SU739120A1 - Способ получени металлизованного продукта - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии и может быть использовано на металлургических заводах при получении металлизованного железорудного сырь  дл  доменного и сталеплавильного производства. Известны способы получени  металлизованного продукта в шахтных печах с применением гор чего конвертированного газа, получаемого в специальных конверсионных аппаратах или газокислородных горелках 1. Однако дл  восстановлени , железорудного сырь  в печах подаетс  гор чий восстановительный газ, получение которого  вл етс  сло ным, капиталоемким и дорогосто щим технол гическим процессом. Известен также способ получени  металлизованного продукта из железорудных материалов путем газового восстановлени  последовательно в две стадии газами с различным восстановительным потенциалом в печи кип щего сло , включающий рециркул цию восста новительного газа 2. Недостатком указанного способа  вл етс  необходимость получени  восстановительных газов с высоким восстановительным потевдиалом в специальных аппаратах, что ухудшает техник о-экономические показатели процесса получени  металлизованного сырь . Цель изобретени  - создание способа получени  мета.ш1изованного продукта в шахтнойпечи из кусковой руды, или окатышей с высокими технико-экономическими показател ми, с применением простого и надежного оборудовани  без специальных конверсионных установок дл  получени  конвертированного газа с высоким восстановительным потенциалом. Поставленна  цель достигаетс  тем, что нагрев и восстановление железорудного сырь  до степени восстановлени  40-60% ведут продзтстами неполного сжигани  природного газа с а 0,3-0,5, а окончательное вoccтaнoвлe шe осзтцествл ют нагретой до 600-800° С смесью водорода и природного газа, одновременно с разложением природного газа в той же печи при охлаждении материала от 900-1000° С до 700° С. На фиг. 1 показана схема глубокой металлизации (до 95%) богатых окатышей (Рер§щ 373 66,98%) дл  их дальнейшего передела в сталеплавильном производстве; на фиг. 2 - вариант металлизации р довых . окатышей, например Лисаковского ГОКа ( 54,73%), дл  последующего доменного передела. Установка включает шахтную печь 1, горелку 2, циклоны 3, аппараты 4 мокрой газовой очистки, газодувку 5, рекуператор 6 дл  подогрева воздуха, воздуходувку 7, рекуператор 8 дл  подогрева водорода. Технологический процесс протекает в следующей последовательности (фиг. 1). Нагрев до 900-1000° С и предварительное восстановление окатышей до степени восстановлени  45-50% осуществл етс  в верхней части зоны восстановлени  шахтной нечи 1 продуктами сгорани  природного газа с коэффициентом расхода воздуха а 0,40-0,45. Воздух перед подачей в горелку 2 предварительно подогреваетс  до 500-600° С в рекуператоре 6. Процес нагрева и восстановлени  в верхней части осуществл етс  в противотоке газа и материала. Колошниковый газ отводитс  из печи, проходит аппараты 3 и 4 газоочистки и газодувкой 5 подаетс  на отопление рекуператоров 6 и 8. Оставшийс  газ сбрасываетс  посторонним потребител м . Окончательное восстановление окаты шей до 90-95% осуществл етс  в нижней части зоны восстановлени  нагретым в рекуператоре до 700-800° С водородом в пр мотоке. Дл  по крыти  дефицита водорода, который расходуетс  в процессе восстановлени , в нижнюю часть зоны восстановле1ш  ввод т природный газ. ВОДОРОД с парами влаги выводитс  из нечи при 500-600°С и совместно с газом, пос:гупающим из зоны охлаждени , проходит в алпараты 3 и 4 ошстки и осушки газа и далее рециркул ционной газодувкой 5 подаетс  в зоны охлаждени  и восстановлени  шахтной печи. Охлаждение продукта проводитс  в противотоке холодаым водородом, циркулирующим в замкнутом цикле. Процесс нагрева и восстановлени  окатышей в верхней части шахтной не«ш нровлдитс  продуктами сгорарш  природного газа с ,40-0,45. Око1шательное восстановление окатышей в нижней зоне осуществл етс  в противотоке газа и материала водородом, циркулирующим в замкнутом цикле. Дефицит водорода покрываетс  за счет разложени  природного газа. Водород в смеси с природным газом подаетс  в зону охлаждени  шахтной нечи. После зоны охлаждени  часть газа выводитс  из пеш, остальной водород в смеси с нриродным газом поступает в зону восстановлени , где проход т процессы разложени  природного газа и довосстановлени  железорудного сырь . Расход тепла на протекание эндотермических реакдай разложени  природного газа и восстановлени  окатышей , а также на нагрев газа покрываетс  за счет физического тепла материала, нагретого в верхней зоне до 900-1000° С. Газ выводитс  из зоны восстановлени  и охлаждени , смешиваетс  и направл етс  в аппараты 3 и 4 очистки и осушки газа и рециркул ционной газодувкой 5 подаетс  снова в основание шахтной печи. Расходные показатели и параметры процесса, полученные в результате расчетов процесса металлизаили окатышей Лебединского и Лисаковского ГОКов, сведены в табл. 1 и 2. Таблица 1

Температура в рекуператоре, С 600 Коэффициент расхода воздуха в конверсионную горелку, а0,44 0,42 Температура продуктов неполного сгорани  природного газа на входе в печь, ° С1000-1050 Удельный расход продуктов неполного сгорани  природного газа, нм/тм.нр.1250 Температура нодогрева матерма/и в верхней зоне предварительного восстановлени , °С950 600 0,44 0,420,98 - 1 1000-10501100-1200 12502160 9801000-1100

Расход осушенного колошникового газа, .пр. на отопление рекуператора дл  подогрева водорода

на отопление рекуператора

дл  подогрева воздуха

посторонним потребител м

общий

Теплотворна  способность

осушенного колошникового газа,

ккал/нм

Расход тепла на 1 т металлизирован окатышей обший, Ккал/тм.пр.

За вычетом тепла газа, отданного

посторонним потребител м,

ккал/тм.пр.

Степень восстановлени  Р/ % в верхней части печи конечна 

Состав метализованного продукта р9

Fe Fe

общ

нет

FeO

Продолжение табл. 1

2 - 10

2 . 10

20

48

80

80

56.75

65,7

39.85

48,2 21,78

22,5

Расход природного газа, .пр.

на сжигание в конверсионную

горелку

на смешение с водородом в цикл рециркул ции

на отопление рекуператора дл  подогрева водорода

Общий расход, .пр.

Расход воздуха на конверсионную горелку .пр. Применение способа позволит обеспечить получе1ше металлизованного сырь  в крупных масштабах с высокими технико-экономическими показател ми, так как при этом отпадает потребность в специальных капиталоемких и дорогосто щих конверсионных установках дл  получени  восстановительного газа и в установ ках очистки газа от COj. Предварительный подогрев ивосстановление железорудного материала позволит провести процесс восстанов1лени  закиси железа, которьш лимитирует весь процесс металлизации, с оптимальными параметрами; содержание влаги в водороде не превысит 2,5-3%, температура в зоне воссганов лени  1000-700° С, высокой скоростью и ivianb удельным расходом водорода. Восстановление при высоких температурах позволит получить непирофорный металлизованный продукт. Нали чие сажистого углерода в конечном продукте в кoличectвe 1,5-4,0% и результате разложени  природного газа позволит при плавке металлизованных окатышей в электропечи довосстановить остаточные окислы железа и в необходимой степени науглеродить металл, а при переделе металлизованного сырь  в доменном производстве сократить расход кокса.

205

120

56 101

14 235

261

802

Claims (2)

1160 Формула изобретени  Способ получени  металлизованного продукта со степенью восстановлени  80-95% в шахтной печи из кусковой руды лли окатышей , включающий двухстадийное газовое восстановление железа из его окислов, рециркул цию восстановительного газа, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  технологического процесса и повышени  техникоэкономических показателей, нагрев железорудного сырь  и его восстановледае до степени 40-60% ведут продуктами неполного сгорани  природного газа с а 0,30-0,50, а окончательно восстановление осуществл ют нагретой до 600-800° С смесью водорода и природного газа , одновременно с разложением природного газа в той же печи при охлаждении материала от 900-1000° С до 700° G. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кн зев В. Ф. и др. Бескоксова  металурги  железа,М., Металлурги , 1972, с. 64-79,

2.Патент Фрдации N 1268487, кл, С 21 В, 1960.

«si