RU20314U1 - Агрегат многостадийного жидкофазного углетермического восстановления металлов из рудного сырья - Google Patents

Abstract

Агрегат многостадийного жидкофазного углетермического восстановления металлов из рудного сырья, содержащий последовательно установленные и сообщающиеся между собой посредством соединительных каналов и коллектора для сбора отходящих газов вертикальные камеры для расплавления шихтовых материалов с загрузочным устройством, для основного восстановления, для завершающего восстановления и науглероживания, а также осадительную, соединенную с камерой для расплавления шихтовых материалов наклонной подиной, отличающийся тем, что вертикальные камеры стадий плавления и восстановления металлов выполнены из двух частей, а именно реакционной и отстойной, соединенных между собой разделительным порогом, осадительная камера выполнена в виде камеры шахтного типа, в верхней своей части оборудована устройством для подачи кусковой руды, а в нижней - шнековым устройством для сталкивания руды по наклонной подине в реакционную часть камеры для плавления шихтовых материалов, кроме того, реакционная часть камеры основного восстановления соединена электромагнитным желобом с отстойной частью камеры завершающего восстановления и науглероживания, отстойная часть камеры основного восстановления оборудована леткой для выпуска технического железа, а отстойная часть камеры для завершающего восстановления и науглероживания - летками для выпуска чугуна и шлака.

Description

, , f , 1- I f:-.--:

Объект - Полезная модель

АГРЕГАТ МНОГОСТАДИЙНОГО ЙИДКОФАЗНОГО УГЛЕТЕРМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ РУДНОГО СЫРЬЯ

Полезная модель относится к области черной металлургии, в частности к оборудованию для бескоксового извлечения железа из РУДЫ.

Известен агрегат для высокотемпературного бескоксового восстановления железорудного сырья, содержащий шахту для предварительного восстановления окислов металла газами с горном для накопления восстановленных и расплавленных продуктов процесса и леткой для выпуска восстановленного металла, шахту с горном для восстановления расплава углем, снабженную летками для выпуска металла и шлака, и шахту для отделения уносимых частиц, через которую отводятся отработанные газы. Первые две шахты соединены каналами для передачи расплава из первой во вторую, а из второй в первую - восстановительных газов, образующихся при горении угля, который является не только восстановителем, но и источником тепла. В верхней части первой камеры размещен рудный питатель, через который в шахту поступает измельченная руда или концентрат и флюсы (см.патент США № 2876093, кл.75-40). Недостатком известного агрегата является невозможность получения технического железа и чугуна.

Известен агрегат, состоящий из первой вертикальной камеры для нагрева и плавления шихтовых материалов, соединенной с ней горизонтальной камеры предварительного восстановления окислов железа руды и второй вертикальной камеры окончательного восстановления окислов железа. Последняя камера снабжена роторным устройством для впрыскивания в нее расплавленных в горизонтальной камере шихтовых материалов. Нижняя часть последней камеры заполнена углем или коксом, проходя через которые окислы отдают свой кислород и разделяются на металл и шлак, выпускаемые из агрегата раздельно, каждый через свою летку. Для ввода дополнительного тепла в третью камеру ее верхняя часть оборудована горелками. Последняя камера соединена каналом с первой, плавильной камерой для передачи в нее восстановительных газов для нагревания и плавления руды. Кроме того, первая камера оборудована теплообменником, представляющим собой вертикальную шахту с секциями, в которых нагревается воздух, идущий на горение топлива и окиси углерода в вертикальной камере(см.патент США № 2846302, кл. 75-40). Недостатком известного устройства является

МПк С21В 13/02 невозможность получения технического железа.

Известно устройство для получения железа из железной руды, содержащее осадительную камеру с наклонными, радиально закругленными краями для сегрегации расплавленных частиц и возвращения их в расплав (см. а.с. СССР № 909521, МПК С 21В 13/00). Недостатком известного устройства является невозможность получения чугуна.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемой полезной модели является агрегат для осуществления способа получения железа из железной руды (см. а.с. СССР 1197465, МПК С21В 13/02). Агрегат состоит из последовательно установленных и сообщающихся между собой вертикальных камер для расплавления шихтовых материалов, основного восстановления, завершающего восстановления и науглероживания, а также осадительную камеру. Камера для расплавления шихтовых материалов в верхней своей части оборудована загрузочным устройством, в нижней - подвижной фурмой, а также каналом, соединяющим эту камеру с камерой основного восстановления, которая оборудована

подвижной фурмой для вдувания угля и кислорода и соединена каналом со следующей камерой завершающего восстановления и науглероживания. Последняя камера оборудована фурмой для подачи угля, а также летками для выпуска шлака и металла. Кроме того, через патрубки камеры для расплавления шихтовых материалов, основного восстановления и для завершающего восстановления и науглероживания соединены с коллектором для отведения от них отходящих газов. Осадительная камера соединена с камерой для расплавления шихтовых материалов наклонной подиной и оборудована соплом для подачи кислорода. Недостатком известного устройства является возможность получения только чугуна, требующего сложного рафинирования, из измельченного рудного сырья.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является получение из рудного сырья чугуна и технического железа или одного из них.

Технический результат, который получается при осуществлении полезной модели, состоит в бескоксовом восстановлении из рудного сырья технического железа и чугуна, причем рудное сырье может быть не только порошкообразным, но и кусковым, а также в хорошем использовании физического тепла отходящих газов.

Сущность предлагаемой полезной модели состоит в в известной конструкции агрегата многостадийного жидкофазн@го,. углэ- термического восстановления металлов из рудного сырья, содержащего последовательно установленные и сообщающиеся между собой посредством

2.

-- ,:. ,- . .

соединительных каналов и коллектора для сбора отходящих газов вертикальные камеры для расплавления шихтовых материалов с загрузочным устройством, для основного восстановления, для завершающего восстановления и науглероживания, а также осадительную, соединенную с камерой для расплавления порошкообразных шихтовых материалов наклонной подиной, вертикальные камеры стадий плавления и восстановления металлов выполнены из двух частей: реакционной и отстойной, соединенных между собой разделительным порогом. Осадительная камера выполнена в виде камеры шахтного типа, которая в верхней своей части оборудована загрузочным устройством для подачи кусковой руды, а в нижней - шнековым устройством для сталкивания руды по наклонной подине в реакционную часть камеры плавления шихтовых материалов. Копильная часть камеры для расплавления шихтовых материалов соединена через разделительный порог с зоной плавления. Реакционная часть камеры основного восстановления соединена электромагнитным желобом с отстойной частью камеры завершающего восстановления и науглероживания. Отстойная часть камеры основного восстановления оборудована леткой для выпуска технического железа, а отстойная часть камеры завершающего восстановления и науглероживания - летками для выпуска чугуна и шлака.

Существо предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема конструкции агрегата в плане без загрузочных устройств; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.З - вид по стрелке Б на фиг.1; на фиг.4 - вид по стрелке В на фиг.1.

Агрегат многостадийного жидкофазного углетермического восстановления металлов из рудного сырья содержит осадительную камеру 1 (фиг.1), камеру для расплавления шихтовых материалов, выполненную из двух частей: реакционной 2 и отстойной 3. Осадительная камера 1 (фиг.2) выполнена в виде камеры шахтного типа и оборудована в верхней части загрузочным устройством 4 для подачи кусковой руды и коллектором 5, отводящим дымовые газы, а в нижней своей части - шнековым устройством 6 для сталкивания кускового материала по наклонной подине 7, которой Осадительная камера соединена с реакционной частью 2 камеры для расплавления шихтовых материалов. Последняя оборудована загрузочным устройством 8 для подачи порошкообразных шихтовых материалов, фурмой 9 для подачи кислорода и соединена коллектором 10 с камерами обеих стадий последующего восстановления. Отстойная часть 3 (фиг.З) камеры для расплавления шихтовых материалов соединена с зоной плавления 2 разделительным порогом 11 и выполнена

с отверстием 12 (фиг.1) для установки фурмы для подачи угольного порошка и кислорода и соединена каналом 13 с реакционной частью 14 камеры основного восстановления, которая в свою очередь выполнена с отверстием 15 для установки фурмы для подачи угля и кислорода. Реакционная часть 14 камеры основного восстановления соединена электромагнитным желобом 16 с отстойной частью 17 камеры завершающего восстановления и науглероживания. Отстойная часть 18 (фиг.4) камеры основного восстановления через порог 19 соединена с реакционной частью 14 и оборудована леткой 20 для выпуска технического железа. Кроме того, отстойная часть 18 (фиг.1) камеры основного восстановления соединена каналом 21 с реакционной частью 22 камеры завершающего восстановления и науглероживания, которая выполнена с отверстием 23 для установки фурмы и через разделительный порог (на фигурах не показан) соединена с отстойной частью 17. Последняя оборудована летками для выпуска чугуна 24 и шлака 25.

Работает агрегат следующим образом

Через загрузочное устройство 4 (фиг.2) в осадительную камеру 1 подают часть сырья в виде кусковой руды. Газами, отходящими из камер последующих стадий по коллектору 10 и проходящими через реакционную часть 2 камеры плавления шихтовых материалов, нагревают в противотоке поступающую руду. Здесь осадительная камера 1 работает как верхняя часть доменной печи, но более эффективно. Нагреваемая кусковая руда, играя роль фильтра, осаждает на своей поверхности твердые частицы отходящего газа и вместе с ними по наклонной подине 7 попадает в реакционную часть 2 камеры для расплавления шихтовых материалов. Предварительно очищенные дымовые газы выводятся на окончательную очистку через коллектор 5. Сталкивание задержавшихся комков рудного сырья по наклонной подине 7 производят шнековым устройством б. Часть сырья (руду, известняк или известь и др.) в измельченном виде подают через загрузочное устройство 8 в реакционную часть 2 камеры для плавления шихтовых материалов. Через фурму 9 подают кислород для сжигания окиси углерода и водорода. Кроме того, из коллектора 10 в реакционную зону поступают газы с последующих стадий процесса. В реакционной части 2 камеры плавления происходит бурное перемешивание жидкого металла и шлака, что позволяет расплаву постепенно перетекать через разделительный порог И (фиг.З) в отстойную часть 3 камеры. Из отстойной части 3(чиг.1) камеры плавления расплав самотеком по каналу 13 попадает в реакционную часть 14 камеры основного восстановления, где реакции протекают в конвертерном режиме. Для регулирования степени восстановления расплава и его

температуры в реакционной части 14 камеры основного восстановления в отверстие 15 устанавливают фурму для подачи угля и кислорода. По мере кипения оксидный расплав перетекает из реакционной части 14 камеры основного восстановления через разделительный порог 19 (фиг.4) в отстойную 18 ее часть, где полученный металл с содержанием углерода не более 0,03 ч-0,04 % в виде технического железа выпускают через летку 20. Часть оксидного расплава самотеком перетекает по соединительному каналу 21 (фиг.1) в реакционную часть 22 камеры завершающего восстановления и науглероживания. В эту часть камеры в отверстие 23 устанавливают фурму для подачи угля и кислорода до полного восстановления железа из руды с получением чугуна. Газошлакометаллическая эмульсия перетекает в отстойную часть 17 камеры завершающего восстановления и науглероживания, где шлак непрерывно выпускают через летку 25, а чугун - через летку 24. Таким образом одновременно получают техническое железо и чугун.

При получении только технического железа в работу включают электромагнитный желоб 16 (фиг.1), а летку 24 для выпуска чугуна закрывают. Расплав из отстойной части 17 камеры завершающего восстановления и науглероживания подают принудительно в реакционную часть 14 камеры основного восстановления. Создают противоток оксидной и металлической фаз, благодаря чему становится возможным извлечение всего железа из рудного сырья только в виде технического железа, минуя чугун и не снижая степени восстановления железа.

Использование предлагаемой конструкции полезной модели позволяет произвести бескоксовое восстановление из рудного сырья технического железа и чугуна, причем рудное сырье используется как порошкообразное, так и кусковое, а физическое тепло отходящих газов используется в полной мере.

Claims (1)

1. Агрегат многостадийного жидкофазного углетермического восстановления металлов из рудного сырья, содержащий последовательно установленные и сообщающиеся между собой посредством соединительных каналов и коллектора для сбора отходящих газов вертикальные камеры для расплавления шихтовых материалов с загрузочным устройством, для основного восстановления, для завершающего восстановления и науглероживания, а также осадительную, соединенную с камерой для расплавления шихтовых материалов наклонной подиной, отличающийся тем, что вертикальные камеры стадий плавления и восстановления металлов выполнены из двух частей, а именно реакционной и отстойной, соединенных между собой разделительным порогом, осадительная камера выполнена в виде камеры шахтного типа, в верхней своей части оборудована устройством для подачи кусковой руды, а в нижней - шнековым устройством для сталкивания руды по наклонной подине в реакционную часть камеры для плавления шихтовых материалов, кроме того, реакционная часть камеры основного восстановления соединена электромагнитным желобом с отстойной частью камеры завершающего восстановления и науглероживания, отстойная часть камеры основного восстановления оборудована леткой для выпуска технического железа, а отстойная часть камеры для завершающего восстановления и науглероживания - летками для выпуска чугуна и шлака.