close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2239

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К
ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2239
(13)
C1
6
(51) C 21B 13/00
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
(21) Номер заявки: 950400
(22) 07.04.1995
(31)A 739/94
(32) 11.04.1994
(33) AT
(46) 30.09.1998
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСПЛАВА ЖЕЛЕЗА
(71) Заявитель: ФОЕСТ-АЛЬПИНЕ
ИНДУСТРИАНЛАГЕНБАУ ГмбХ (AT)
(72) Авторы: ГРЮНБАХЕР,
Херберт,
КЕППЛИНГЕР, Вернер Леопольд (AT), РОЙФЕР,
Франц (DE), ШРЕЙ, Гюнтер (AT)
(73) Патентообладатель: ФОЕСТ-АЛЬПИНЕ
ИНДУСТРИАНЛАГЕНБАУ ГмбХ (AT)
(57)
1. Способ получения расплава железа, при котором железную руду восстанавливают в губчатое железо в
зоне прямого восстановления металла, губчатое железо плавят в плавильной газифицирующей зоне при подаче углесодержащего материала с насыщением его восстановительным газом и образованием шлака, для
чего восстановительный газ вводят в зону прямого восстановления металла, где он вступает в реакцию и выводится как доменный газ, выведенный доменный газ подвергают мокрой очистке, а отделяющиеся при этом
шламы смешивают со связующим и угольной пылью и затем подвергают агломерации, отличающийся тем,
что отделенные во время мокрой очистки доменного газа шламы перед дальнейшей обработкой дегидратируют до содержания некоторой остаточной влажности, после этого к ним примешивают угольную пыль и, в
качестве связующего, быстротвердеющую известь, далее шламы гранулируют, а полученный гранулят подают в плавильную газофицирующую зону при увеличении основности шлака максимум до 1,25, предпочтительно до 1,20.
BY 2239 C1
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед обработкой шламы дегидратируют до остаточной влажности 25 - 50%, предпочтительно 35 - 40 %.
3. Способ no ï. 1 или 2, отличающийся тем, что угольную пыль добавляют к дегидратированным шламам в количестве до 30 %, предпочтительно до 25 %, от количества дегидратированного шлама.
4. Способ по одному или нескольким пп.1-3, отличающийся тем, что грануляты вырабатывают со слоем
карбоната путем воздействия на него СО2 -содержащего дымного газа перед подачей в плавильную газофицирующую зону.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что образование карбонатного слоя на грануляте осуществляют в
устройстве сушки угля.
(56)
1.Патент Австрии 376241, МПК С 21В 13/00, 1991.
2.3аявка Германии 4123626, МПК С 21В 13/00, 1993.
Изобретение относится к способу получения расплава железа, согласно которому железную руду восстанавливают в губчатое железо в зоне прямого восстановления металла, губчатое железо плавят в плавильной
газифицирующей зоне при подаче углеродсодержащего материала с насыщением углеродсодержащего материала восстановительным газом и образованием шлака; восстановительный газ вводят в зону прямого восстановления металла, где он вступает в реакцию и выводится как доменный газ; восстановительный и/или
доменный газ подвергают мокрой очистке, а шламы, отделяющиеся при этой очистке, смешивают со связующим и угольной пылью и затем подвергают агломерации.
Способ этого типа известен из [1]. В этом способе восстановительный газ, от которого отделены твердые
вещества, а также доменный газ, выводимый после прямого восстановления металла, подвергают мокрой очистке в циклонах, а отделенные шламы смешивают со связующим, содержащим пыль оксида железа, твердый
битумный пек, битум или битуминозный бурый уголь, подвергают горячему брикетированию и подают в плавильную газифицирующую зону, при этом пыль оксида железа поступает из устройства газовой очистки доменной печи.
Твердые вещества, полученные при отделении - главным образом угольная пыль - повторно попадают в
нижнюю часть плавильной газифицирующей зоны почти полностью; небольшая часть угольной пыли смешивается со шламами, уже смешанными со связующим, и брикетируется вместе с ними.
Недостатком такого способа является то, что из-за повышенного количества вводимых оксидов железа
восстановление приходится проводить в плавильной печи-газификаторе, чтобы восстановить оксид железа, и
поэтому отбирается дополнительное количество энергии, требуемой для плавления, тем самым процесс,
происходящий в плавильной газифицирующей зоне, нарушается. Кроме того, горячее брикетирование слишком дорого в плане капитальных вложений и эксплуатационных расходов.
Из [2] известна агломерация металлургических остатков с использованием связующих агентов, шлакообразующих элементов и восстанавливающих агентов и введение агломератов в шихту в верхней части плавильного агрегата с подогревом и сушкой агломератов в этой части плавильного агрегата. Шихта проходит
через плавильный агрегат по принципу обратного течения, сначала попадая в зону восстановления, образуемую внутри плавильного агрегата, и затем расплавляясь в нижней части плавильного агрегата. Этот известный процесс требует большого количества энергии из-за того, что в плавильном агрегате должны быть высушены и превращены в шлак лишние и/или остаточные вещества, что негативно влияет на основной
процесс, происходящий в плавильном агрегате.
В этом случае также приходится проводить восстановление в плавильной печи-газификаторе с учетом введения оксидов железа (ò. е. окалины), что дополнительно требует значительного количества энергии. Кроме
того, в качестве связующего предлагается использовать сульфитный раствор, что приводит к нежелательному введению в процесс серы.
Целью изобретения является устранение этих недостатков, и задача заключается в том, чтобы подавать обратно в процесс прямого восстановления металла шламы, участвующие в прямом восстановлении железной руды, в максимально возможном количестве, т. е. около 90 % общего количества шламов, не влияя никаким образом на протекание процесса восстановления металла. В частности, не должно быть необходимости в изменении
количеств сырья и флюсов.
В соответствии с изобретением, эта цель достигается сочетанием следующих мер:
шламы отделяют во время мокрой очистки и дегидратируют до содержания некоторой остаточной влажности перед дальнейшей обработкой;
после этого к шламам примешивает угольную пыль и, в качестве связующего, быстротвердеющую известь; - далее шламы гранулируют, и
полученный гранулят подают в плавильную газифицирующую зону при увеличении основности шлака до
максимума, равного 1,25, предпочтительно до 1,20.
2
BY 2239 C1
Предпочтительно перед дальнейшей обработкой шламы дегидратируют до остаточной влажности 25-50
%, наиболее предпочтительно 35-40 %. Далее, шламы с такой остаточной влажностью могут быть непосредственно загружены в смеситель-гранулятор. Предпочтительный диапазон остаточной влажности способствует количественно оптимальному потреблению быстротвердеющей извести. Без такой дегидратации
будет необходимо значительно большее потребление быстротвердеющей извести для получения достаточной прочности гранулята.
Полезно, если угольную пыль добавляют к дегидратированным шламам в количестве до 30 %, предпочтительно до 25% от количества дегидратированного шлама. Угольная пыль в указанном количестве положительно влияет на прочность гранулята. Использование угольной пыли из пылеочистительных приспособлений установки сушки угля, которая входит в настоящую концепцию получения расплава железа или
передельного чугуна и/или стальных полуфабрикатов, имеет особое преимущество в плане защиты окружающей среды, отсутствия транспортировки и затрат на отвал угольной пыли. Кроме того, добавление
угольной пыли к дегидратированному шламу имеет то преимущество, что грануляты, последовательно образуемые в смесителе-грануляторе, имеют значительное содержание углерода, угольная пыль вносит положительный вклад в обеспечение энергией, являясь носителем энергии, после загрузки гранулятов в плавильную
газифицирующую зону.
Согласно предпочтительному варианту, грануляты вырабатывают со слоем карбоната, благодаря воздействию СО2 - содержащего дымного газа перед подачей в плавильную газифицирующую зону. Такой карбонатный слой увеличивает как прочность гранулята для транспортировки, так и прочность к разрушению в
плавильной газифицирующей зоне.
При этом желательно образование карбонатного слоя гранулята осуществлять в устройстве сушки угля.
Далее изобретение будет более детально описано на примере конструкции, показанной на рисунке; рисунок представляет установку для осуществления способа согласно изобретению в схематическом изображении.
Кусковые загрузочные материалы 1, содержащие оксид железа, такие как руда, если нужно, вместе с необожженными флюсами 2, загружаются в верхнюю часть устройства для прямого восстановления металла в
виде шахтной печи 3 через трубопровод подачи 4, т.е. в зону прямого восстановления. Шахтная печь 3 сообщается с плавильной печью - газификатором 5, в которой вырабатывается восстановительный газ из носителей углерода и кислородсодержащего газа, подаваемый в шахтную печь 3 через трубопровод подачи 6;
средства очистки и охлаждения газа 7 выполнены в виде скруббера, вмонтированного в питающий трубопровод 6.
Плавильная печь-газификатор 5 содержит трубопровод подачи 8 для твердых кусковых носителей углерода,
если нужно, несколько трубопроводов 9, 10 для подачи кислородсодержащих газов и трубопроводов 11, 12 для
подачи жидких или газообразных носителей углерода при комнатной температуре, таких как углеводороды, а
также для обожженных флюсов. В плавильной печи-газификаторе 5 ниже плавильной газифицирующей зоны
13 собираются расплавленный передельный чугун 14 и расплавленный шлак 15 и выводятся через выпускное
отверстие 16.
Кусковые загрузочные материалы, восстановленные в губчатое железо в зоне прямого восстановления 17
шахтной печи 3, подаются в плавильную печь-газификатор 5 через один или несколько трубопроводов 18,
например, при помощи червячного питателя. Разгрузочный трубопровод 19 для доменного газа, образующегося в зоне прямого восстановления 17, присоединяется к верхней части шахтной печи 3. Этот доменный газ
поступает в средства очистки газа 20, также выполненные в виде скруббера, и затем может быть снова использован путем подачи через отводной газовый трубопровод 21.
Согласно изобретению, отходы, образующиеся при газификации и переплавке, а также при восстановлении, повторно используются в процессе получения железа.
Шламовые воды, оставшиеся в скрубберах 7 и 20, подаются в сгуститель 22 через трубопроводы шламовой воды 23 и 24 и после этого в устройство дегидратации 25, предпочтительно декантатор - центрифугу 25,
в котором шламы дегидратируются до содержания остаточной влажности 25-50 %, предпочтительно 3540 %.
Дегидратированный шлам подается в устройство грануляции 26, такое как смеситель-гранулятор 26, в
количестве 90 %, предпочтительно до 95 %. Часть дегидратированного шлама, т. е. 5-10 %, выводится в отвал. Таким образом, устраняются нежелательные компоненты шлама, такие как, например, соединения тяжелых металлов.
Трубопровод 27, подающий быстротвердеющую известь 28, а также трубопровод 29, подающий отфильтрованную угольную пыль, идущие от устройства сушки угля 30, ведут к устройству грануляции 26.
Грануляты, образованные в устройстве грануляции 26, подаются в устройство сушки угля 30 через конвейер
31 и вместе с углем 32, высушенном в устройстве сушки угля 30, подаются в плавильную печь-газификатор 5
через подающий трубопровод 8.
3
BY 2239 C1
Согласно примеру конструкции, шламовая вода, выходящая из устройства очистки газа 20 и из устройства охлаждения газа 7 с содержанием твердых веществ около 100-200 г/л, в которых, в свою очередь, содержится около
30 % углерода, около 30 % оксидов железа и остальное - зольные компоненты, в основном оксиды алюминия и
кремния, а также гидроксиды кальция и магния и в незначительном количестве - оксиды других металлов, дегидратировалась при помощи декантатора - центрифуги 25. Около 850 кг полученного шлама с содержанием остаточной влажности 38 % непосредственно загрузили в смеситель-гранулятор 26. Кроме того, около 200 кг угля и около
200 кг быстротвердеющей извести взвесили для загрузки в смеситель-гранулятор 26.
После смешивания и гранулирования, около 1250 кг гранул с содержанием воды около 20 % выгрузили
из смесителя-гранулятора 26 и передали в устройство сушки угля 30. Там гранулы высушили до остаточной
влажности максимум 5 % под действием СО2 - содержащего дымного газа. При этом гранулы получили поверхностный карбонатный слой. В плавильной печи-газификаторе 5 основность шлака В4, определяемая по
формуле
CaO + MgO
B4 =
SiO 2 + Al 2 O 3
обычно регулируется до величины 1,15. Таким образом обеспечивается достаточная вязкость и достаточная
десульфуризационная способность шлака. При повышении основности шлака Â4 увеличивается склонность
к абсорбции серы, а также клейкость шлака. Повышенная клейкость шлака затрудняет его вывод.
При повторной загрузке шламов в плавильную печь-газификатор в виде гранул в количестве около 10 %
от загружаемого угля основность шлака Â4, согласно изобретению, повышается до максимального значения
1,20.
До этой величины не требуется никаких изменений в количестве сырья и флюсов и нет нежелательного
влияния на ход процесса. Это означает, что в плавильную печь-газификатор можно загружать до 10 % гранулята от количества загружаемого угля без изменения процесса и количеств сырья и флюсов.
Таким образом, 90-95 % общего количества шламов - в зависимости от содержания в них тяжелых металлов - может быть возвращено в основной процесс.
Cоставитель В. М. Картузов
Редактор В.Н. Позняк
Корректор Т.Н. Никитина
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
133 Кб
Теги
by2239, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа