SK2892000A3 - Device for producing sponge iron - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na výrobu železnej huby z kusov oxidu železa, zahrňujúceho šachtovú pec s priamou redukciou, do ktorej je privádzaný horúci, prach obsahujúci, redukčný plyn. Tento redukčný plyn sa vyrába v splynovači čiastočnou oxidáciou pevných uhlíkových častíc a prichádza do spodného konca redukčnej zóny šachtovej pece s priamou redukciou cez bočné vstupy redukčného plynu.

Doterajší stav techniky

Pri výrobe železnej huby redukciou kusov oxidu železa v šachtovej peci s priamou redukciou je železná huba vynášaná zo spodnej časti tejto šachtovej pece. Jeden zo spôsobov uskutočňovania tohto vynášania je opísaný v spise EP 0 085 290 Al. Spočíva v tom, že železná huba je vynášaná pomocou v radiálnom smere pôsobiacich vynáŠacích prostriedkov, najmä závitovkových dopravníkov po strane šachtovej pece s priamou redukciou. Pri radiálnom usporiadaní závitovkových dopravníkov vznikajú medzi dvoma týmito dopravníkmi po ich stranách ležiace priestory („mŕtve priestory“), ktoré sa rozširujú smerom k vnútornej stene šachtovej pece s priamou redukciou. V týchto medziľahlých priestoroch potom narastajú neodobrané oblasti vsádzky, ktorá zostúpila dolu šachtovou pecou s priamou redukciou, tzv. „mŕtve zóny“. Z pevnostných dôvodov je pritom obtiažne vytvoriť vynášacie prostriedky majúce ľubovoľnú veľkosť, najmä pokiaľ ide o ich priemer a dĺžku. Bežné teda je, že i v strede šachtovej pece s priamou redukciou, medzi vnútornými koncami vynášacích prostriedkov (medzi hlavami závoviek) existujú mŕtve priestory, na ktorých vznikajú „mŕtve zóny“ (stredová „mŕtva zóna“). Výška týchto „mŕtvych zón“ závisí na veľkosti plochy príslušného medziľahlého priestoru a na sypnom uhle vsádzky. Najmä pri silnom pokrytí prachom, ku ktorému dochádza v dôsledku obsahu prachu v redukčnom plyne, je sypný uhol veľmi príkry a vnútorné trenie je veľmi veľké. „Mŕtve zóny“ vytvorené nad medziľahlými priestormi medzi závitovkovými dopravníkmi a stredová „mŕtva zóna“ majú nepriaznivý vplyv na rovnomernosť priechodu plynu stĺpcom vsádzky a na vynášací pohyb v šachtovej peci. Tým majú nepriaznivý vplyv i na rovnomernosť redukcie oxidov železa.

Spis EP 0 166 679 Al opisuje usporiadanie taviaceho splynovača a šachtovej pece s priamou redukciou s násypom tvoreným peletami oxidu železa. Šachtová pec s priamou redukciou je tu vybavená základňou podopierajúcou stĺpec násypu, vynášacími otvormi vytvorenými v tejto základni na vynášanie častíc železnej huby a aspoň jedným vstupom pre redukčný plyn, ktorý je dopravovaný od splyňovača do spodnej časti stĺpca násypu. Pretože redukčný plyn obsahuje veľké množstvo prachu, vzniká nebezpečie, že voľné priestory v stĺpci násypu budú zanesené, čo spôsobí zodpovedajúce zvýšenie odporu proti priechodu redukčného plynu. S cieľom umožniť privádzanie redukčného plynu obsahujúceho väčšie množstvo prachu zo splyňovača priamo do šachtovej pece s priamou redukciou bez nebezpečia zanášania priestorov v stĺpci násypu, následného nerovnomerného rozdelenia plynu v šachtovej peci a vzniku prevádzkových ťažkostí, sú tu vytvorené radiálne umiestnené závitovkové dopravníky, slúžiace na udržovanie stáleho pohybu častíc vsádzky v smere dopredu a dozadu v oblasti priľahlej k vstupu redukčného plynu, ktorou redukčný plyn prúdi. Ďalej je tu vytvorený aspoň jeden vynášací otvor umiestnený v základni na opačnom konci závitovkových dopravníkov. Pohon závitovkových dopravníkov môže byť uskutočnený tak, že jednotlivé závitovky sa otáčajú postupne v oboch smeroch, alebo tak, že jedna časť závitovkových dopravníkov sa otáča trvalo v smere von a druhá časť v smere dovnútra.

Pri tomto usporiadaní sú oba vynášacie otvory vzhľadom na stĺpec násypu zaclonené. Vonkajšie vynášacie otvory prstencovou zásterou a vnútorné potom kužeľovitou vložkou. Kužeľovitá vložka pritom končí tesne nad závitovkovými dopravníkmi, alebo zahrňuje vstupné otvory, do ktorých vnútorné konce radiálne umiestnených závitoviek zasahujú. Týmto usporiadaním sa zabezpečí, že železná huba nedosiahne vynášacie otvory priamo, tj. bez prídavných vynášacích prostriedkov, ale môže sa pohybovať k otvorom len pomocou závitovkových dopravníkov, čo je nevyhnutné na to, aby bolo možné vyvolať pohyb železnej huby v smere dovnútra a von.

Pretože je násyp podoprený kužeľovitou vložkou zacláňajúcou stredový vynášaci otvor, je i tu vznik „mŕtvych zón“ pravdepodobný.

Podstata vynálezu

Vychádzajúc zo spisu EP 0 166 679 Al, je cieľom tohto vynálezu vytvoriť zariadenie na výrobu železnej huby z kusov oxidu železa v šachtovej peci s priamou redukciou, používajúce horúci, prach obsahujúci, redukčný plyn, ktorý je vyrábaný v splynovači čiastočnou oxidáciou pevných uhlíkových častíc a je vedený postrannými vstupmi redukčného plynu umiestnenými na spodnom konci redukčnej oblasti do šachtovej pece s priamou redukciou, v ktorom sú kusy oxidu železa umiestňované do hornej oblasti šachtovej pece s priamou redukciou a na dolnom konci šachtovej pece s priamou redukciou sú vynášané radiálne ako železná huba vynášacími prostriedkami, kde v základni šachtovej pece s priamou redukciou, v jej stredovej časti pod xnútornými koncami vynášacích prostriedkov, je vytvorený ďalší vynášací otvor na železnú hubu, u ktorého bude vznik „mŕtvych zón“ vylúčený, aspoň nad oblasťou nachádzajúcou sa v strede medzi radiálnymi vynášacími prostriedkami.

Cieľ tohto vynálezu je dosiahnutý tým, že zariadenie je vybavené vynášacími prostriedkami na dopravu železnej huby len v smere radiálne von.

Pietože sú vynášacie prostriedky vytvorené tak, že železnú hubu dopravujú len radiálne smerom von, nedochádza k pohybu železnej huby na základni šachtovej pece s priamou redukciou v smere dopredu a dozadu a stredový vynášací otvor nemusí byť zaclonený, takže k vzniku „mŕtvych zón“ v stredovej oblasti nemôže dochádzať a v podstate k ich vzniku nemôže dochádzať ani po stranách vynášacích prostriedkov. Vzhľadom na to, že vsádzkový materiál nachádzajúci sa nad bočnými plochami nie je podoprený stredovou „mŕtvou zónou“, je pri svojom klesaní v šachtovej peci s priamou redukciou vedený k ďalšiemu vynášaciemu otvoru.

Výhodne je potom medzi dvoma vynášacími prostriedkami vytvorené vodiace zariadenie, ktoré vyčnieva nahor nad tieto vynášacie prostriedky takým spôsobom, že železná huba prepadajúca dolu je vedená do strán k vynášacím prostriedkom a radiálne k ďalšiemu vynášaciemu otvoru.

Vodiace zariadenia výhodne zahrnujú horný okraj, ktorý prebieha šikmo nahor od okraja ďalšieho vynášacieho otvoru k vnútornej stene šachtovej pece s priamou redukciou a rozširujú sa smerom dolu a radiálne von až na šírku priestoru ležiaceho bočné medzi vynášacími prostriedkami. Týmto usporiadaním sa dosiahne rovnomerné prepadanie všetkého vsádzkového materiálu dolu, dokiaľ nie je vynesený.

Tým, že je vynášanie rozdelené na vonkajšiu a stredovú oblasť môže byť rýchlosť prepadania v oblasti vonkajšieho priemeru šachtovej pece s priamou redukciou a v oblasti nad stredovým vynášacím otvorom ovládaná vzájomne nezávisle. V súčinnosti s individuálne nastaviteľnou rýchlosťou vynášania u jednotlivých vynášacích prostriedkov, je teda možné zabezpečiť účelné ovládanie činnosti šachtovej pece s priamou redukciou v celom jej priereze.

Výhodné potom ďalej je, keď je pod ďalším vynášacím otvorom umiestnená vertikálna šachta majúca konštantný priemer, ktorý zodpovedá priemeru vynášacieho otvoru, keď je táto šachta na svojom spodnom konci uzavretá, a keď nad základňou tejto šachty je umiestnený aspoň jeden, v radiálnom smere pracujúci, ďalší vynášací prostriedok na vynášanie železnej huby.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je podrobnejšie objasnený na svojich príkladných uskutočneniach zobrazených na priložených výkresoch, kde:

Obr. 1 zobrazuje prvé uskutočnenie spodnej časti šachtovej pece s priamou redukciou podľa vynálezu v zvislom reze;

Obr. 2 jehorizontálny rez šachtovou pecou s priamou redukciou vedený v rovine II-II z Obr. 1; a

Obr. 3 zobrazuje spodnú časť šachtovej pece s priamou redukciou podľa druhého uskutočnenia vynálezu v zvislom reze.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Výkresy zobrazujú časť šachtovej pece s priamou redukciou nachádzajúcou sa pod rovinou okružného vetrovodu, tj. pod rovinou, v ktorej je do šachtovej pece s priamou redukciou vháňaný redukčný plyn tak, aby šachtovou pecou s priamou redukciou stúpal nahor, prechádzal vsádzkou a vyvolal transformáciu oxidov železa na železnú hubu

Šachtová pec s priamou redukciou má valcovitý alebo kužeľovitý plášť 1_, ktorý na svojom dolnom konci prechádza do základne 2. Priamo nad touto základňou 2 je umiestnené množstvo, príkladne 10, bočných vynášacích otvorov na vsádzku obsahujúcu železnú hubu, ktoré sú rozmiestnené v horizontálnej rovine rovnomerne s odstupmi po obvode plášťa L Cez každý z týchto vynášacích otvorov prechádza vynáŠací prostriedok v podobe závitovkového dopravníka 3.. Závitovkové dopravníky

3. premiestňujú vsádzku, ktorá klesla na základňu 2 radiálne von tak, že táto vsádzka je vedená do spádovej rúrky 4, ktorou je potom ďalej vedená, napríklad do taviaceho splyňovača vytvárajúceho redukčný plyn. Toto odoberanie vsádzky umožňuje prepadanie vsádzky nachádzajúcej sa v šachtovej peci s priamou redukciou.

Radiálne závitovkové dopravníky 3 siahajú len cez časť polomeru šachtovej pece s priamou redukciou, takže hlavy týchto závitoviek ležia s odstupom od osi šachtovej pece s priamou redukciou a vytvárajú medzi sebou kruhovitú oblasť. Základňa 2 zahrnuje stredový vynášací otvor zodpovedajúci tejto kruhovitej oblasti a prechádzajúci do valcovitej šachty 5 s príslušne menším priemerom (vzhľadom na priemer šachtovej pece s priamou redukciou).

Nad základňou 2 je medzi každými dvoma závitovkovými dopravníkmi 3 umiestnený klinovitý vodiaci prvok 6. Čelný alebo horný okraj týchto vodiacich prvkov 6 vystupuje z okraja stredového vynášacieho otvoru nahor a smeruje k vnútornej stene plášťa 1_ šachtovej pece. Uhol sklonu tohto okraja sa vzhľadom k vertikále pohybuje v rozmedzí asi 25 až 40°. Naviac vodiace prvky 6 sa od tohto svojho okraja v smere dolu a radiálne von rozširujú, takže ich plocha ležiaca na základni 2 zodpovedá vnútornému priestoru medzi dvoma závitovkovými dopravníkmi 3. Uhol sklonu bočných plôch vodiacich prvkov 6 sa pohybuje v rozmedzí 5 až 15°.

Vodiace prvky 6 tak vedú padajúcu vsádzku smerom k stredovému vynášaciemu otvoru vytvorenému v základni 2 a na závitovkové dopravníky 3, takže prakticky celá vsádzka je bez obmedzenia vynášaná.

Časť vsádzky prechádzajúca stredovým vynášacím otvorom prichádza do šachty 5., ktorá je dole uzavretá. S cieľom odoberať materiál z tejto šachty 5 sú priamo nad základňou šachty 5. vytvorené dva vynášacie otvory ležiace vzájomne proti sebe. Každým z týchto vynášacích otvorov pritom prechádza závitovkový dopravník 7, ktorý zabezpečuje vynášanie vsádzky do spádovej rúrky 8, ktorá vedie príkladne taktiež do taviaceho splynovača. Pretože je priemer tejto šachty 5_ podstatne menší než priemer šachtovej pece s priamou redukciou, zasahujú závitovkové dopravníky 7 za stred šachty 5., takže celá vsádzka prichádzajúca do šachty 5. je transportovaná do spádových rúrok 8..

Miesto závitovkových dopravníkov je možné na základni šachty 5_ použiť i iné vynášacie prostriedky, napríklad kladičkový žľab alebo komoru vyprázdňujúcu kladku.

U šachtovej pece s priamou redukciou podľa Obr. 3 je na stredový vynášací otvor v základni 2 napojená šachta 9, ktorej vnútorný priemer sa v smere dolu plynulo zmenšuje a je približne 1 m alebo menej na jej spodnom konci. Spodný koniec šachty 9 je otvorený, takže vsádzka z nej môže vypadávať. Vsádzka padá na krokovací mechanizmus 10. ktorý je umiestnený v komore 11 vybavenej výstupnou trubicou 12. V závislosti na množstve vsádzky, ktorá padá z komory 9 vykonáva krokovací mechanizmus 10 otočný pohyb a zabezpečuje nepretržitú dodávku vsádzky do výstupnej trubice 12.

Výstupná trubica 12 je vedená centrálne cez prívod 13 uhlia do hornej časti taviaceho splyňovača 14. Prívod 13 uhlia zahrnuje zvislé prívodné potrubie zo zásobníka uhlia a dvojstupňový závitovkový dopravník. Koncentrickým privádzaním vsádzkového materiálu alebo železnej huby a uhlia do hornej časti taviaceho splyňovača 14 je podporené ich vzájomné miešanie. Dôjde tak k zdokonaleniu tavenia železnej huby a výroby redukčného plynu v taviacom splyňovači 14.

Claims (13)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zariadenie na výrobu železnej huby z kusov oxidu železa v šachtovej peci s priamou redukciou, používajúce horúci, prach obsahujúci, redukčný plyn, ktorý je vyrábaný v splynovači (14) čiastočnou oxidáciou pevných uhlíkových častíc a je vedený bočnými vstupmi redukčného plynu umiestnenými na spodnom konci redukčnej oblasti do šachtovej pece s priamou redukciou, u ktorého sú kusy oxidu železa umiestňované do hornej oblasti šachtovej pece s priamou redukciou a sú vynášané radiálne na dolnom konci šachtovej pece s priamou redukciou ako železná huba vynášacími prostriedkami (3), kde v základni šachtovej pece s priamou redukciou, v jej stredovej časti pod vnútornými koncami vynášacích prostriedkov (3), je vytvorený ďalší vynášací otvor pre železnú hubu, vyznačujúce sa tým, že je vybavené vynášacími prostriedkami (3) na dopravu železnej huby len v smere radiálne von.

2. Zariadenie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že medzi dvoma vynášacími prostriedkami (3) je vytvorené vodiace zariadenie (6) vyčnievajúce nahor nad tieto vynášacie prostriedky (3) tak, aby železná huba padajúca dolu bola vedená do strán k uvedeným vynášacím prostriedkom (3) a radiálne k uvedenému ďalšiemu vynášaciemu otvoru.

3. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že vynášacími prostriedkami (3) sú závitovkové dopravníky.

4. Zariadenie podľa jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že horný okraj vodiaceho zariadenia (6) prebieha šikmo nahor od okraja uvedeného ďalšieho vynášacieho otvoru k vnútornej stene šachtovej pece s priamou redukciou.

5 Zariadenie podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že uhol sklonu horného okraja vodiaceho zariadenia (6) je vzhľadom k vertikále asi 25 až

40°.

6. Zariadenie podľa jedného z nárokov 1 až 5, vyznačujúce sa tým, že vodiace zariadenie (6) sa rozširuje smerom dolu a radiálne von na šírku priestoru ležiaceho bočné medzi vynášacími prostriedkami (3).

7. Zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa tým, že uhol sklonu bočných plôch vodiaceho zariadenia (6) je vzhľadom k vertikále asi 5 až 30°.

8. Zariadenie podľa jedného z nárokov 1 až 7, vyznačujúce sa tým, že pod ďalším vynášacím otvorom je umiestnená šachta (5) s priemerom, ktorý sa smerom dolu zmenšuje, zostáva rovnaký alebo sa zväčšuje, tým, že táto šachta (5) je na svojom spodnom konci uzavretá a tým, že nad základňou tejto šachty (5) je umiestnený aspoň jeden, v radiálnom smere pracujúci, ďalší vynášací prostriedok (7) na vynášanie železnej huby.

9. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že uvedeným ďalším vynášacím prostriedkom (7) je závitovkový dopravník.

10. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že uvedeným ďalším vynášacím prostriedkom (7) je kladičkový žľab.

11. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že uvedeným ďalším vynášacím prostriedkom (7) je komoru vyprázdňujúca kladka.

12. Zariadenie podľa jedného z nárokov 1 až 7, vyznačujúce sa tým, že pod ďalším vynášacím otvorom je umiestnená zvislá šachta (9), ktorej priemer sa smerom dolu zmenšuje, tým, že uvedená šachta (9) je na svojom spodnom konci vybavená vynášacím otvorom železnej huby otvoreným do komory (11) s výstupnou trubicou (12) a tým, že v komore (11), pod vynášacím otvorom nachádzajúcim sa na spodnom konci komory (9), je vytvorený krokovací mechanizmus (10).

13. Zariadenie podľa nároku 12, vyznačujúce sa tým, že uvedená výstupná trubica (12) je vedená cez prívodné potrubie (13) na privádzanie tuhých uhlíkových častíc do splynovača (14).