Способ получения жидкого чугуна

/ Способ получения жидкого чугуна и установка для его осуществления Изобретение относится к области бескоксового получения железа, в частностичугуна в плавильном газификаторе. Целью изобретения является повышение эффективности процесса.Изобретение поясняется с помощью чертежа, где на фиг.1-4 схематично показаны соответственно особенно предпочтительные варианты выполненияУстройство включает плавильный газификатор для взаимодействия газов металлами, который в представленном варианте выполнения имеет нижний участок,средний участок И расширенный верхний участок. Нижний участок предназначен для принятия расплавленной ванны. В средний участок входят сопла 2 (горелки) с подводящим трубопроводом З для подачи кислородад В зоне на уровне сопел расположены подводящий трубопровод 4 для содержащего углерод материала и трубопровод 5 для окончательно восстановленной руды. Альтернативно этоттрубопровод 5 может также входить выше уровня сопел в зоне верхней коксовойпостели в плавильный газификатор, как это показано на фиг. пункгирной линией,обозначающей трубопровод 5.В верхней расширенной зоне плавильного реактора для взаимодействия газа с металлами имеются загрузочное устройство 6 для кускового угля с диаметром кусков до 40 мм, загрузочное устройство 7 для руды и загрузочное устройство 8 для присадок. Кроме того, в верхнем участке предусмотрен трубопровод 9 для отвода образовавшегося в плавильном газификаторе восстановительного газа.В среднем участке из крупных частиц кокса образуются неподвижные слои(зоны неподвижных слоев). собирающаяся под ними ванна расплава состоит изпредусматривается соответственно выпускное отверстие. Неподвижный слой (а) неимеет подвода газа, т.е. через него не пропускается газ. Над ним образуется неподвижный слой (в), в котором частицы кокса пронизываются поступающим из подводящего трубопровода 3 кислородсодержащим газом с образованием окиси углерода. Выше неподвижного слоя (в) образуется псевдоожиженный слой (с), ДВИЖЕНИЕ которого ПОДДЕПЖИВЭЕТСЯ образующимся В НЕПОДВИЖНОМ СЛОЕ НВОССТЗНОВИТЕЛЬНЫМ газом. НЕбОЛЬШИЕ ЧЗСТИЦЫ УГЛЯ ИЛИ КОКСЭ. ОСТЗЮТСЯ В ЗОНЕ псевдоожиженного слоя (с). Более крупные частицы угля или кокса, для которыхСКОПОСТЬ ГЗЗОВОГО ПОТОКЕ В ПУСТОЙ трубе НИЖЕ ТОЧКИ разрыхленияСООТВЕТСТВУЮЩЕГО СЛОЯ ЧаСТИЦ, ЛИШЬ ЗЗТОПМЭЖИВЭЮТСЯ, ПРО вали ваются черезпсевдоожиженный слой (с) и осаждаются с образованием неподвижного слоя (в) или(а). Над псевдоожиженным слоем находится успокоительная зона (о), в которуюсреди прочего загружается руда.трубопровод 9 для отвода восстановительного газа и загрузочное устройство 13 дляприсадок. В НИЖНЕМ КОНЦЕ ВОССТЭНОВИТЕЛЬНОГО ЦИКЛОНЭ. ПрЕДУСМОТрЕНО РЗЗГВУЗОЧНОЕустройство 14 для окончательно восстановленной пылеватой руды. которая загружает трубопровод 5.От верхней части восстановительного циклона освобожденный от суспендированной восстановленной пылеватой руды легкий газ отводится по трубопроводу 15, охлаждается в охладителе 16, уплотняется в охлаждающей газовой Воздуходувка 17 и/или подается по обратному трубопроводу 18 в трубопровод 9 для отвода восстановительного газа для охлаждения выходящей из плавильного реактора для взаимодействия газов с металлами сузлензии, состоящей из газа и пылеватой руды. или по трубопроводу 19 с помощью инжектора 20 подается в трубопровод 5. С помощью ответвляющегося трубопровода 15 легкий газ может отводиться из установки и подаваться для использования в других целях.Представленный на фиг.1 вариант выполнения установки в соответствии с изобретением пригоден для переработки мелких железных руд с частицами диаметром максимум 0,5 мм, однако в особенности для переработки пылеватых руд,причем частИць руды имеют диаметр менее 0,2 мм. Подобного рода руда загружается в зону успокоения (о) плавильного реактора для взаимодействия газов с металлами, который в верхней части успокоительной зоны имеет температуру около 1 О 00 С где она предварительно восстанавливается противоточным восстановительным газом, который образуется в нижней части реактора для взаимодействия газов с металлами.Предварительно восстановленная фракция - 0,2 мм почти полностью увлекается восстановительным газом и по трубопроводу 9 для отвода восстановительного газа подается в восстановительный циклон 12, причем состоящая из газа и пылеватой руды суспензия к этому моменту времени охлаждается до температуры около 800 С.В восстановительном циклоне 12 фракция - 0,2 мм полностью восстанавливается с помощью восстановительного газа и под воздействием циклона отделяется от восстановительного газа. Впоследствии полностью восстановленнаяруда через выпускное устройство 14 нагружает трубопровод 5 и с помощью легкого4 газа ВДУВЭЕТСЯ НЕПОСРЕДСТВЕННО В ЗОНУ ПЛЗВЛЕНИЯ ПЛЗВИЛЬНОГО газификатора, ИЛИВ ЗОНУ на уровне вдувания КИСЛОРОДЭ ИЛИ над НЕЙ, В ЗОНУ КОКСОВОЙ ПОСТЕЛИ.Оставшаяся в уопокоительной зоне плавильного газификатора фракция мелкой руды с диаметром частиц по меньшей мере 0,2 мм (и максимум 0,5 мм) хотя И восстанавливается предварительно в успокоительной зоне, однако не выносится ПОТОКОМ ВОССТЗНОБИТЕЛЬНОГО газа И попадает ВСЛЕДСТВИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ СИЛТЫ ТЯЖЕСТИ через псевдоожиженный слой в неподвижный спой, при этом полностью восстанавливается и расплавляется.Рудные фракции с диаметром частиц более 0,5 мм не могут перерабатываться с помощью представленный на фиг.1 установки, так как они не могут больше удовлетворительно полностью восстанавливаться в плавильном газификаторе.переработку подобного рода руды позволяет осуществлять представленный на фиг.2 вариант выполнения установки в соответствии с изобретением. Она отличается от варианта всоответствии с фиг.1 прежде всего тем, чтов трубопровод 9 для отвода восстановительного газа между плавильным газификатором и восстановительным циклом 12 включен восстановительный реактор 21, который имеет загрузочное устройство 13 для присадок и загрузочное устройство 7 для руды и разгрузочное устройство 22 для полностью восстановленной мелкой руды.Внутри восстановительного реактора 21 поддерживается псевдоожиженный слой (е) из поступивших из плавильного реактора 1 для взаимодействия газов с металлами руды И восстановительного газа, который вдувается на уровне сопел 23,которые запитываются от трубопровода 9 для отвода восстановительного газа. Над псевдоожиженным слоем (е) находится успокоительная зона (тук разгрузочному устройству 22 присоединен трубопровод 24 для полностью восстановленной мелкой руды, который входит в трубопровод 5.Остальные видимые на фиг.2 части установки соответствуют изображенному на