[go: up one dir, main page]

UA75925C2 - An assembly for producing metal from the iron-containing raw stock - Google Patents

An assembly for producing metal from the iron-containing raw stock Download PDF

Info

Publication number
UA75925C2
UA75925C2 UA20031211991A UA20031211991A UA75925C2 UA 75925 C2 UA75925 C2 UA 75925C2 UA 20031211991 A UA20031211991 A UA 20031211991A UA 20031211991 A UA20031211991 A UA 20031211991A UA 75925 C2 UA75925 C2 UA 75925C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
reactor
plasmatrons
iron
base plate
possibility
Prior art date
Application number
UA20031211991A
Other languages
English (en)
Inventor
Anatolii Tymofiiovych Neklesa
Original Assignee
Anatolii Tymofiiovych Neklesa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anatolii Tymofiiovych Neklesa filed Critical Anatolii Tymofiiovych Neklesa
Priority to UA20031211991A priority Critical patent/UA75925C2/uk
Priority to PCT/UA2004/000026 priority patent/WO2005061739A1/ru
Priority to RU2004137382/02A priority patent/RU2285046C2/ru
Publication of UA75925C2 publication Critical patent/UA75925C2/uk

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B1/16Arrangements of tuyeres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/12Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
    • C21B13/125By using plasma
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001Heating elements or systems
    • F27D99/0006Electric heating elements or system
    • F27D2099/0031Plasma-torch heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Опис винаходу
Винахід відноситься до чорної металургії, а саме до процесів прямого одержання залізовуглецевих сплавів 2 за допомогою плазмової технології.
Відомий реактор для прямого одержання сталі, що містить шахтну піч із плазмотронами в нижній частині і циліндричну камеру доведення з встановленими в ній плазмотронами, що розташовані в ній у горизонтальній площині по окружності корпусу камери: два - співвісно діаметру і чотири - по хордах, які проведені із точок перетинання діаметра з зовнішньою окружністю камери доведення під кутом 2-10, причому діаметр проведений перпендикулярно вертикальному перерізу реактора (А.С. СРСР Мо1271086, заявл. 20.02.85, кл. С21813/001.
Недоліком зазначеного технічного рішення є відсутність утилізації високотемпературного газового потоку, що спричиняє не тільки велику кількість теплових викидів, але і негативно впливає на навколишнє середовище.
Крім цього, стійкість вогнетривкої частини проточного жолоба, як і камери доведення, достатньо низька.
Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, (прототип) прийнято пристрій для одержання заліза і/чи його сплавів із залізоокисних матеріалів, що містить плавильну піч, обладнану засобами для подачі вуглецевовмістного палива і кисневовмістного газу безпосередньо в рідку фазу й у простір над нею для допалювання газу, що утворюється в результаті плавлення, випускний отвір із трубопроводом газу, що відходить, засіб для введення залізоокисного матеріалу в підданий допалюванню відхідний газ для часткового відновлення матеріалу й охолодження газу, розміщений за ним засіб для сепарації частково відновленого матеріалу від газу і засіб для подачі частково відновленого матеріалу в плавильну піч, який відрізняється тим, що трубопровід газу, що відходить, установлений вертикально і з'єднаний із засобами завантаження залізоокисного матеріалу в нижній його частині і з засобом для сепарації, розташованим у верхній частині каналу (Патент Росії Мо2077595, заявл. 20.12.89, опубл. Бюл. Мо11, 19971.
Стійкість вогнетривкої частини копильника низька Через контакт із розплавом. Оплавлений уУ с 29 високотемпературній зоні матеріал приходить у контакт зі стінкою печі, відбувається налипання, що приводить Ге) до так званого "нашарування". Ці проблеми перешкоджають стабільній роботі печі протягом тривалого часу.
В основу винаходу поставлене завдання удосконалення агрегату для виробництва металу з залізовмісної сировини, у якому за рахунок зміни конструкції реактора забезпечується оперативна заміна найбільш уразливої частини реактора, а також забезпечити за допомоїою допоміжних (відрізних) плазмотронів ліквідацію що "нашарування" у реакторі в процесі відновлення сировини, завдяки чому поліпшується ступінь використання газу Ге і ступінь відновлення, і в результаті цього підвищується економічність процесу і забезпечується, при необхідності, ремонт футеровки поза реактором, тим самим знижуються виробничі витрати. Ф
Поставлена завдання вирішується тим, що в агрегаті для виробництва металу з залізовмісної сировини, що юю включає реактор, виконаний у вигляді герметичної судини зі сталевим кожухом, захищеним зсередини
Зо футеровкою, обладнаний засобами для подачі вуглецевовмістного палива і кисневовмістного газу, засобом - часткового відновлення матеріалу і подачі його в плавильну зону з заданою висотою стовпа шихти, засобом для охолодження газу, що відходить, відповідно до винаходу, на рівні стовпа шихти, у районі кутів внутрішнього периметра поперечного перерізу реактора, установлені допоміжні плазмотрони таким чином, що осі симетрично «К встановлених вказаних плазмотронів знаходяться під кутом один до одного в площині, паралельній стінці З 70 реактора, з вершиною кута, спрямованою вниз, з можливістю послідовного включення кожної пари плазмотронів, с а основні плазмотрони встановлені на двох протилежних сторонах копильника, поздовжні осі кожної пари "з основних протилежних плазмотронів розташовані в одній площині з кутом, спрямованим убік поверхні розплаву, при цьому реактор виконаний рознімним: верхня стаціонарна частина реактора закріплена на опорній плиті, нижня - через систему ущільнень зв'язана з опорною плитою за допомогою механізмів фіксації, а опорна плита 79 встановлена в горизонтальній площині вище рівня розрахункової висоти стовпа шихти, при цьому нижня знімна - частина реактора, у площині рознімання, містить фланець, жорстко зв'язаний з кожухом, а механізм фіксації 1 виконаний у вигляді напрямних планок, закріплених на бічних сторонах реактора, вертикальні вітки яких мають наскрізні отвори і встановлені в отворах опорної плити з можливістю фіксації клином, при цьому торцева ї-о поверхня сполучена пазом для установки ущільнення. ко 50 Умови служби футеровки в копильнику та у зоні впливу струменів допоміжних плазмотронів важкі по термічному і хімічному впливу на неї рідких і газоподібних продуктів плавки. Стан футеровки нерідко обумовлює сл тривалість роботи реактора і служить причиною частих зупинок з метою її заміни.
У зв'язку з цим створення конструкції рознімного реактора і можливість прискореної зміни нижньої частини реактора зі зруйнованою футеровкою на резервну, поліпшує умови експлуатації агрегату. 99 Оксидовмістний матеріал, будучи розм'якшеним і оплавленим у високотемпературній зоні, приходить у
ГФ) контакт зі стінкою реактора, відбувається налипання оплавленого металу і шлаку, що приводить до так званого т "нашарування". Налипання чи "нашарування" залежать від температури і від ступеня відновлення оксидовмістного матеріалу. Через "нашарування" частково чи цілком відновленого оксидовмістного матеріалу на стінках реактора, можуть виникати відмовлення, через які стає неможливою безупинна експлуатація агрегату. 60 Можливість запобігання виникнення проблем, зв'язаних з "нашаруванням" усередині реактора вирішена за допомогою установки допоміжних плазмотронів на рівні завантаження стовпа шихти таким чином, що кожна стінка реактора в області передбачуваного "нашарування" очищається плазмовими струменями, що виходять із плазмотронів, розміщених під кутом, із загальною вершиною, спрямованою вниз.
Основні (плавильні) плазмотрони встановлені на двох протилежних сторонах копильника. Поздовжні осі 62 кожної пари протилежних плазмотронів, у вертикальній площині, розташовані під кутом з вершиною,
спрямованою убік розплаву. Взаємне розташування плазмотронів дає можливість підвищити ефективність теплообмінних процесів у реакторі за рахунок збільшення потоку плазми в розплаві.
Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де - на Фіг.1 представлений загальний вигляд реактора; - на Фіг.2 - переріз А-А Фіг.1; - на Фіг.З - переріз Б-Б Фіг.1; - на Фіг.4 - переріз В-В Фіг.1.
Агрегат містить реактор, внутрішня порожнина якого герметично ізольована від атмосфери, а зовнішній 7/0 Корпус має металевий кожух 1 і футеровку 2 з вогнетривкого матеріалу. Верхня низькотемпературна частина реактора виконана куполоподібною з радіусом у основи, а нижня частина - у вигляді прямокутної призми. У верхній низькотемпературній частині реактора встановлений засіб для подачі оксидних залізорудних матеріалів у вигляді бункера-дозатора З з перфорованими стінками 4, призначеного для часткового відновлення матеріалу і подачі його в порожнину реактора. У нижній частині реактора, на рівні стовпа шихти 5, установлені вісім 7/5 допоміжних плазмотронів б, призначених для ліквідації "нашарування" на стінках реактора. Плазмотрони 6 розміщені в районі кутів внутрішнього периметра поперечного перерізу реактора таким чином, що осі симетрично встановлених плазмотронів знаходяться під кутом " один до одного в площині, паралельній стінці реактора, з вершиною кута, спрямованою вниз. У нижній частині реактора розміщено копильник 7 з льоткою 8 для випуску продуктів плавки. На двох протилежних сторонах копильника 7 встановлені основні плазмотрони 9, спрямовані 20 Убік поверхні розплаву, при цьому подовжні осі кожної пари протилежних плазмотронів розташовані в одній площині під кутом х. Через основні плазмотрони вводяться в розплав вуглецевовмістне паливо і кисневовмістний газ У верхній стаціонарній частині реактора перед бункером-дозатором З розміщені форсунки для додаткової подачі відновлювача, наприклад природного газу і/чи водяного пару.
Верхня стаціонарна частина реактора встановлена на опорній плиті 11, а нижня знімна частиназадопомогою су фланця 12 через систему ущільнень 13 зв'язана з опорною плитою 11 за допомогою механізмів фіксації.
Конструкція вузла кріплення знімної частини реактора може бути представлена в такому вигляді. Знімна нижня і) частина реактора в площині рознімання постачена фланцем 12 з пазом 14 для установки торцевого ущільнення 13. По зовнішньому периметрі кожуха 1 реактора з однаковим інтервалом жорстко закріплені направляючі 15, вертикальні вітки яких мають наскрізні отвори. Направляючі 15 встановлені в отворах опорної плити 11 і юю зо зафіксовані клином 16. Механізм переміщення знімної частини реактора може бути виконаний на базі силових домкратів, що встановлені на плиті рейкової платформи, причому плита платформи змонтована з можливістю с фіксованого повороту. Ге»)
Пристрій працює таким чином.
Реактор розігрівається до робочих температур. Через засіб завантаження окисних матеріалів завантажують юю 3з5 шихту в бункер-дозатор З з перфорованими стінками 4. Матеріал розподіляється рівномірним шаром заданої ч- товщини. Після остаточного завантаження матеріалу його перевантажують у плавильну зону реактора. Робота реактора для одержання заліза циклічна. Потім знову завантажують вихідним матеріалом бункер-дозатор З для наступного часткового відновлення вихідного матеріалу. По закінченні завантаження включають плазмотрони 9. «
Відновлювальні плазмові струмені в зоні плавлення, проходячи через шихту, розплавляють Її і відновлюють окисли до металу. Нагріті гази, що відходять, піднімаються нагору і, проходячи через отвори в стінках 4, - с віддають шихті значну частину тепла і свого відновлювального потенціалу, тим самим відбувається часткове ц відновлення залізорудного матеріалу і підготовка його до роботи в оплавильній зоні. Нагрітий до "» середньомасової температури То-3000-40002С і конвертований на СО і Но плазмоутворюючий газ у вигляді відновлювальних плазмових струменів продуває шар шихти. Під дією плазмових струменів шихта інтенсивно розплавляється, і далі плазмові струмені продувають шар розплаву. Гази, що відходять у процесі плавлення і -і відновлення окисних матеріалів, мають високу температуру і значний вміст СО, Н 5. Невідновлений Бео с плавиться у верхній частині стовпа шихти через надходження високотемпературного газу, огрудкується, чи оплавляється і налипає на стінки реактора. Велика кількість розплавленого шлаку утворюється поблизу стінок (Се) реактора і супроводжується адгезією, результатом якої є так зване "нашарування". Процес утворення юю 50 "нашарування" контролюється датчиками. Для ліквідації "нашарувань" через додаткові плазмотрони б, установлені в зоні границі верхнього рівня стовпа шихти, вдувають уздовж стінок реактора плазмові струмені. сл Тому що одну стінку обдувають два плазмотрони, обробку периметра внутрішньої порожнини реактора ведуть почерговим включенням плазмотронів на кожній стінці, чим гарантується плавлення прилиплих до стінки часток шихти. Гази, що відходять; по вертикальному футерованому каналу надходять у зону охолодження, де через форсунки 10 у них вдувають природний газ і/чи водяний пар. Охолоджена газова суміш при температурі о 800-10002С, маючи високий відновлювальний потенціал, проходить через перфоровану стінку 4 у шар вихідної шихти, що частково відновлюється. Після завершення плавки зливають метал, перевантажують частково ко відновлену шихту із бункера-дозатора З у високотемпературну зону і завантажують бункер-дозатор З вихідною сировиною. Далі процес повторюється. 60 Демонтаж нижньої частини реактора роблять після зливу металу і шлаку і зняття плазмотронів.
Установлюють рейкову платформу під копильник 7. Піднімають домкратами копильник і вибивають клини 16 з направляючих 15. Опускають нижню частину реактора, відводять рейкову платформу і краном переносять на місце ремонту футеровки.
Запропонований агрегат дозволяє забезпечити високошвидкісне протікання хімічних реакцій при сполученні б5 високих температур, досягти більш високого ступеня відновлення заліза з окислів, забезпечити захист внутрішньої поверхні реактора від "нашарувань", здійснити безперервність технологічного процесу за рахунок поєднання в часі всіх його операцій від подачі в реактор шихти і відновника до випуску металу, а також поліпшити умови експлуатації реактора за рахунок можливості заміни частини реактора зі зруйнованою футеровкою на резервну.

Claims (2)

Формула винаходу
1. Агрегат для виробництва металу з залізовмісної сировини, що включає реактор, виконаний у вигляді 70 герметичної посудини зі сталевим кожухом, захищеним зсередини футеровкою, обладнаний засобами для подачі вуглецевмісного палива і кисневмісного газу, засобом часткового відновлення матеріалу і подачі його в плавильну зону з заданою висотою стовпа шихти, засобом для охолодження газу, що відходить з плавильної зони, який відрізняється тим, що на рівні стовпа шихти, у зоні кутів внутрішнього периметра поперечного перерізу реактора, установлені допоміжні плазмотрони таким чином, що осі симетрично встановлених вказаних плазмотронів знаходяться під кутом одна до одної в площині, паралельній стінці реактора, з вершиною кута, спрямованою вниз, з можливістю послідовного включення кожної пари плазмотронів, а основні плазмотрони встановлені на двох протилежних сторонах копильника, поздовжні осі кожної пари основних протилежних плазмотронів розташовані в одній площині з кутом, спрямованим у бік поверхні розплаву, при цьому реактор виконаний рознімним: верхня стаціонарна частина реактора закріплена на опорній плиті, нижня - через систему ущільнень зв'язана з опорною плитою за допомогою механізмів фіксації, а опорна плита встановлена в горизонтальній площині вище рівня розрахункової висоти стовпа шихти.
2. Агрегат за п. 1, який відрізняється тим, що нижня знімна частина реактора в площині рознімання містить фланець, який жорстко зв'язаний з кожухом, а механізм фіксації виконаний у вигляді напрямних планок, нерухомо закріплених на бічних сторонах реактора, вертикальні гілки яких мають наскрізні отвори і встановлені сч ов В отворах опорної плити з можливістю фіксації клином.
З. Агрегат за п. 1 чи 2, який відрізняється тим, що торцева поверхня фланця містить паз для установлення (о) ущільнення. ів) с (о) ів) і -
- . и? -і 1 се) іме) сл іме) 60 б5
UA20031211991A 2003-12-22 2003-12-22 An assembly for producing metal from the iron-containing raw stock UA75925C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA20031211991A UA75925C2 (en) 2003-12-22 2003-12-22 An assembly for producing metal from the iron-containing raw stock
PCT/UA2004/000026 WO2005061739A1 (en) 2003-12-22 2004-04-26 Device for producing iron from iron-containing raw material
RU2004137382/02A RU2285046C2 (ru) 2003-12-22 2004-12-21 Агрегат для производства металла из железосодержащего сырья

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA20031211991A UA75925C2 (en) 2003-12-22 2003-12-22 An assembly for producing metal from the iron-containing raw stock

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA75925C2 true UA75925C2 (en) 2006-06-15

Family

ID=34709605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA20031211991A UA75925C2 (en) 2003-12-22 2003-12-22 An assembly for producing metal from the iron-containing raw stock

Country Status (3)

Country Link
RU (1) RU2285046C2 (uk)
UA (1) UA75925C2 (uk)
WO (1) WO2005061739A1 (uk)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101329030B1 (ko) * 2010-10-01 2013-11-13 주식회사 실리콘밸류 유동층 반응기
KR101329035B1 (ko) 2011-04-20 2013-11-13 주식회사 실리콘밸류 유동층 반응기

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE388210B (sv) * 1973-01-26 1976-09-27 Skf Svenska Kullagerfab Ab Sett vid reduktion av metall ur metalloxider
SE8004313L (sv) * 1980-06-10 1981-12-11 Skf Steel Eng Ab Sett att ur stoftformiga metalloxidhaltiga material utvinna svarflyktiga metaller
CA1154263A (en) * 1981-03-24 1983-09-27 Nikolas G. Ponghis Process for operating a blast furnace
AT375404B (de) * 1983-02-03 1984-08-10 Voest Alpine Ag Verfahren zur durchfuehrung von schmelz-, schmelzmetallurgischen und/oder reduktionsmetallurgischen prozessen in einem plasmaschmelz- ofen sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
CA2006253C (en) * 1988-12-20 1998-08-11 Rodney James Dry Pre-reduced iron oxide
SU1740425A1 (ru) * 1989-11-20 1992-06-15 Грузинский политехнический институт Шахтна плазменна печь дл восстановлени металлов
RU2040548C1 (ru) * 1991-07-26 1995-07-25 Анатолий Тимофеевич Неклеса Двухзонный реактор для обработки материалов

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004137382A (ru) 2006-06-10
RU2285046C2 (ru) 2006-10-10
WO2005061739A1 (en) 2005-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2431682C2 (ru) Установка для прямой выплавки
RU2258743C2 (ru) Способ прямой плавки для получения жидкого чугуна и/или ферросплавов
RU2221050C2 (ru) Способ прямой плавки
RU2154110C2 (ru) Устройство для производства расплавленного передельного чугуна
RU2274659C2 (ru) Способ смены футеровки печи и печь для осуществления прямой плавки
KR20010071627A (ko) 직접 제련 용기 및 직접 제련 공정
KR101349229B1 (ko) 직접 제련 용기 및 그를 위한 냉각기
RU2001102783A (ru) Емкость для прямой плавки и способ прямой плавки
RU2682192C1 (ru) Способ и устройство для плавления
KR101174678B1 (ko) 야금 공정설비
CN1918306B (zh) 冶金容器
UA75925C2 (en) An assembly for producing metal from the iron-containing raw stock
JP7215224B2 (ja) アーク式電気炉における排滓方法及び溶融金属の製造方法
RU2295574C2 (ru) Способ получения металла и установка для его осуществления
JP7280480B2 (ja) アーク式電気炉、アーク式電気炉における排滓方法及び溶融金属の製造方法
JP7280479B2 (ja) アーク式電気炉、アーク式電気炉における排滓方法及び溶融金属の製造方法
RU2361927C1 (ru) Устройство для получения железа или стали из железоокисных материалов
CN111154981A (zh) 综合回收处理炉
RU2815145C1 (ru) Агрегат восстановления железа
AU8153901A (en) A direct smelting vessel
JPS6132593B2 (uk)
UA81890C2 (uk) Спосіб прямого одержання залізовуглецевих сплавів і пристрій для його здійснення
UA81867C2 (uk) Установка для одержання розплаву заліза
JPH09145255A (ja) アーク炉