Агрегат для виробництва металу з залізовмісної сировини

1. Агрегат для виробництва металу з залізовмісної сировини, що включає реактор, виконаний у вигляді герметичної посудини зі сталевим кожухом, захищеним зсередини футерівкою, обладнаний засобами для подачі вуглецевмісного палива і кисневмісного газу, засобом часткового відновлення матеріалу і подачі його в плавильну зону з заданою висотою стовпа шихти, засобом для охолодження газу, що відходить з плавильної зони, який відрізняється тим, що на рівні стовпа шихти, у зоні кутів внутрішнього периметра поперечного перерізу реактора, установлені допоміжні плазмотрони таким чином, що осі симетрично встановле C2 2 75925 1 3 75925 4 плавлення, випускний отвір із трубопроводом газу, планок, закріплених на бічних сторонах реактора, що відходить, засіб для введення залізоокисного вертикальні вітки яких мають наскрізні отвори і матеріалу в підданий допалюванню відхідний газ встановлені в отворах опорної плити з можливістю для часткового відновлення матеріалу й охолофіксації клином, при цьому торцева поверхня сподження газу, розміщений за ним засіб для сепаралучена пазом для установки ущільнення. ції частково відновленого матеріалу від газу і засіб Умови служби футеровки в копильнику та у для подачі частково відновленого матеріалу в зоні впливу струменів допоміжних плазмотронів плавильну піч, який відрізняється тим, що трубопважкі по термічному і хімічному впливу на неї рідровід газу, що відходить, установлений вертикаких і газоподібних продуктів плавки. Стан футерольно і з'єднаний із засобами завантаження залізовки нерідко обумовлює тривалість роботи реактоокисного матеріалу в нижній його частині і з ра і служить причиною частих зупинок з метою її засобом для сепарації, розташованим у верхній заміни. частині каналу [Патент Росії №2077595, заявл. У зв'язку з цим створення конструкції рознім20.12.89, опубл. Бюл. №11, 1997]. ного реактора і можливість прискореної зміни нижСтійкість вогнетривкої частини копильника ниньої частини реактора зі зруйнованою футеровкою зька через контакт із розплавом. Оплавлений у на резервну, поліпшує умови експлуатації агрегависокотемпературній зоні матеріал приходить у ту. контакт зі стінкою печі, відбувається налипання, Оксидовмістний матеріал, будучи розм'якшещо приводить до так званого «нашарування». Ці ним і оплавленим у високотемпературній зоні, проблеми перешкоджають стабільній роботі печі приходить у контакт зі стінкою реактора, відбувапротягом тривалого часу. ється налипання оплавленого металу і шлаку, що В основу винаходу поставлене завдання удоприводить до так званого «нашарування». Налисконалення агрегату для виробництва металу з пання чи «нашарування» залежать від температузалізовмісної сировини, у якому за рахунок зміни ри і від ступеня відновлення оксидовмістного маконструкції реактора забезпечується оперативна теріалу. Через «нашарування» частково чи цілком заміна найбільш уразливої частини реактора, а відновленого оксидовмістного матеріалу на стінках також забезпечити за допомоіою допоміжних (відреактора, можуть виникати відмовлення, через які різних) плазмотронів ліквідацію «нашарування» у стає неможливою безупинна експлуатація агрегареакторі в процесі відновлення сировини, завдяки ту. Можливість запобігання виникнення проблем, чому поліпшується ступінь використання газу і зв'язаних з «нашаруванням» усередині реактора ступінь відновлення, і в результаті цього підвищувирішена за допомогою установки допоміжних ється економічність процесу і забезпечується, при плазмотронів на рівні завантаження стовпа шихти необхідності, ремонт футеровки поза реактором, таким чином, що кожна стінка реактора в області тим самим знижуються виробничі витрати. передбачуваного «нашарування» очищається Поставлена завдання вирішується тим, що в плазмовими струменями, що виходять із плазмотагрегаті для виробництва металу з залізовмісної ронів, розміщених під кутом, із загальною вершисировини, що включає реактор, виконаний у виною, спрямованою вниз. гляді герметичної судини зі сталевим кожухом, Основні (плавильні) плазмотрони встановлені захищеним зсередини футеровкою, обладнаний на двох протилежних сторонах копильника. Поззасобами для подачі вуглецевовмістного палива і довжні осі кожної пари протилежних плазмотронів, кисневовмістного газу, засобом часткового віднову вертикальній площині, розташовані під кутом з лення матеріалу і подачі його в плавильну зону з вершиною, спрямованою убік розплаву. Взаємне заданою висотою стовпа шихти, засобом для охорозташування плазмотронів дає можливість підлодження газу, що відходить, відповідно до винавищити ефективність теплообмінних процесів у ходу, на рівні стовпа шихти, у районі кутів внутріреакторі за рахунок збільшення потоку плазми в шнього периметра поперечного перерізу реактора, розплаві. установлені допоміжні плазмотрони таким чином, Сутність винаходу пояснюється кресленнями, що осі симетрично встановлених вказаних плазде мотронів знаходяться під кутом один до одного в - на Фіг.1 представлений загальний вигляд реплощині, паралельній стінці реактора, з вершиною актора; кута, спрямованою вниз, з можливістю послідовно- на Фіг.2 - переріз А-А Фіг.1; го включення кожної пари плазмотронів, а основні - на Фіг.3 - переріз Б-Б Фіг.1; плазмотрони встановлені на двох протилежних - на Фіг.4 - переріз В-В Фіг.1. сторонах копильника, поздовжні осі кожної пари Агрегат містить реактор, внутрішня порожнина основних протилежних плазмотронів розташовані якого герметично ізольована від атмосфери, а в одній площині з кутом, спрямованим убік поверзовнішній корпус має металевий кожух 1 і футерохні розплаву, при цьому реактор виконаний рознівку 2 з вогнетривкого матеріалу. Верхня низькотемним: верхня стаціонарна частина реактора закрімпературна частина реактора виконана куполопоплена на опорній плиті, нижня - через систему дібною з радіусом у основи, а нижня частина - у ущільнень зв'язана з опорною плитою за допомовигляді прямокутної призми. У верхній низькотемгою механізмів фіксації, а опорна плита встановпературній частині реактора встановлений засіб лена в горизонтальній площині вище рівня розрадля подачі оксидних залізорудних матеріалів у хункової висоти стовпа шихти, при цьому нижня вигляді бункера-дозатора 3 з перфорованими стінзнімна частина реактора, у площині рознімання, ками 4, призначеного для часткового відновлення містить фланець, жорстко зв'язаний з кожухом, а матеріалу і подачі його в порожнину реактора. У механізм фіксації виконаний у вигляді напрямних нижній частині реактора, на рівні стовпа шихти 5, 5 75925 6 установлені вісім допоміжних плазмотронів 6, причасткове відновлення залізорудного матеріалу і значених для ліквідації «нашарування» на стінках підготовка його до роботи в плавильній зоні. Нагріреактора. Плазмотрони 6 розміщені в районі кутів тий до середньомасової температури ТС=3000внутрішнього периметра поперечного перерізу 4000°С і конвертований на СО і Н2 плазмоутворюреактора таким чином, що осі симетрично встаноючий газ у вигляді відновлювальних плазмових струменів продуває шар шихти. Під дією плазмовлених плазмотронів знаходяться під кутом один вих струменів шихта інтенсивно розплавляється, і до одного в площині, паралельній стінці реактора, далі плазмові струмені продувають шар розплаву. з вершиною кута, спрямованою вниз. У нижній Гази, що відходять у процесі плавлення і відновчастині реактора розміщено копильник 7 з льоткою лення окисних матеріалів, мають високу темпера8 для випуску продуктів плавки. На двох протилетуру і значний вміст СО, Н2. Невідновлений FeO жних сторонах копильника 7 встановлені основні плавиться у верхній частині стовпа шихти через плазмотрони 9, спрямовані убік поверхні розплаву, надходження високотемпературного газу, огрудкупри цьому подовжні осі кожної пари протилежних ється, чи оплавляється і налипає на стінки реактоплазмотронів розташовані в одній площині під кура. Велика кількість розплавленого шлаку утворютом . Через основні плазмотрони вводяться в ється поблизу стінок реактора і супроводжується розплав вуглецевовмістне паливо і кисневовмістадгезією, результатом якої є так зване «нашаруний газ У верхній стаціонарній частині реактора вання». Процес утворення «нашарування» контперед бункером-дозатором 3 розміщені форсунки ролюється датчиками. Для ліквідації «нашару10 для додаткової подачі відновлювача, напривань» через додаткові плазмотрони 6, установлені клад природного газу і/чи водяного пару. в зоні границі верхнього рівня стовпа шихти, вдуВерхня стаціонарна частина реактора встановають уздовж стінок реактора плазмові струмені. влена на опорній плиті 11, а нижня знімна частина Тому що одну стінку обдувають два плазмотрони, за допомогою фланця 12 через систему ущільнень обробку периметра внутрішньої порожнини реак13 зв'язана з опорною плитою 11 за допомогою тора ведуть почерговим включенням плазмотронів механізмів фіксації. Конструкція вузла кріплення на кожній стінці, чим гарантується плавлення признімної частини реактора може бути представлена липлих до стінки часток шихти. Гази, що відходять; в такому вигляді. Знімна нижня частина реактора в по вертикальному футерованому каналу надхоплощині рознімання постачена фланцем 12 з падять у зону охолодження, де через форсунки 10 у зом 14 для установки торцевого ущільнення 13. По них вдувають природний газ і/чи водяний пар. зовнішньому периметрі кожуха 1 реактора з однаОхолоджена газова суміш при температурі 800ковим інтервалом жорстко закріплені направляючі 1000°С, маючи високий відновлювальний потенці15, вертикальні вітки яких мають наскрізні отвори. ал, проходить через перфоровану стінку 4 у шар Направляючі 15 встановлені в отворах опорної вихідної шихти, що частково відновлюється. Після плити 11 і зафіксовані клином 16. Механізм перезавершення плавки зливають метал, перевантаміщення знімної частини реактора може бути вижують частково відновлену шихту із бункераконаний на базі силових домкратів, що встановледозатора 3 у високотемпературну зону і завантані на плиті рейкової платформи, причому плита жують бункер-дозатор 3 вихідною сировиною. Далі платформи змонтована з можливістю фіксованого процес повторюється. повороту. Демонтаж нижньої частини реактора роблять Пристрій працює таким чином. після зливу металу і шлаку і зняття плазмотронів. Реактор розігрівається до робочих темпераУстановлюють рейкову платформу під копильник тур. Через засіб завантаження окисних матеріалів 7. Піднімають домкратами копильник і вибивають завантажують шихту в бункер-дозатор 3 з перфоклини 16 з направляючих 15. Опускають нижню рованими стінками 4. Матеріал розподіляється частину реактора, відводять рейкову платформу і рівномірним шаром заданої товщини. Після остакраном переносять на місце ремонту футеровки. точного завантаження матеріалу його перевантаЗапропонований агрегат дозволяє забезпечижують у плавильну зону реактора. Робота реактоти високошвидкісне протікання хімічних реакцій ра для одержання заліза циклічна. Потім знову при сполученні високих температур, досягти більш завантажують вихідним матеріалом бункервисокого ступеня відновлення заліза з окислів, дозатор 3 для наступного часткового відновлення забезпечити захист внутрішньої поверхні реактора вихідного матеріалу. По закінченні завантаження від «нашарувань», здійснити безперервність техвключають плазмотрони 9. Відновлювальні плазнологічного процесу за рахунок поєднання в часі мові струмені в зоні плавлення, проходячи через всіх його операцій від подачі в реактор шихти і шихту, розплавляють її і відновлюють окисли до відновника до випуску металу, а також поліпшити металу. Нагріті гази, що відходять, піднімаються умови експлуатації реактора за рахунок можливонагору і, проходячи через отвори в стінках 4, відсті заміни частини реактора зі зруйнованою футедають шихті значну частину тепла і свого відновровкою на резервну. лювального потенціалу, тим самим відбувається 7 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 75925 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601