Способ бескоксового получения жидкого металла — SU 520402 (original) (raw)
(23) Приоритет ЖМ КлС 212 13,102 ГооддРотооииыи комитот Сооета Виистроо СССР по делам изобретоиий и открытий(45) Дата опубликования описания 17.09,76 В, Т, Плицын,. ЬС, Фиалков, Е. В, Максимов, Н, А, Сагинов, Т, 11. Такенов и В, А. Барсукова(71) Заявитель Химико-металлургический институт АН Казахской ССР(54) СПОСОБ БЕСКОКСОВОГО ПОЛУЧЕНИЯ 1 ИДКОГО МЕТАЛЛА10 20 Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано дляполучения чугуна, стали или промежуточного продукта на предприятиях черной металлургии,Известен способ бескоксового получения жидкого металла из окислов железа,вкл 1 очаюший восстановление окислов железа в плотном слое; последующее плавление восстановленного материала в определенном агрегате без охлаждения перед плавлениемиспользоватше тепловой и химической энергии газов, образуюшихся в плавильном агрегате, на нагрев и восстановление материалов в плотном слое,Недостатком этого способа является трудность дозировки механическими устройствами расхода восстаиовленного материала в горячем состоянии из восстановительного агрегата в плавильшяй.Кроме того, к недостаткам известного способа относятся ограниченные возможности питенсифнкацш процесса 1;вид нерегулируемого характера периодического (титкличоского) поступи ел:1 я восстаповлеп) ных материалов из зоны восстановления в зону плавления и вследствие этого невозможность независимого управления процес. сами г, зонах восстановления и плавлешгя 5 шахтных печей. Йля этого способа характерны ухудшенные газораспределение по сечению и газопроницаемость слоя, пониженпая интенсивность тепло- и массообх.еиных процессов в слое и низкая степеньиспользования газа-восстановителя, вследствие проведения восстановления цчклпческим (периодическим) процессом в подвешенном, а следовательно, неподвижном слое,Кроме того, периодичность выпуска значительного обьема восстановленных материалов в зону плавления приводит к неравномерной работе последней, ухудшению условий ее эксплуатагпш, поиад:. и 1 о в зонуплавлечия материалов со степенью восстановлен;и, меиьшсй 1 заданной, циклическому характеру измене:и 1 я температуры ма.тер.тала в слое, к возкюжпости псрегровавосста повл е "тпого материал вблизи зонывыпуска, его спекания и зав 11 с:, гия надпослед.1 оЙ. Все эти недос и:. и,; ,ол-.т К -1О.1 Онии качества полуу 1 ае"Ого мегалх 12гехКо-экономических показателей процесса в целом,Це;1 ью изобрегенпя являегся устранениеуказанных недостатков за счет обеспечениянезависимого управления процессамц воссгановлен;я в движущемся слое ц плавленияцрц регулируемом постоянном поступлениивоссгановг 1 енного материала цз зоны восстановления в зону плавления, г. е, прц усгранспнц периодического (циклического) характера процессов воссгановле 1 п 1 я в неподвцх.-,ном слое и плавления материалов, воссгановленных до заданной степени.Для этого предложен способ, по которомугаз-восстановитель при 800-1100 ОС в количестве 60-98% от общего расхода газавводят вьгше зоны выпуска восстановленныхматериалов и в количестве 40-1% - нижезоны выпуска, а поддержание заданной степени.восс гановленпя материалов в плотном движу-щемся слое осуществляют пу гем изменениярасхода второго потока газа-восстановителяв указанных пределах при сохранении постоянным общего расхода газа-восстановителя,С целью дополнительного регулированиястепени восстановления и производительнос-ти давление потоКа Газа-восстановителя,вводимого ниже зоны выпуска, предложеноизменять путем наложения усиленных и сдвинутых по фазе от 0 до 180 естественныхоколебаний, возникающих с частотой 10 12-10 Ги при обрушении и образовании динамически неустойчивых сводов над зонойвыпуска восстановленных материалов.Сущность предложенного способа заключается в том, что газ-восстановитель нижезоны выпуска восстановленных материаловПодается в КолиЧестве, недостаточном дляподвцсания материалов в зоне восстановления, но чеобходцмом для поддержания требуемой скорости опускания слоя, а вышезоны выпуска - в количестве, обеспечивающем заданную скорость восстановления материалов, при постоянстве общего расходагаза-восстановителя,Способ осуществляется следующим обрезом.На колошник шахтной печи загружаютокать 1 ши, агломерат или кусковую железнуюруду, В зоне восстановления окислы железавосстанавливаются до заданной степенивстречным потоком газа-восстаповителя вплотном движущемся слое и через зону вьпуска поступают в зону плавления, Зонавыпуска разделяющая зОны восстановленияи плавления, в зависимости от размеровшахты, опредоляемых производительностьюустановки, может быть выполнена в видеодного, двух и более отверстий, Газ-воссгаповцгель вводяг двумя погокамц, соог:.-,егсгвец.о нцжо зоны выпуска ц выше пос-ледней пр 1. геу 1 Орагуре, максимально возможной в пределах 800-1100 С, но иепревышающей гемперагуру начала размягчения воссгановлепного материала. Расход газа-восстановителя первого потока, вводимого вьше зоны выпуска, сосгавляег 60-98%,а ниже ее (второй поток)-соответственно40-1% ог общего расхода газа. Скоростьдвижения материалов из зоны восстановления в зону плавления регулцруюг изменен 11 ем В указацньх пределах расхода Газавосстановителя, вводцмсго ниже зоны выпуска, прц сохранении посгояэным общегоф расхода газа,Скорость поступления восстановленногоматериала в зону плавления не зависит отрасхода первого газового потока, вдуваемого выше зонь 1 выпуска. В то же время сксИ рость посгупгеПя восстановленного материала из зоны восстановления в зону плавления можно изменить от минимального до максцмальпого значения путем уменьц 1 ения расхода второго газового потока, вдуваемогойз ниже зоны выпуска,Скорость поступления материала в зонуплавления о 1 гределяет время его пребыванияв зоне восстановления, а следовательно,степень восстановления,ф 9 Прц этом в каждом конкретном случаеможно обеспечить такую скорость поступле.ния материала в зону плавления, при которой в зоне восстановления достигается заданная степень восстановления (металлизащ ция) материала.В зоне плавления происходит расплавльнцс восстановлецнь 1 х материалов, разделвчие металла и шлака, науглероживание металла при получении чугуна, легцрованиер металла и т, д. Плавление материалов иперегрев расплава осуществляется за счетдугового или индукционного электронагрева,При работе по предложенному способувозникают колебания давления газового,поу 1 тока, которые обусловлены естественнымпроцессом образования и разрушения динамически неустойчивых сводов над золойгвыпуска с часгогой порядка 10 10 Гц,Усиление этих колебаний с помощью ийвестд ных устройств позволяет, в частности, интенсифицировать процессы восстановленияи теплообмепа ь слое материалов в 1, 3- 1 з раза и тем самым позволяет увеличить скорость поступления материала в зоя 1 гу и 1 авлеш 1 я пури постоянной степени цосфс 1 ановленця материала или увеличить степень восстановления материала прц постоянной производите;ы 1 ост 11, Ля изменепияскорости поступления материала в зонуЕ) плавления при постоянном расходе второго520402 оратурой 900 С в плотном движущемся слоеи постоянном поступлении окатышей, мэтал -лизовапных на 95%, в зону плавления череззону выпуска общей плошадью О, 0095 м 2.Для получения данных о соэтношеюнл расходов газа-восстановителя, вводимого вышеи ниже зоны выпуска, диаметр окатьгшейизменяли от 5 до 20 мм, про 1 лзводительность установки - от 100 до 300 т/сутки,1 О общий расход газовосстановителя от 1000до 1700 мз/т металла. Данные приведеныв таблице,Из таблицы следует, что увеличение диаметра окатышей с 5 до 20 мм при произвоПроизв тельнос а асхо же зоны выпускз/ пуска с ий расход гаэ т металл 100 88 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 10 10 10 13 30 20,8 35,6 16,0 4 0 84,0 96,0 льпости установки 100 т/сутки проводитобходимости увеличения расхода газового потока, вводимого ниже эоны вьптуска,с 7-11, 9% до 20,6-356% от общего расхода Раза-восстановителя,Наложение на газовый поток, вводимыйниже зоны выпуска, колебаний давления2динтенсивностью 1000 вт/м и частотои,равной частоте обрушения динамически неустойчивых сводов над зоной выпуска(0,8-7,2 Гц), уменьшает время восстанов-ления на 30 % и повышает равномерностьвосстановления окатышей диаметром 10 мм,для чего соответственно повышают скоростьпоступления окатышей в зону плавления путем уменьшения расхода газового потока,вводимого ниже зоны выпуска, с 12, 1- 4520,8%, до 9, 3-16, 0% от общего расходагаза-восстановителя, Повышение производительности от 100 до 300 т/сутки привосстановлении окатышей диаметром 5 ммвозможно при уменьшении расхода газа,4,луче (95 дите к не металла е зоны выпуска, с 7 от обшего расхода газл сдвига по фазе от 0ых колебаний давлениявводимого ниже зоны внпю к естественному кессу образоиа 1 лия и разкн неустойчивых сводорректировку скорости ией в зону плавле и я дп водимого ниж о 2, 3-4,0%Изменелплеь 180 усиленн о з лп ого потока,а, по отнош рушев осутельному про ния динамиче шествлялт ко пения окатьгш ступп газового потока, а также дпя расширениявозможностей регул 1 рования этой скоростипериод усиленных колебаний давления газового потока сдвигают по фазе от 0 до 180относительно естественного колебательногопроцесса образованпя и разрушения динамически неустойчивых сводов над зоной выпуска,П рм е р. Жллдклй металл получают рутем восстановления гематитовых окаты шей Соколовско-Сарбайского горнообогатительного комбината газом-восстановителем, состоящим из 50% Н 2 и 50% СО, темпея заданной степени их металлизации%) и дополнительное регулирование в процессе работы без изменения соотношения расходов Газовых потоков, Измерение естественных колебаний в процессе образования и разрушения динамически неустойчивых сводов может производиться известными пьезоэлектрическим:л, емкостнымп, оптическими и другими датчиками, Электрический сигнал от датчиков усиливается по напряженпю и мощности, а затем преобразуется в акустические колебания с задннным сдвигом по фазе. Последние накладывают на газовый пэтэк, вводимый ниже зоны выпусОбщий расхэд газа-вэсстанэвителя устанавливают в пределах 1000 -1700 м /тиз соображений обеспечения оптимальной скорости восстановления окатышей и степени использования газа в зависимости от требуемой степени восстановления окатышей, пх восстановимостп и т, п. Как видно из таблицы, с увеличением общего расхода газа-восстановителя при постоянной производительности долю расхода газового потока, вводимого ниже зоны выпуска, уменьшают.Пределы изменения расхода газового поока, вводимого ппже зоны выпуска, - 1-40 от общего расхода газа, выораяы из следующих соображений: верхний предел, т. е, 40% ограничивается возможной производится постыл установки, а нижний предел, т, е.о 20402 Составитель А, ХаритоновРедактор Е. Братчикова Техред Л, Богдан 1(орректор С. Болдижар Заказ 2987/202 Тираж 653 одписноеЦНИИ 11 И Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 1:, - обеспечением требуемого времени пребывания желозосодержаших материалов в зоне восстановления. формула изобретения Способ бескоксового получения жидкого металла из железосодержаших материалов, включаюший восстановление окислов восстановительным газом, о т л и ч а ю ш и Й - с я том, что, с, целью повышения теплообмена в слое и регулированич степени восстановления матерна,а и ого загрузки в зонуплавления, восстановительный газ температурой 800-1100 С в количестве 60 90%,от оошего расхода вводят над зоной разгрузки и в количестве 1-40", под этой зонойвпри этом расход восстановительного газапод зоной разгрузки регулируют изменениемдавления газа под этой зоной путем наложения сдвинутых по фазе до 180 колебаний 1 фильтруемого газа с частотой 10 1-102 Гц.