Спосіб завантаження металовмісних матеріалів в плавильно-газифікаційний апарат і установка для його здійснення

Номер патенту: 49894

Опубліковано: 15.10.2002

Автори: ГЕННАРІ Удо, ШЕНК Йоханнес-Леопольд

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб завантаження металовмісних матеріалів в плавильно-газифікаційний апарат (10), зокрема губчастого заліза, яке містить дрібнодисперсну частину і є принаймні частково відновленим, по якому плавильно-газифікаційну зону (11) підтримують у вигляді шару, металовмісні матеріали і вуглецевмісні матеріали подають в плавильно-газифікаційний апарат (10) вище за рівень плавильно-газифікаційної зони (11), далі вони опускаються в плавильно-газифікаційну зону (11) і проходять через неї з утворенням розплаву металу, зокрема з утворенням розплаву чавуну, а в нижній частині плавильно-газифікаційного апарата (10) шляхом газифікації вугілля при подачі кисню утворюється відновний газ, який відрізняється тим, що на деякій відстані по вертикалі нижче за купол (30), яким плавильно-газифікаційний апарат (10) закінчується зверху, в плавильно-газифікаційний апарат (10) гравітаційним шляхом подають металовмісні матеріали у вигляді струменя (44), який оточено газовою оболонкою (45) таким чином, що газова оболонка (45) оточує і супроводжує вільно падаючий струмінь (44) від його початку (у позиції 40) вздовж ділянки (46) траєкторії падіння, а також утримує струмінь (44) від розширення на цій ділянці (46).

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газову оболонку (45) формують з охолоджуючого газу, який утворює охолоджуючу оболонку, розташовану навколо спускної труби (33) для подачі металовмісних матеріалів всередину плавильно-газифікаційного апарата (10).

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що початок (у позиції 40) струменя (44) переважно розміщують в тій області плавильно-газифікаційного апарата (10), де максимальна швидкість відновного газу становить 0,45 - 0,5 м/с.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1 - 3, який відрізняється тим, що газова оболонка (45) утримує струмінь (44) від розширення на ділянці (46) висоти падіння, де максимальна швидкість відновного газу становить 0,2 - 0,3 м/с.

5. Спосіб за будь-яким з пп. 1 - 4, який відрізняється тим, що газову оболонку (45) формують у вигляді потоку газу, паралельного струменю і направленого вниз, швидкість якого більш ніж в десять разів або переважно більш ніж в п'ятдесят разів перевищує максимальну швидкість відновного газу в порожнині (31) плавильно-газифікаційного апарата (10).

6. Спосіб за будь-яким з пп. 1 - 5, який відрізняється тим, що для утворення газової оболонки (45) використовують охолоджений відновний газ, який відводять з плавильно-газифікаційного апарата (10).

7. Установка для здійснення способу за будь-яким з пп. 1 - 6, що включає плавильно-газифікаційний апарат (10), в який входять живильні трубопроводи (17, 16, 9) для кисневмісних газів, вуглецевмісних матеріалів і принаймні частково відновлених металовмісних матеріалів і з якого виходить відвідний трубопровід (12) для відновного газу, розташований в області купола (30), яким плавильно-газифікаційний апарат (10) закінчується зверху, і який також оснащений відведенням (18) для розплавленого металу, зокрема чавуну, і шлаку, при цьому живильний трубопровід (17) для кисневмісних газів розташований в нижній частині плавильно-газифікаційного апарата (10), яка відрізняється тим, що в куполі (30), яким плавильно-газифікаційний апарат (10) закінчується зверху, на деякій радіальній відстані від принаймні одного відвідного трубопроводу (12) для відновного газу розташований принаймні один живильний трубопровід (9) із завантажувальним вузлом (29) для принаймні частково відновлених металовмісних матеріалів, оснащений спускною трубою (33), що закінчується на деякій відстані нижче за стінку, створюючу купол (30), де згадана спускна труба (33) забезпечена пристроєм подачі газу (38) для створення газової оболонки (45), що формується у нижнього кінця (40) спускної труби (33).

8. Установка за п. 7, яка відрізняється тим, що спускна труба (33) містить двійчасту оболонку (34, 35), створюючу кільцеподібну щілинну порожнину (36), і пристрій подачі газу (38), який відкривається в згадану кільцеподібну щілинну порожнину (36).

9. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що нижній кінець (40) спускної труби (33) забезпечений кільцеподібним щілинним отвором (41) або декількома отворами для виходу газу з кільцеподібної щілинної порожнини (36).

10. Установка за п. 7 або 8, яка відрізняється тим, що газовідвідний трубопровід (12) для відновного газу проходить через пристрій охолоджування (26), зокрема скрубер газу, і що після пристрою охолоджування (26) від нього відходить боковий трубопровід (39), який переважно з'єднаний з пристроєм подачі газу (38) спускної труби (33) через компресор.

11. Установка за будь-яким з пп. 7 - 10, яка відрізняється тим, що в куполі (30) плавильно-газифікаційного апарата (10) розташовано декілька спускних труб (33), переважно розміщених радіально-симетрично.

Текст

1 Спосіб завантаження металовмісних матеріалів в плавильно-газифікаційний апарат (10), зокрема губчастого заліза, яке містить дрібнодисперсну частину і є принаймні частково відновленим, по якому плавильно-газифікаційну зону (11) підтримують у вигляді шару, металовмісні матеріали і вуглецевмісні матеріали подають в плавильно-газифікаційний апарат (10) вище за рівень плавильно-газифікаційної зони (11), далі вони опускаються в плавильногазифікаційну зону (11) і проходять через неї з утворенням розплаву металу, зокрема з утворенням розплаву чавуну, а в нижній частині плавильно-газифікаційного апарата (10) шляхом газифікації вугілля при подачі кисню утворюється відновний газ, який відрізняється тим, що на деякій відстані по вертикалі нижче за купол (ЗО), яким плавильно-газифікаційний апарат (10) закінчується зверху, в плавильно-газифікаційний апарат (10) гравітаційним шляхом подають металовмісні матеріали у вигляді струменя (44), який оточено газовою оболонкою (45) таким чином, що газова оболонка (45) оточує і супроводжує вільно падаючий струмінь (44) від його початку (у позиції 40) вздовж ділянки (46) траєкторії падіння, а також утримує струмінь (44) від розширення на цій ДІЛЯНЦІ (46) 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що газову оболонку (45) формують з охолоджуючого газу, який утворює охолоджуючу оболонку, розташовану навколо спускної труби (33) для подачі металовмісних матеріалів всередину плавильногазифікаційного апарата (10) 3 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що початок (у позиції 40) струменя (44) переважно розміщують в тій області плавильногазифікаційного апарата (10), де максимальна швидкість відновного газу становить 0,45 - 0,5 м/с 4 Спосіб за будь-яким з пп 1 - 3, який відрізняється тим, що газова оболонка (45) утримує струмінь (44) від розширення на ДІЛЯНЦІ (46) висоти падіння, де максимальна швидкість відновного газу становить 0,2 - 0,3 м/с 5 Спосіб за будь-яким з пп 1 - 4, який відрізняється тим, що газову оболонку (45) формують у вигляді потоку газу, паралельного струменю і направленого вниз, швидкість якого більш ніж в десять разів або переважно більш ніж в п'ятдесят разів перевищує максимальну швидкість відновного газу в порожнині (31) плавильногазифікаційного апарата (10) 6 Спосіб за будь-яким з пп 1 - 5, який відрізняється тим, що для утворення газової оболонки (45) використовують охолоджений відновний газ, який відводять з плавильногазифікаційного апарата (10) 7 Установка для здійснення способу за будь-яким з пп 1 - 6, що включає плавильно-газифікаційний апарат (10), в який входять живильні трубопроводи (17, 16, 9) для кисневмісних газів, вуглецевмісних матеріалів і принаймні частково відновлених металовмісних матеріалів і з якого виходить ВІДВІДНИЙ трубопровід (12) для відновного газу, розташований в області купола (ЗО), яким плавильно-газифікаційний апарат (10) закінчується зверху, і який також оснащений відведенням (18) для розплавленого металу, зокрема чавуну, і шлаку, при цьому живильний трубопровід (17) для кисневмісних газів розташований в нижній частині плавильно-газифікаційного апарата (10), яка відрізняється тим, що в куполі (ЗО), яким плавильно-газифікаційний апарат (10) закінчується зверху, на деякій радіальній відстані від принаймні одного ВІДВІДНОГО трубопроводу (12) О 00 49894 для відновного газу розташований принаймні один живильний трубопровід (9) із завантажувальним вузлом (29) для принаймні частково відновлених металовмісних матеріалів, оснащений спускною трубою (33), що закінчується на деякій відстані нижче за стінку, створюючу купол (ЗО), де згадана спускна труба (33) забезпечена пристроєм подачі газу (38) для створення газової оболонки (45), що формується у нижнього кінця (40) спускної труби (33) 8 Установка за п 7, яка відрізняється тим, що спускна труба (33) містить двійчасту оболонку (34, 35), створюючу кільцеподібну щілинну порожнину (36), і пристрій подачі газу (38), який відкривається в згадану кільцеподібну щілинну порожнину (36) 9 Установка за п 8, яка відрізняється тим, що нижній кінець (40) спускної труби (33) забезпече ний кільцеподібним щілинним отвором (41) або декількома отворами для виходу газу з кільцеподібної щілинної порожнини (36) 10 Установка за п 7 або 8, яка відрізняється тим, що газовідвідний трубопровід (12) для відновного газу проходить через пристрій охолоджування (26), зокрема скрубер газу, і що після пристрою охолоджування (26) від нього відходить боковий трубопровід (39), який переважно з'єднаний з пристроєм подачі газу (38) спускної труби (33) через компресор 11 Установка за будь-яким з пп 7 - 10, яка відрізняється тим, що в куполі (ЗО) плавильногазифікаційного апарата (10) розташовано декілька спускних труб (33), переважно розміщених радіально-симетрично Винахід відноситься до способу завантаження металовмісних матеріалів, зокрема, губчастого заліза, який містить дрібнодисперсну частину і є принаймні частково відновленим, в плавильногазифікаційний апарат, в якому плавил ьногазифікаційну зону підтримують у вигляді шару, металовмісні матеріали і вуглецьвмісні матеріали подають в плавильно-газифікаційний апарат вище за рівень плавильно-газифікаційної зони, далі вони опускаються в плавильно-газифікаційну зону і проходять через неї з утворенням розплаву металу, зокрема, з утворенням розплаву чавуна, і з утворенням відновного газу в нижній частині плавильно-газифікаційного апарату газифікацією вугілля при подачі кисня, і до установки для здійснення способу нодисперсной фракції частинок губчастого заліза в плавильно-газифікаційний апарат через спускну трубу, виступаючу з днища плавильногазифікаційного апарату поблизу псевдозрідженого шара вугілля У кінця спускної труби є розділова перегородка для мінімізації швидкості дрібнодисперсної фракції, що сильно знижує швидкість виходу дрібнодисперсної фракції з спускної труби На ДІЛЬНИЦІ завантаження температура в плавильно-газифікаційному апараті дуже низька, за рахунок чого запобігається негайне плавлення дрібнодисперсної фракції, що подається Цей фактор і низька швидкість виходу дрібнодисперсної фракції з спускної труби є причиною того, що значна частина дрібнодисперсної фракції, що подається знов виноситься з плавильно-газифікаційного апарату з відновним газом, що утворюється в ньому Завантаження великих кількостей губчастого заліза, що складається частково або повністю з дрібнодисперсної фракції, в цьому способі неможлива З ЕР-А - 0217331 відомий спосіб введення частково відновленої дрібноподробленої руди в плавильно-газифікаційний апарат і її повного відновлення і плавлення за допомогою плазмового пальника при подачі вуглецьутримуючего відновного агента Частково відновлену дрібноподроблену руду або порошкове губчасте залізо, ВІДПОВІДНО, подають в плазмовий пальник, розташований в нижній частині плавильно-газифікаційного апарату Недоліком цього способу є те, що при подачі частково відновленої дрібноподробленої руди безпосередньо в нижню область плавлення, тобто в область, де збирається розплав, повне відновлення вже не може забезпечуватися, і ХІМІЧНИЙ склад, необхідний для подальшої переробки чавуна, не досягається ніякими засобами Крім того, неможливе завантаження великих кількостей частково відновленої дрібноподробленої руди, оскільки в нижній частині плавильно-газифікаційного апарату знаходиться псевдозріджений шар або фіксований шар, утворений з вугілля, а також неможливе відведення достатньої КІЛЬКОСТІ розплавлених продуктів з високотемпературної зони плазмового пальника Завантаження великих кількостей частково відновленої дрібноподробленої руди може привести до миттєвого термічного і механічного пошкодження плазмового пальника З ЕР-В - 0111176 відомий спосіб подачі дріб З ЕР-А - 0 594 557 відомий спосіб завантаження дрібнодисперсної фракції губчастого заліза за допомогою транспортувального газу безпосередньо в псевдозріджений шар плавильногазифікаційної зони в плавильно-газифікаційному апараті Однак такий спосіб виявляється несприятливим В цьому випадку може бути порушена циркуляція газу, оскільки в псевдозрідженому шарі, який працює як фільтр, внаслідок безпосереднього нагнітання дрібнодисперсної фракції можуть виникнути засмічення Це може привести до вулканічних вибухів газу, що руйнують закупорений псевдозріджений шар Таким чином, процес газифікації вуглецьвмісних матеріалів і процес плавлення відновленого залізняку помітно порушується З ЕР-А - 0 576 414 відомий спосіб подачі дрібнодисперсних металовмісних матеріалів в плавильне-газифікаційну зону через пилові пальники Один з недоліків цього способу складається в тому, що в цьому випадку в плавильногазифікаційній зоні можуть утворюватися ДІЛЬНИЦІ з лишком металу і ДІЛЬНИЦІ З ЛИШКОМ вуглецю З GB-A - 1 090 826 відомий спосіб, по якому 49894 залізну руди плавлять в киснево-паливному факелі, направленому зверху на плавильний шар, що знаходиться в плавильній камері, а потім розплав руди відновлюють у ВІДНОВНІЙ камері Найбільш близьке рішення описується в ЕР-В - 0 010 627, з якого відомий спосіб завантаження в плавильно-газифікаційний апарат металовмісних матеріалів, зокрема, губчастого заліза, яке принаймні частково відновлене За цим способом плавильно-газифікаційну зону підтримують у вигляді шару, а металовмісні і вуглецьвмісні матеріали подають в плавильно-газифікаційний апарат вище за рівень плавильно-газифікаціиної зони Далі вони опускаються під дією сили ваги в плавильно-газифікаційну зону і проходять через неї з утворенням розплаву металу, зокрема, з утворенням розплаву чавуна При цьому в нижній частині плавильно-газифікаціиного апарату шляхом газифікації вугілля при подачі кисню утворюється відновний газ, який відводять через розташований в центрі завантажувальний отвір для залізоутримуючого матеріалу Цей спосіб здійснюється за допомогою установки, що включає плавильно-газифікаційний апарат, в який входять живильні трубопроводи для кисеньвмісних газів, вутлецьвмісних матеріалів і принаймні частково відновлених металовмісних матеріалів, і з якого виходить ВІДВІДНИЙ трубопровід для відновного газу, розташований в області купола, яким плавильно-газифікаційний апарат закінчується зверху, і який також оснащений відведенням для розплавленого металу, зокрема чавуна, і шлаку, при цьому живильний трубопровід для кисеньвмісних газів розташований в нижній частині плавильно-газифікаціиного апарату Недоліком такого способу і установки для його здійснення є непридатність для переробки дрібнодисперсних металовмісних матеріалів, зокрема, дрібнодисперсного губчастого заліза, оскільки через сильний потік відновного газу, що виробляється в плавильно-газифікаційній зоні і що виходить через центральний завантажувальний отвір в ковпаку або куполі плавильно-газифікаціиного апарату, дрібнодисперсні металовмісні матеріали вмить виносилися б з плавильно-газифікаціиного апарату Такому винесенню дрібнодисперсних металовмісних матеріалів сприяє також температура, переважаюча у верхній області плавильногазифікаціиного апарату, тобто в області, що знаходиться над плавильно-газифікаційною зоною Ця температура дуже низька, щоб забезпечити плавлення і агломерацію дрібних частинок на ДІЛЬНИЦІ завантаження з утворенням більш великих частинок, які, незважаючи на висхідний потік відновного газу, можуть осідати в плавильногазифікаційну зону Даний винахід направлений на усунення вищезазначених недоліків і труднощів і ставить своєю задачею створення способу описаного вище типу і установки для здійснення цього способу, де згадані спосіб і установка забезпечують переробку дрібнодисперсних металовмісних матеріалів без необхідності в брикетуванні і де, з одного боку, надійно запобігається винесення відновним газом, який виробляється в плавильно-газифікаційному апараті, дрібних частинок, що подаються, можли во, в частково відновленому або в повністю відновленому стані, а з іншого боку, якщо необхідно, забезпечується остаточне відновлення дрібних частинок Необхідність розділення металовмісних матеріалів на грубо дисперсну і дрібнодисперсну фракції усувається Наступна задача винаходу складається в отриманні максимально рівномірного розподілу металовмісних матеріалів і вуглецьвмісних матеріалів в шарі плавильно-газифікаціиної зони ВІДПОВІДНО ДО винаходу ці задачі вирішуються тим, що на деякій відстані по вертикалі нижче за купол, яким плавильно-газифікаційний апарат закінчується зверху, всередину плавильногазифікаціиного апарату гравітаційним шляхом і з утворенням струменя подають металовмісні матеріали, і тим, що струмінь оточують газовою оболонкою таким чином, що вона оточує і супроводжує вільно падаючий струмінь від його початку вдовж деякої ДІЛЬНИЦІ траєкторії падіння, а також втримує струмінь від розширення на цій ДІЛЬНИЦІ Завдяки тому, що згідно з винаходом струмінь оточений газовою оболонкою, що його втримує, пристрій для завантаження металовмісних матеріалів всередину плавильно-газифікаціиного апарату, наприклад, спускна труба, може бути виконана коротким, внаслідок чого металовмісні матеріали можуть утримуватися в компактному стані на більш довгій траєкторії У цьому способі унесення дрібнодисперсних частинок металовмісних матеріалів сильно знижується, хоч спускна труба може бути короткою Це також забезпечує додаткову перевагу у вигляді незначного механічного навантаження на спускну трубу, що зумовлює її високу СТІЙКІСТЬ У переважному варіанті технологічного процесу газову оболонку формують з охолоджуючого газу, який утворює охолоджуючу оболонку, яка оточує спускну трубу для подачі металовмісних матеріалів всередину плавильно-газифікаціиного апарату Таким чином, газ, створюючий газову оболонку, має двійчасте призначення, а саме - з одного боку він використовується як охолоджуючий газ для спускної труби, а з іншого боку - як захисна оболонка, створююча продовження спускної труби Завдяки утворенню охолоджуючої оболонки для спускної труби забезпечується можливість виготовлення спускної труби з промислових високотемпературних марок стали незважаючи на те, що над плавильно-газифікаційною зоною, тобто в області купола, яким плавильно-газифікаційний апарат закінчується зверху, присутні високі температури З ЕР-В - 0 111176 відомо виконання спускної труби в плавильно-газифікаційному апараті, при якому згадана спускна труба виступає в плавильно-газифікаційний апарат зверху майже до верхньої межі псевдозрідженого шару, що утворюється з вугілля всередині плавильногазифікаціиного апарату, і забезпечена водяним охолоджуванням Однак таке водяне охолоджування створює високу аварійну небезпеку, оскільки попадання води в плавильно-газифікаційний апарат може привести до утворення кисне-водневої газової суміші і вибуху Рівень початку струменя переважно фіксують 49894 в тій області плавильно-газифікаційного апарату, де максимальна швидкість відновного газу становить 0,45 - 0,5м/с Таким чином, пристрій завантаження металовмісних матеріалів в плавил ьногазифікаційний апарат, наприклад, спускна труба, може виконуватися коротким, а КІЛЬКІСТЬ газу, споживаного для утворення газової оболонки, може підтримуватися низької Газова оболонка переважно втримує струмінь від розширення на ДІЛЬНИЦІ ВИСОТИ падіння, де максимальна швидкість відновного газу становить 0,2 - 0,3м/с, таким чином мінімізуючи унесення дрібнодисперсних частинок металовмісних матеріалів Для забезпечення хорошого ефекту утримання газову оболонку формують у вигляді потоку газу, направленого вниз і паралельного струменю, який має швидкість більш ніж в десять разів, або переважно більш ніж в п'ятдесят разів вище за максимальною швидкістю відновного газу в порожнині плавильно-газифікаційного апарату Використання технологічного газу як охолоджуючий газ і для утворення газової оболонки не тільки економічне, але і запобігає ЗМІНІ складу газу в плавильно-газифікаційному апараті, яка могла б вплинути на плавильно-газифікаційний процес Установка для здійснення способу, яка включає плавильно-газифікаційний апарат, в який входять живильні трубопроводи для кисеньвмісних газів, вуглецьвмісних матеріалів і принаймні частково відновлених металовмісних матеріалів і з якого виходить ВІДВІДНИЙ трубопровід для відновного газу, розташований в області купола, яким плавильно-газифікаційний апарат закінчується зверху, і який також оснащений відведенням для розплавленого металу, зокрема, чавуна, і шлаку, при цьому живильний трубопровід для кисеньвмісних газів розташований в нижній частині плавильно-газифікаційного апарату, відрізняється тим, що в куполі, яким плавильно-газифікаційний апарат закінчується зверху, на деякій радіальній відстані від принаймні одного ВІДВІДНОГО трубопроводу для відновного газу розташований принаймні один живильний трубопровід із завантажувальним вузлом для принаймні частково відновлених металовмісних матеріалів, оснащеним спускною трубою, що закінчується на деякій відстані нижче за стінку, яка створює купол, де згадана спускна труба забезпечена пристроєм подачі газу для створення газової оболонки, що формується у нижнього кінця спускної труби Спускна труба переважно містить двійчасту оболонку, створюючу кільцеподібну щілинну порожнину, і пристрій подачі газу відкривається в згадану кільцеподібну щілинну порожнину Для утворення газової оболонки нижній кінець спускної труби забезпечений кільцеподібним щілинним отвором або декількома отворами для виходу газу з кільцеподібної щілинної порожнини Щоб отримати максимально рівномірний розподіл металовмісних матеріалів в псевдозрідженому шарі, доцільно розташовувати в куполі плавильно-газифікаційного апарату декілька спускних труб, переважно розміщених радіальносиметрично Винахід найбільш придатне в установці для 8 виробництва розплавів металу, зокрема, чавуна, із завантажувальних речовин, що складаються з руди, зокрема, залізняку, і з флюсів і принаймні частково містять дрібнодисперсну фракцію Установка містить принаймні два реактори з псевдозрідженим шаром, розташованими послідовно, де руда передається з одного реактора з псевдозрідженим шаром в інший реактор з псевдозрідженим шаром через транспортувальні трубопроводи в одному напрямі, а відновний газ передається з одного реактора з псевдозрідженим шаром в інший реактор з псевдозрідженим шаром через з'єднувальні трубопроводи відновного газу в протилежному напрямі, і плавильно-газифікаційний апарат, в який входить живильний трубопровід, що передає продукт відновлення з реактора з псевдозрідженим шаром, розташованим останнім в напрямі течи руди, і з якого виходить ВІДВІДНИЙ трубопровід газу, який входить в реактор з псевдозрідженим шаром, розташований останнім в напрямі течи руди Далі винахід буде описаний більш детально з посиланнями на зразковий варіант здійснення, показаний на малюнках, де Фіг 1 схематично представляє, лише як приклад, всю установку для виробництва розплавів металу, зокрема, рідкого чавуна або рідких напівфабрикатів стали із залізняку, Фіг 2 показує вузол введення металовмісного матеріалу в плавильно-газифікаційний апарат в збільшеному масштабі, Фіг 3 схематично представляє вигляд зверху плавильно-газифікаційного апарату Установка по Фіг 1 оснащена трьома реакторами з псевдозрідженим шаром 1 - 3, розташованими послідовно, при цьому матеріал, який містить оксид заліза, такий як дрібноподроблена руда, яка містить принаймні частково дрібнодисперсну фракцію, через живильний трубопровід руди 4 подається в перший реактор з псевдозрідженим шаром 1, в якому на стадії попереднього нагріву 5 відбувається попередній нагрів і, можливо, часткове відновлення дрібноподробленої руди, а потім через транспортувальні трубопроводи 6 з реактора з псевдозрідженим шаром 1 послідовно передається в реактори з псевдозрідженим шаром 2, З У реакторі з псевдозрідженим шаром 2 на стадії часткового відновлення 7 здійснюється часткове відновлення, а в реакторі з псевдозрідженим шаром З на стадії повного відновлення 8 здійснюється остаточне або повне відновлення, ВІДПОВІДНО, дрібноподробленої руди в губчасте залізо Повністю відновлений матеріал, тобто губчасте залізо, через транспортувальний трубопровід 9 подають в плавильно-газифікаційний апарат 10 особливим образом, описаним нижче Всередині плавильно-газифікаційного апарату 10 в плавильно-газифікаційній зоні 11, що складається з псевдозрідженого шара, з вуглецьвмісних матеріалів, наприклад, вугілля, і кисеньвмісного газу виробляється вмісний СО і ЬІ2 відновний газ, який через живильний трубопровід відновного газу 12, який служить живильним трубопроводом відновного газу 12 для реактора з псевдозрідженим шаром З, розташованого останнім в напрямі течи дрібнопо 49894 дробленої руди, подають в згаданий реактор З Потім ВІДНОВНИЙ газ відводять з плавильногазифікаційного апарату 10 через декілька газовідвідних з'єднань 12', які на вигляді зверху (Фіг 3) розташовані радіально симетрично Потім, протитоком течи руди, відновний газ передають з реактора з псевдозрідженим шаром З в реактори з псевдозрідженим шаром 2 і 1 через транспортувальні трубопроводи 13, виводять з реактора з псевдозрідженим шаром 1 у вигляді доменного газу через ВІДВІДНИЙ трубопровід доменного газу 14, після чого його охолоджують і очищають у вологому скрубері 15 Плавильно-газифікаційний апарат 10 оснащений живильним трубопроводом 16 для твердих вуглецьвмісних матеріалів, живильним трубопроводом 17 для кисеньвмісних газів, а також, можливо, живильними трубопроводами для вуглецьвмісних матеріалів, таких як вуглеводені, які є рідкими або газоподібними при кімнатній температурі, а також для кальцинованих флюсів Всередині плавильно-газифікаційного апарату 10, нижче плавильно-газифікаційної зони 11, збирається розплавлений чавун або розплавлений напівфабрикат стали і розплавлений шлак, які відводять через відведення 18 У живильному трубопроводі відновного газу 12, що виходить з плавильно-газифікаційного апарату 10 і входить в реактор з псевдозрідженим шаром 3, є знепилювальний пристрій 19, такий як циклон гарячого газу, а частинки пилу, відділені в цьому циклоні, подають в плавильногазифікаційний апарат 10 через поворотний трубопровід 20, з використанням азоту як транспортувального середовища, за допомогою пальника 21 при наддуві кисню Регулювання температури відновного газу стає можливим завдяки трубопроводу рециркуляції газу 25, який переважно передбачений конструкцією і який виходить з живильного трубопроводу відновного газу 12 і через скрубер 26 і компресор 27 передає частину відновного газу зворотно в згаданий живильний трубопровід відновного газу 12, а саме - в точці, розташованій перед циклоном гарячого газу 19 Для регулювання температури попереднього нагріву дрібноподробленої руди є можливість подачі на стадію попереднього нагріву 5, тобто в реактор з псевдозрідженим шаром 1, кисеньвмісного газу, такого як повітря або кисень, через трубопровід 28, при цьому відбувається часткове згоряння прореагувавшого відновного газу, який подають на стадію попереднього нагріву 5 ВІДПОВІДНО ДО винаходу, завантаження губчастого заліза здійснюють через принаймні один окремий завантажувальний пристрій 29, який розташований в куполі ЗО, що закінчує плавильногазифікаційний апарат 10 зверху, і який представлений на Фіг 2 в збільшеному масштабі Переважно, є декілька завантажувальних пристроїв 29, які розташовані в радіальній симетрії навколо поздовжньої осі 32 плавильно-газифікаційного апарату (Фіг 3) Кожний завантажувальний пристрій 29 оснащений трубою з двійчастою оболонкою 33, виступаючою у внутрішню частину 31 плавильно 10 газифікаційного апарату 10 Між зовнішньою оболонкою 34 і внутрішньою оболонкою 35 труби з двійчастою оболонкою 33 утворена порожнина 36 в формі кільцеподібної щілини, яка своїм торцем 37 виходить назовні плавильно-газифікаційного апарату 10 і з'єднується з круговим живильним трубопроводом 38 для охолоджуючого газу Як охолоджуючий газ використовують охолоджений відновний газ, який відводять з рециркуляційного трубопровода газу 25 через боковий трубопровід 39, переважно забезпечений одним додатковим компресором, не показаним детально У торця 40 труби з двійчастою оболонкою 33, виступаючого у внутрішню частину 31 плавильно-газифікаційного апарату 10, є або кільцеподібний щілинний отвір 41, або декілька суміжних каналів, центральні осі яких розташовані приблизно паралельно подовжній центральній осі 42 труби з двійчастою оболонкою 33, через які охолоджуючий газ проходить у внутрішню частину 31 плавильно-газифікаційного апарату 10 Центральна внутрішня порожнина 43 труби з двійчастою оболонкою 33 з'єднана з транспортувальним трубопроводом 9 для завантаження губчастого заліза Через трубу з двійчастою оболонкою 33, яка створює спускну трубу, губчасте залізо падає у внутрішню частину 31 плавильногазифікаційного апарату 10, і у нижнього торця 40 спускної труби 33 утворює вільно падаючий струмінь 44 Нижній торець 40 спускної труби 33 розташований на відстані 40' по вертикалі від купола ЗО в такому МІСЦІ, де відновний газ ще не досяг максимальної швидкості потоку Струмінь 44 оточений і утримується від розширення охолоджуючим газом, який також виходить з спускної труби 33 у и нижнього торця 40 і в цьому МІСЦІ утворює газову оболонку 45 Згадана газова оболонка 45, таким чином, створює захисну оболонку принаймні на ДІЛЬНИЦІ 46 вільного падіння губчастого заліза, тобто діє спускній трубі 33, в результаті дрібнодисперсні частинки губчастого заліза не захоплюються відновним газом, який тече вгору з відносно високою швидкістю, яка має максимальне значення у газовідвідних з'єднань 12' На рівні 47, де струмінь 44 розширяється через зменшення утримуючого ефекту газової оболонки, швидкість відновного газу значно нижче, так що для дрібнодисперсних частинок не виникає перешкод для падіння або занурення в псевдозріджений шар плавильно-газифікаційної зони 11 Таким чином, по даному винаходу грубо дисперсні і дрібнодисперсні частинки можуть завантажуватися в плавильно-газифікаційний апарат разом, і розділення на грубо- і дрібнодисперсну фракції не потрібно Швидкість охолоджуючого газу на ДІЛЬНИЦІ виходу з спускної труби, тобто з нижнього торця 40 спускної труби 33, в 10 раз, або переважно в 50100 раз більше максимальної швидкості відновного газу Це дозволяє підтримувати газову оболонку відносно тонкою, так що КІЛЬКІСТЬ рециркуляційного відновного газу, що повертається в плавильногазифікаційний апарат 10, відносно мала Потік охолоджуючого газу через порожнину 36 труби з двійчастою оболонкою 33 з подальшим виходом охолоджуючого газу через нижній отвір 12 11 49894 41 труби з двійчастою оболонкою 33 забезпечує газу 3 цієї причини досить встановити відносно охолоджуючий ефект, ВІДПОВІДНИЙ механічному коротку трубу з двійчастою оболонкою 33, яка занавантаженню цієї труби знає значно меншого механічного і термічного навантаження, чим в дуже довгих спускних трубах, Охолоджуючий ефект охолоджуючого газу мащо продовжуються до псевдозрідженого шару За ксимальний в тому МІСЦІ, де механічне навантарахунок цього СТІЙКІСТЬ конструкції по винаходу ження на трубу з двійчастою оболонкою 33 її владуже висока сною вагою максимальне, тобто в області, де труба з двійчастою оболонкою 33 проходить через Завдяки охолоджуючому ефекту усувакупол ЗО плавильно-газифікаціиного апарату 10 У ється необхідність у використанні дуже дорогих міру того, як охолоджуючий газ тече уперед через спеціальних матеріалів на основі особливої керапорожнину 36 труби з двійчастою оболонкою 33, міки або суперсплавів на основі заліза Для виговідбувається нагрів охолоджуючого газу, що притовлення труби з двійчастою оболонкою 33 досить водить до збільшення швидкості охолоджуючого використання високотемпературної сталі 39 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for loading metal cariers to melting-gasification apparatus and unit for its implementation

Автори англійською

Gennari Udo, Schenk Johannes-Leopold

Назва патенту російською

Способ загрузки носителей металла в плавильно-газификационный аппарат и установка для его осуществления

Автори російською

Геннари Удо, Шенк Йоханнес-Леопольд

МПК / Мітки

МПК: C21B 13/00, C21B 13/14

Мітки: завантаження, апарат, установка, спосіб, металовмісних, матеріалів, здійснення, плавильно-газифікаційний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-49894-sposib-zavantazhennya-metalovmisnikh-materialiv-v-plavilno-gazifikacijjnijj-aparat-i-ustanovka-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб завантаження металовмісних матеріалів в плавильно-газифікаційний апарат і установка для його здійснення</a>

Подібні патенти