SU1547713A3 - Способ получени металлов и сплавов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, конкретно к получению металлов или сплавов, преимущественно ферросплавов. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей. По способу получают металлы или металлические сплавы, в особенности ферросплавы, путем восстановлени  окислов металлов в восстановительной зоне, образованной слоем угл , через который проходит восстановительный газ. Чтобы получить металлы, имеющие высокое средство к кислороду, кусковой оксидный исходный материал под действием силы т жести направл етс  через слой угл , состо щий из трех стационарных слоев A, B, C, причем предусмотрен самый нижний слой A из дегазированного угл , закрывающего жидкий отстойник из восстановленного металла 3 и шлака 4. В средний слой B вводитс  кислород или содержащий кислород газ дл  получени  гор чего восстановительного газа, состо щий, в основном, из CO, а в самый верхний слой C ввод тс  гор чие газы из частичек угл  и кислорода или кислородсодержащего газа. Устройство дл  осуществлени  способа содержит реактор 1 шахтного типа, снабженный огнеупорной футеровкой 2. Зона, близка  к днищу реактора, служит дл  приема жидкого металла и шлака. В верхней части реактора имеетс  загрузочное отверстие 7 дл  подачи кускового угл  и отверстие 8 дл  кускового оксидного материала. В боковые стенки реактора встроены трубы 9 дл  вдувани  кислорода или кислородсодержащего газа. Эти трубы расположены в пограничной зоне между слоем A и слоем B. Между слоем B и слоем C встроены горелки 10, в которые вводитс  смесь из пылевидных частиц угл  и кисловала. 1 табл.л.а.рубинован.а.цалихина628.54геевич+753841711 123007 москва11629.7.023.2581.325ова69.057.4:624.016.7.002.51.682.9ц

Description

Изобретение относитс  к металлургии , конкретно к получению металлов

или металлических сплавов, преимущественно ферросплавов.

Цель изобретени  расширение технологических возможностей.

Предлагаемый способ позвол ет получить в реакторе дл  взаимодействи  газов и расплава металлов металлы и металлические сплавы, в частности фер1 росплавы, такие как ферромарганец, феррохром и ферросилиций, из кускового окисного исходного материала, причем металл, i имеет такое высокое сродство к кислороду, что он реагирует с элементарным углеродом только выше 1000ЙС0

Согласно, предлагаемому способу пусковой окисный исходный материал под действием силы т жести направл етс  через стационарный слой угл , состо щий из трех слоев (А, В, С), причем нижний слой А состоит из дегазированного угл  и покрывает жидкий отстойник (отстой) из восстановленного металла и шпака, в средний слой В вводитс  кислород или газ, содержащий кислород, дл  получени  гор чего восстановительного газа, состо щего, в основном, из СО, ; в верхний слой С ввод тс  горючие газы из частичек угл  и кислорода или содержащего кислород га за „

Примен етс  преимущественно куско вс л кислый исходный материал с величиной кусков мм, преимущественно 10-30 мм,

„ Целесообразно дл  образовани  стационарных слоев примен ть уголь с величиной кусков 1 мм, в частности ммв

По преимущественному варианту исполнени  толщины среднего и верхнего стационарных слоев составл ет 1-А м.

Из отход щего газа, проход щего через стационарные слои угл  (восстановительные зоны), выдел ютс  пылевидные частички угл , которые преимущественно а гор чем состо нии вместе с кислородом или ю лородсодержащим газом подвод тс  к горелкам, направленным в верхний стационарный слой.

5

В качестве угл  примен етс  преиму- щественно такой уголь, который после дегазации сохран ет свой кусковой характер (вид), так что при величине кусков 5°ЮО мм, преимущественно мм, после дегазации еще по меньр шей мере 50% полученного дегазированного угл  имеет прежнюю величину зерен ( мм или мм), а остаток

0

5

5

0

5

0

существует в виде кусков более мелкой фракции.

Способ обеспечивает при сохранении всех преимуществ процесса восстановлени  в шахтных печах, где используетс  энерги  ископаемых веществ, металлургическую реакцию в стационарном слое с элементарным1углеродом, котора  нужна дл  восстановлени  окислов неблагородных металлов, а также хорошее разделение металла и шлака. Коксование или дегазаци  углей может осуществл тьс  без образовани  смолы или других конденсированных соединений . Образованный при дегазации угл  газ действует как дополнительное восстановительное средство к восстановительным газам, образованным из дегазируемого углк

Кроме того, восстановление окислов неблагородных элементов, например кремни  хрома, марганца, может осуществл тьс  без применени  электрической энергии. Согласно предлагаемому способу энерги , необходима  дл  дегазации (коксовани ) угл , управл етс  простым образом, так как мелкие куски (меньше 5 мм) вынос тс  с гор чими отход щими газами из реактора дл  взаимодействи  газов с расплавом металлов, сепарируютс , возвращаютс  в верхнюю зону, где происходит вдувание , в кислородсодержащий газ и с помощью кислородсодержащего газа окисл ютс , при этом освобождаетс  тепло.

Характер разрушени  зерен провер етс  тем, что фракци  из частиц от 16 до 20 мм подвергаетс  дегазации в течение 1 ч в камере, нагретой до 1 00°С„ Объем камеры составл ет 12 дм3. После охлаждени  путем промывки холодным инертным газом определ етс  распределение кусков (по фракци м ) .

На чертеже представлена схема реактора дл  взаимодействи  газов с расплавом металла с присоедин емыми к нему дополнительными устройствами.

Устройство содержит реактор 1 шахтного типа, снабженный огнеупорной футеровкой 2, Зона, близка  к днищу реактора, служит дл  приема расплавленного жидкого металла 3 и расплавленного жидкого шлака 4. Реактор имеет выпускное отверстие 5 Дл  металла и отверстие 6 дл  выпуска шлака. В верхней части реактора предусмотрено

загрузочное отверстие 7 дл  подачи кускового угл  и загрузочное отверстие 8 дл  кускового окисного исходного материала. Выше отстойника дл  жидких продуктов образован стационарный слой угл , состо щий из трех слоев: нижний слой А из дегазированного угл , над ним средний слой В, пронизываемый газом из дегазированного угл , а над ним слой С из кускового угл , пронизываемый газом.

В боковые стенки оеактора 1 встроены трубы 9 дл  вдувани  кислорода или кислородсодержащих газов. Эти трубы расположены в пограничной зоне между стационарными сло ми А и В.

В пограничной зоне между сло ми В и С встроены горелки 10, в которые вводитс  смесь из пылевидных частиц угл  и кислорода или Кислородсодержащих газов. От верхней части реактора 1 отходит отвод ща  магистраль 11, подвод ща  отход щие газы в циклон 12 дл  очистки гор чих запыленных газов. Пылевидные частички угл , взвешенные в отход щем газе в виде суспензии, сепарируютс  в циклоне 12 и от разгрузочного конца циклона 12, в котором предусмотрено дозирующее устройство 13, подвод тс  по трубопроводу 14 к расположенным по ободу горелкам 10. К горелкам 10 ведет магистраль 15 дл  кислородсодержащих газов . С помощью дозирующего устройства 13 может регулироватьс  уровень заполнени  циклона 12 и учитыватьс  его сепарирующее действие. От верхней части циклон 12 отход щий газ отводитс  по магистрали 16,

Способ реализуетс  следующим образом .

Через загрузочные отверсти  в - верхней части реактора совместно вво- д тс  уголь и кусковой окисный исходный материал. Уголь в стационарном слое С дегазируетс  (коксуетс ). Необходимое дл  дегазации тепло поступает от гор чих восстановительных га- з,ов, поднимающихс  из стационарного сло  В, а таким образуетс  при сгорании частичек угл , сжигаемых с помощью кислородсодержащих газов в горелках 10. Толщина сло  С выбираетс  такой, что выход щий из сло  С газ имеет минимальную температуру (950°С) В результате смола и другие конденсируемые соединени  крекируютс , тем

10

7713

самым исключаетс  забивание верхнего стационарного сло  С, Как показала практика, наиболее рациональна  толщина сло  С 1-4 м. Толщина стационарного сло  В составл ет таким 1-4 м.

Дегазированный в стационарном слое С уголь при падении вниз образует стационарный слой В.

Кусковой окисный исходный материал расплавл етс  в стационарном слое В и восстанавливаетс  элемен тарным углеродом. Тепло, необходимое 15 дл  расплавлени  и восстановлени , получаетс  в результате газификации гор чих дегазированных углей с помощью содержащих кислород газов, вводимых в реактор через вдувные труб- 20 ки 9. Возникающий в стационарном слое В расплавленный жидкий металл и расплавленные флюсы стекают вниз и собираютс  ниже стационарного сло  А и затем выпускаютс  из реактора.

25

Claims (3)

1. Способ получени  металлов или сплавов, преимущественно ферроспла- BOB, включающий восстановление окислов металлов фракцией 6-50 мм в восстановительной зоне, образуемой слоем угл , расположенным над жидким расплавом металла и шлака, и вдувание восстановительного газа через этот слой угл , отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей, кусковой оксидный материал подают сверху в восстановительную зону, состо щую из трех слоев угл  (А, В, С), при этом нижний слой (А), покрывающий жидкий расплав металла и шлака, состоит из дегазированного угл , в средний слой (В) вдувают кислород или кислородсодержащий газ, а в верхний слой (С) вдувают горючую смесь из частиц угл  и кислорода или кислородсодержащего газа.

2.Способ по п., отличающийс  тем,, что дл  образовани  стационарных слоев угл  (А, В, С) используют уголь фракцией 5-100 мм, преимущественно мм.

3.Способ попп.1 и 2, отли - чающийс  тем, что толщины с среднего (В) и верхнего (С) слоев угл  составл ет 1-4 м.