Спосіб вдування здрібненої на малі частинки залізної руди під час плавильно-відновлювального процесу

1 Спосіб вдування здрібненої на малі частинки залізної руди під час плавильно - відновлювального процесу, що містить операції попереднього відновлення залізної руди в печі (12) попереднього відновлення з використанням випускного газу, виробленого в плавильному газифікаторі (11), розплавлення і відновлення попередньо відновленої залізної руди в указаному плавильному газифікаторі (11), подавання випускного газу плавильного газифікатора (11) через висхідну трубу(13) і циклон (14) в піч (12) попереднього відновлення, вдування здрібненої на малі частинки залізної руди, що відокремлена за допомогою циклона (14), через систему (15) повторного введення і плавильний пальник (16) в плавильний газифікатор (11), і подавання частини випускного газу, що пройшов через циклон (14), через скрубер Вентурі (17), перший компресор (18), і трубу (19) циркуляції стиснутого газу у висхідну трубу (13), який відрізняється тим, що він додатково включає операції повторного стиснення за допомогою другого компресора (21) частини стиснутого газу, що проходить через вказану трубу (19) циркуляції стиснутого газу, й вдування здрібненої на малі частинки залізної руди у висхідну трубу (13) при використанні повторного стиснутого газу за допомогою пневматичної системи (22) транспортування здрібненої на малі частинки залізної руди 2 Спосіб за пунктом 1, який відрізняється тим, що як вказану пневматичну систему (22) транспортування здрібненої на малі частинки залізної руди використовують пневматичну систему, що містить резервуар (221) для зберігання сировини, запірний резервуар (222), розподільний резервуар (223), розподільник-дозатор (224) сировини й інжектор (225), а повторно стиснутий газ від другого компресора (21) подають у вказаний запірний резервуар (22) і у вказаний інжектор (225) 3 Спосіб за пунктом 1 або пунктом 2, який відрізняється тим, що вказаним другим компресором 2 газ стискують до величини тиску 5-10 кг/см 4 Спосіб за будь-яким з пунктів 1, 2 або 3, який відрізняється тим, що вироблений газ плавильної печі-газогенератора, який подають через висхідну трубу (13), містить 60-65% СО, 25-30% Н2, 3-5% Даний винахід відноситься до вдування здрібненої на малі частинки залізної руди під час проведення плавил ьно-відновлювального процесу Більш конкретно, даний винахід відноситься до способу вдування здрібненої на малі частинки залізної руди, в якому для зниження температури випускного газу (відновлюючого газу), який генерують і випускають з плавильного газифікатора, здрібнену на малі частинки залізну руду вдувають з використанням частини циркуляційного охолоджувального газу в якості транспортуючого газу В патенті США 4978387, опублікованому 18 12 1990, М кл 5 С21В 11/00, розкритий типовий плавильно-відновлювальний спосіб, в якому для обробки розплавленого металу безпосередньо використовують залізну руду й вугілля без попередньої їх обробки Згідно ЗІ способом по патенту США 4978387 безпосередньо використовують залізну руду й звичайне вугілля без проведення операцій попередньої обробки, таких як спікання й коксування Тому в порівнянні з іншими способами одержання ча ю СОг і 2-4 % N2, при цьому у ВИСХІДНІЙ трубі (13) створюють тиск 3,0-3,5 кг/см , а вказаним першим компресором (18) газ стискують до величини тиску 3,7-4,2 кг/см2 О со го 43397 вуну, наприклад, із використанням доменних печей, сам указаний спосіб є простішим і використовує простіше обладнання Зокрема, як видно з фіг I, обладнання для реалізації указаного способу містить плавильний газифікатора 11 для перетворення вугілля в газ і для розплавлення відновлювальної залізної руди, піч 12 попереднього відновлення для непрямого відновлення залізної руди з використанням відновлювального газу, що виробляється у плавильному газифікаторі 11, та інше допоміжне обладнання Робоча температура плавильної печі-газогенератора 11 дорівнює 1050°С, що є умовою повного розкладання дігтярної складової вугілля В печі попереднього відновлення підтримують робочу температуру 850°С, що є оптимальною температурою для проведення операції непрямого відновлення залізної руди Тому з метою зниження високої температури газу, що відходить від плавильного газифікатора II, до 850°С частину газу, що генерує плавильний газифікатор, охолоджують і очищають з використанням скрубера Вентурі 17 і підвищують в ньому тиск до того, як його подають у висхідну трубу 13 При цьому пил, що утворюється в плавильному газифікаторі, відокремлюють в циклоні 14 і пропускають через систему 15 повторного використання пилу Потім ПИЛ удруге вдувають у плавильний газифікатор через плавильний пальник 16 з метою и розплавлення і осаджування, так щоб звести до мінімуму витрати пального і сировини Однак, вищеописаний спосіб має той недолік, що він дозволяє використовувати тільки крупнозернисту руду і крупнозернисте вугілля з оптимальним розміром частинок (8-35 мм) Автор даного винаходу розробив спосіб, який зменшує обмеження розмірів частинок і подав заявку на патент № 93-8750 у Корейське патентне відомство Згідно З ЦИМ способом у висхідну трубу 13 плавильного газифікатора 11 або систему 15 повторного використання пилу Потім здрібнену на малі частинки залізну руду разом із пилом із циклону 14 вдувають у плавильний газифікатор 11 через плавильний пальник 16, забезпечуючи таким чином їх розплавлення і агломерацію Таким чином запобігають повторного утворення пилу і забезпечують можливість безпосереднього використання здрібненої на малі частинки залізної руди Однак в цьому способі розкрита тільки концепція вдування здрібненої на малі частинки залізної руди в плавильний газифікатор без надання опису, яким же чином можна вводити здрібнену на малі частинки залізну руду У якості найближчого аналога вибраний спосіб по патенту США 4978387 Спільними ознаками найближчого аналога та способу, що заявляється, є наступна сукупність ознак "Спосіб вдування здрібненої на малі частинки залізної руди під час плавильно-відновлювального процесу, що містить операції попереднього відновлення залізної руди в печі попереднього відновлення з використанням випускного газу, виробленого у плавильному газогенераторі, розплавлення і відновлення попередньо відновленої залізної руди в указаному плавильному газифікаторі, подавання вироблюваного газу плавильного газифі катора через висхідну трубу і циклон в піч попереднього відновлення, вдування здрібненої на малі частинки залізної руди, що відокремлена за допомогою циклона, через систему повторного введення і плавильний пальник в плавильний газифікатор, і подавання частини випускного газу, що пройшов через циклон, через скрубер Вентурі, перший компресор, і трубу циркуляції стиснутого газу у висхід ну трубу " Даний винахід спрямовано на усунення вищеописаних недоліків існуючих способів Тому задачею даного винаходу є створення способу вдування здрібненої на малі частинки залізної руди при проведенні плавильно-відновлювального процесу отримання розплавленого металу з використанням здрібненої на малі частинки залізної руди, згідно з яким здрібнену на малі частинки залізну руду переміщають випускним газом, що відходить від плавильної печі-газогенератора, так щоб не був потрібний інший газ для переміщення і вдування зазначеної залізної руди і щоб вдування вказаної руди не вимагало зміни КІЛЬКОСТІ І складу робочого газу Указана задача досягається за допомогою способу вдування здрібненої на малі частинки залізної руди під час плавильно-відновлювального процесу, що містить операції попереднього відновлення залізної руди в печі попереднього відновлення з використанням випускного газу, виробленого в плавильному газифікаторі, розплавлення і відновлення попередньо відновленої залізної руди в указаному плавильному газифікаторі, подавання випускного газу плавильного газифікатора через висхідну трубу і циклон в піч попереднього відновлення, вдування здрібненої на малі частинки залізної руди, що відокремлена за допомогою циклона, через систему повторного введення і плавильний пальник в плавильний газифікатор, і подавання частини випускного газу, що пройшов через циклон, через скрубер Вентурі, перший компресор, і трубу циркуляції стиснутого газу у висхідну трубу, який відрізняється тим, що він додатково включає операції повторного стиснення за допомогою другого компресора частини стиснутого газу, що проходить через вказану трубу циркуляції стиснутого газу, й вдування здрібненої на малі частинки залізної руди у висхідну трубу при використанні повторного стиснутого газу за допомогою пневматичної системи транспортування здрібненої на малі частинки залізної руди Використання зазначеної сукупності ознак дозволяє на відміну від зазначеного найближчого аналога використовувати висхідну трубу як завантажувальний канал для подавання в нього в якості сировини здрібненої на малі частинки залізної руди додатково до залізної руди, що містить значно більші розміри частинок, і яка завантажується в технологічну плавильно-відновлювальну установку звичайним способом через ВІДПОВІДНИЙ завантажувальний канал або канали При цьому спосіб згідно даного винаходу дозволяє в якості транспортуючого газу для вдування здрібненої на малі частинки залізної руди використовувати газ, вироблений в плавильному газифікаторі, який для цього після відведення від плавильного газифікатора через циклон охолоджують і попередньо стискують першим компресором, а для вдування 43397 здрібненої на малі частинки залізної руди використовують лише частину цього газу, який для цього повторно стискують за допомогою другого компресора Використання випускного газу плавильного газифікатора, який вже доведений самим ходом технологічного процесу до потрібної температури й стиснутий першим компресором до певного тиску, в якості транспортуючого газу для вдування здрібненої на малі частинки залізної руди є найбільш доцільним, так як при цьому для вдування не потрібно використовувати інший газ, а отже вдування здрібненої на малі частинки залізної руди не вимагає зміни КІЛЬКОСТІ Й складу робочого газу Таким чином спосіб згідно винаходу дозволяє при найбільш сприятливих умовах забезпечувати вдування здрібненої на малі частинки залізної руди при проведенні плавильно-відновлювального процесу, при цьому він дозволяє використовувати не тільки крупнозернисту руду і крупнозернисте вугілля, а також і значну частину здрібненої на малі частинки залізної руди, включаючи і рудний пил Найбільш доцільно, коли в якості вказаної пневматичної системи транспортування здрібненої на малі частинки залізної руди використовують пневматичну систему, що містить резервуар для зберігання сировини, запірний резервуар, розподільний резервуар, розподільник-дозатор сировини й інжектор, а повторно стиснутий газ від другого компресора подають у вказаний запірний резервуар і у вказаний інжектор Найбільш доцільно, коли вказаним другим компресором газ стискують до величини тиску 5-10 кг/см Газ плавильної печі-газогенератора, який подають через висхідну трубу, може містити 6065% CO, 25-30% Н2, 3-5% СО2 і 2-4% N2, при цьому у ВИСХІДНІЙ трубі створюють тиск 3,0-3,5 кг/см2, а вказаним першим компресором газ стискують до величини тиску 3,7-4,2 кг/см2 Вказана задача та ІНШІ переваги даного винаходу стануть більш зрозумілими з докладного опису кращого виконання здійснення даного винаходу і креслень, що додаються На кресленнях зображено фіг 1 - схема, яка представляє звичайну систему реалізації плавильно-відновлювального процесу отримання розплавленого металу із залізної руди, фіг 2 - схема, що представляє систему реалізації плавильно-відновлювального процесу ВІДПОВІДНО до даного винаходу, і фіг 3 - детальне зображення пневматичної системи переміщення здрібненої на малі частинки залізної руди в системі реалізації плавильно-відновлювального процесу, яка показана на фіг 2 На фіг 2 зображений варіант здійснення системи реалізації плавильно-відновлювального процесу згідно з даним винаходом Як видно з фіг 2, плавильно-відновлювальна система, до якої відноситься спосіб по даному винаходу містить плавильний газифікатор 11 для перетворення в газ вугілля і розплавлення відновленої руди, піч 12 попереднього відновлення для непрямого відновлення залізної руди з використанням випускного газу плавильного газифікатора 11, циклон 14 для приймання вихідного газу, що відходить від плавильного газифікатора через висхідну трубу 13, уловлення здрібненої на малі частинки залізної руди, що міститься у вихідному газі, так щоб можна було и направляти в систему 15 повторного введення, і для подавання здрібненої на малі частинки залізної руди і відокремленого випускного газу в піч 12 попереднього відновлення, плавильний пальник 16, установлений на плавильному газифікаторі 11, для вдування здрібненої на малі частинки залізної руди, що надходить з системи 15 повторного введення, в плавильний газифікатор 11, скрубер 17 Вентурі для приймання частини відпрацьованого газу з циклону 14, відновлення і охолодження пилу, компресор 18 для стиснення охолодженого газу, що надходить із скрубера 17 Вентурі, і подавання стиснутого газу через трубу 19 циркуляції стиснутого газу в висхідну трубу 13, другий компресор 21 для додаткового стиснення частини стиснутого газу, і пневматичну систему 22 транспортування здрібненої на малі частинки залізної руди для подавання здрібненої на малі частинки залізної руди в висхідну трубу 13 при використанні повторно стиснутого газу другого компресора 21 Плавильний газифікатор 11 і піч 12 попереднього відновлення сполучені між собою за допомогою труби 5 для вивантаження відновленої руди Піч 12 попереднього відновлення з'єднана з циклоном 14 через першу трубу За для циркуляції відпрацьованого газу Скрубер 17 Вентурі сполучений з циклоном 14 через другу трубу ЗЬ для циркуляції відпрацьованого газу Скрубер 17 Вентурі з'єднаний з компресором 18 через трубу 17а для циркуляції охолоджуючого газу Компресор 18 з'єднаний з висхідною трубою 13 і з другим компресором 21 ВІДПОВІДНО через трубу 19 для циркуляції стиснутого газу і другу трубу 19а для циркуляції стиснутого газу Другий компресор 21 з'єднаний з пневматичною системою 22 для переміщення здрібненої на малі частинки залізної руди через третю трубу 21а для циркуляції стиснутого газу Конвеєрна пневматична система 22 переміщення здрібненої на малі частинки залізної руди з'єднана з вихідною трубою 13 через трубу 22а для подавання здрібненої на малі частинки залізної руди Система 15 повторного введення з'єднана з циклоном 14 через першу трубу 14а для циркуляції здрібненої на малі частинки залізної руди і з плавильним пальником 16 через другу трубу 15а для здрібненої на малі частинки залізної руди На фіг 3 докладно зображена пневматична система транспортування здрібненої на малі частинки залізної руди плавильно-відновлювальної системи Як видно з фіг 3, пневматична система транспортування здрібненої на малі частинки залізної руди включає резервуар 221 для зберігання сировини, запорний резервуар 222, розподільний резервуар 223, розподільник-дозатор сировини 224 і інжектор 225 В даному винаході робота пневматичної системи переміщення здрібненої на малі частинки залізної руди базується на наступному принципі Газ, стиснутий повторно другим компресором 21 подається через третю трубу 21а для циркуляції 43397 стиснутого газу в інжектор 225, а через четверту трубу 227 циркуляції стиснутого газу - в запорний резервуар 222 Згідно З даним винаходом піч 12 попереднього відновлення забезпечує попереднє відновлення залізної руди при використанні вироблюваного газу плавильного газифікатора 11 Після попереднього відновлення залізну руду відновлюють в плавильному газифікаторі Випускний газ плавильного газифікатора 11 через висхідну трубу і циклон 14 подають в піч 12 попереднього відновлення Здрібнену на малі частинки залізну руду, що уловлюють у циклоні 14, через систему 15 повторного введення і плавильний пальник 16 вдувають в плавильний газифікатор 11 Частину газу, що пройшла через циклон 14, подають у висхідну трубу 13 через скрубер Вентурі 17, компресор 18 і трубу 19 циркуляції стиснутого газу Таким чином, цей спосіб може знайти застосування при реалізації плавильно-відновлювального процесу, що використовується для одержання розплавленого металу Для вдування здрібненої на малі частинки залізної руди ВІДПОВІДНО до даного винаходу, частину газу, що пройшов через трубу 19 для циркуляції стиснутого газу, повторно стискують другим компресором 21, а здрібнену на малі частинки залізну руду вводять у висхідну трубу 13 за допомогою пневматичної системи 22 транспортування здрібненої на малі частинки залізної руди при використанні повторно стиснутого газу Здрібнену на малі частинки залізну руду, введену у висхідну трубу 13, через циклон 14, систему 15 повторного введення і плавильний пальник 16 у плавильний газифікатор 11 При використанні пневматичної системи транспортування здрібненої на малі частинки залізної руди , яка зображена на фіг 3, забезпечується зростання тиску охолоджуючого газу, який потім подають у запорний резервуар 222 і інжектор 225, установлений знизу пневматичної системи 22 переміщення здрібненої на малі частинки залізної руди При використанні охолоджуючого відновлюючого газу в якості транспортуючого середовища здрібнену на малі частинки залізну руду вдувають у висхідну трубу 13 плавильного газифікатора 11 під тиском 3,0-3,5 кг/см2 Таким чином здрібнену на малі частинки залізну руду, що вдувають, нагрівають і частково відновлюють при підніманні и вверх газом, що підіймається Здрібнену на малі частинки залізну руду і рудний пил відокремлюють у циклоні 14, а потім подають через систему 15 повторного введення і плавильний пальник 16 у плавильний газифікатор 11 Вуглець вступає в реакцію з киснем, що вдувають пальником для пилу і спалюють Завдяки тепла, що виділяється під час горіння, відновлена здрібнена на малі частинки залізна руда розплавляється з одержанням розплавленого металу Тиск у ВИСХІДНІЙ трубі 13 переважно повинен підтримуватись на рівні 3,0-3,5 кг/см2 Також доцільно, щоб компресор 22 стискав газ до тиску 5-10 кг/см2 Випускний газ плавильного газифікатора 11 може, наприклад, складатися із 60-65% СО, 2530% Н2, 3-5% СО21 2-4% N2 Далі будуть описані робота й переваги даного винаходу Газ, що генерує в плавильному газифікаторі 11, має високу температуру 1000-1100°С Він утворюється при повному розпаді великої КІЛЬКОСТІ дьогтю - легкої речовини, що міститься у вугіллі Однак оптимальна температура для печі 12 попереднього відновлення складає 850°С Тому біля 20% відновлюваного газу, що утворюється, відбирають скрубером Вентурі 17 для його охолодження Потім охолоджений газ стискують компресором 18 і повторно вводять в нижню частину висхідної труби 13 плавильного газифікатора 11, таким чином забезпечують регулювання температури газу ВІДПОВІДНО ДО даного винаходу, щоб забезпечити вдування здрібненої на малі частинки залізної руди під час плавильно-відновлювального процесу, відбирають частину повторно введеного в трубу 13 газу і повторно його стискують Потім повторно стиснутий газ подають в пневматичну систему 22 транспортування здрібненої на малі частинки залізної руди з метою використання вказаного газу для переміщення здрібненої на малі частинки залізної руди до висхідної труби 13 плавильно-відновлювальної печі В якості транспортуючого засобу, що переміщає здрібнену на малі частинки залізну руду слід використовувати або інертний, або відновлюючий газ, так щоб транспортуючий таз не реагував з відновлюючим газом чи дрібними частинками і не робив ніякого впливу на тепловий баланс і баланс матеріалів при проведенні процесу 3 урахуванням вищевказаного можна використовувати азот, але при цьому азот змішується з відновлюючим газом плавильного газифікатора Якщо вміст азоту у відновлювальному газі не перевищує 10%, швидкість відновлення у відновлювальній печі не зменшується Крім того, використання інертного газу зв'язано з додатковими затратами, рівними вартості цього газу Якщо при вдуванні здрібненої на малі частинки залізної руди під час проведення плавильновідновлювального процесу використовують даний винахід, тобто, якщо частину звичайного циркуляційного газу (що складається з 65% CO, 25Н2, 5% СО21 3% N2) використовують у якості транспортуючого газу, то не тільки немає ніякої зміни загальної КІЛЬКОСТІ газу, що переміщається через висхідну трубу 13, але також не спостерігається ніякої зміни складу ВІДПОВІДНОГО газу, що подається у відновлювальну піч Отже, виникає можливість проведення операції відновлення при збереженні існуючих умов Крім того, не потрібно додаткових затрат Зараз даний винахід буде описаний на практичному прикладі Дослідна система, яка призначена для перевірки ефективності роботи із здрібненою на малі частинки залізною рудою, була одержана з використанням установки COREX С-2000 В існуючій башті COREX С-2000 не має місця для установлення пневматичної системи переміщення здрібненої на малі частинки залізної руди Зважаючи на це на відстані 10 м від основної башти COREX була змонтована башта для переміщення здрібненої на малі частинки залізної руди, яка включала резервуар для зберігання здрібненої на малі частинки залізної руди і пневматичну систему переміщення здрібненої на малі частинки залізної руди Уся 43397 траєкторія пневматичного переміщення здрібненої на малі частинки залізної руди складалася з горизонтального відрізка довжиною 45 м і вертикального відрізка довжиною 40 м Умовою пневматичного переміщення здрібненої на малі частинки залізної руди було забезпечення мінімального тиску 9 кг/см2, і ця умова була визначена на основі загальної довжини траєкторії переміщення Що сто сується транспортуючого газу для пневматичного транспортування здрібненої на малі частинки залізної руди до висхідної труби плавильного газифікатора, подавали азот, що мав тиск 11 кг/см2, з тим щоб понизити його тиск до 10 кг/см2 Таким чином забезпечувалося вдування здрібненої на малі частинки залізної руди у вихідну трубу ВІДПРАЦЬОВАНИЙ ГАЗ ЗАЛІЗНА РУДА ПОПЕРЕДНЬО ВІДНОВЛЕНА ЗАЛІЗНА РУДА ВУГІЛЛЯ ФІГ. 1 00 ЗАЛІЗНА РУДА ВІДПРАЦЬОВАНИЙ ГАЗ ВУГІЛЛЯ Фіг. 2 43397 22 ВІДПРАЦЬОВАНИЙ ГАЗ 6