удаляются через трубу 19. Поток твердого материала, подаваемого в реактор, и поток материала, удаляемого из реактора, регулируются таким образом, что количество твердого материала в реакторе остается постоянным. Отходящий газ из реактора попадает в до1 затор 20, н котором смешинается с необработанным материалом, подаваемым течкой 21. Этот материал предварительно нагревается еще при помощи газов, отобранных в двух циклонах 22 и 23. Часть газа, удаляемого из цик лона 23, очищается от СО и Н О в устройстве 24 и после теплообмена и предварительного нагрева используется н качестве восстановительного газа в нижней части реактора (12), в то время, как оставшаяся часть 25 используется как промышленное топливо.

Предложенный способ позволяет обеспечить восстановление частиц в слое без слипания при температурах до

9000С. формула изобретения

Способ восстановления-железорудных материалов в кипящем слое, включающий ввод в слой материалов и каменного угля, отличающийся тем, что, с целью устранения слипания продукта носстановления, материалы и уголь вводят смежными потоками, из которых один состоит иэ угля с минимальным содержанием летучих, равным

15%.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Кожевников И.Ю. Бескоксовая металлургия железа. М., "Металлургия", 1970, с. 53-55.