МЕТАЛЛУРГИЯ ЖЕЛЕЗА – Часть 81

Процессы в кипящем слое получили меньшее распростране­ние в связи с целым рядом специфических особенностей (жесткие требования к гранулометрическому составу, газо­динамические ограничения существования кипящего слоя, температурные условия и др.). Преимущественное развитие в мировой практике прямого восстановления процессов Мидрекс и ХиЛ обусловлено их лучшими технико-экономическими пока­зателями (табл. 12). Ниже будут рассмотрены основы техно­логии, оборудование, технологические схемы и некоторые расчеты процессов металлизации в различных агрегатах.

& 12. ПОЛУЧЕНИЕ ГУБЧАТОГО ЖЕЛЕЗА В ШАХТНЫХ ПЕЧАХ

Процессы металлизации в шахтных печах во многом похожи на процессы, протекающие в шахте доменных печей в области умеренных температур. Однако имеются и значительные отли­чия: в шахтной печи отсутствует кокс; важную роль в про­цессах восстановления оксидов железа играет водород; вос­становительный газ является единственным источником теп­ла, обеспечивающим все тепловые потребности процесса.

Основными процессами, протекающими в шахтной печи, являются теплообмен между газом-теплоносителем и восста­навливаемым материалом, восстановление оксидов железа и динамическое взаимодействие между опускающейся шихтой и поднимающимся газом. Кроме этого, на показатели работы шахтной печи оказывают влияние разрушение железорудных материалов в процессе нагрева и восстановления, наугле­роживание и спекание губчатого железа.

Наиболее известными процессами металлизации в шахтных печах являются способы Мидрекс (США), Армко (США), Пуро­фер (ФРГ), ХиЛ-III (Мексика). В нашей стране разработаны два способа получения металлизованного сырья в шахтных печах, которые отработаны на опытно-промышленных установ­ках Белорецкого металлургического комбината и комбинате "Запорожсталь".

Наиболее отработанным и широко распространенным про­цессом является процесс Мидрекс. С 1983 г. на Оскольском электрометаллургическом комбинате (ОЭМК) работают четыре модуля процесса металлизации Мидрекс общей мощностью ПООтыс. т металлизованных окатышей в год. Приводимое ни­же описание процесса дается применительно к условиям ОЭМК.

В состав каждого модуля входят: шахтная печь металли­зации, реформер (реактор конверсии природного газа); сис­тема производства инертного газа; система аспирации. Сис­тема водного хозяйства, свеча, помещение пульта управле­ния и электроснабжение являются общими для каждой пары Модулей. Принципиальная схема модуля металлизации Мидрекс показана на рис. 40.

Шахтная печь для металлизации (рис. 41) состоит из загрузочного (промежуточного) бункера; верхнего динами­ческого затвора с загрузочным распределителем и загрузоч­ными трубами; зоны восстановления; промежуточной зоны; зоны охлаждения; огнеупорной футеровки; постоянно дейст­вующих питателей; нижнего динамического затвора и маятни­кового питателя (для выгрузки готового продукта).

Цилиндрический загрузочный бункер емкостью ~ 60 м3 с Конической нижней частью, к фланцам которого прикреплен ^ибер, обеспечивает прием и непрерывное течение материала

181

За; 4 — компрессор охлаждающего газа; S — охладитель конвертированного га­за; 6 — скруббер колошникового газа; 7 — каплеуловитель; S — скруббер для улавливания пыли на выгрузке из шахтной печн; 9 — концевой холодильник тех­нологического газа; 10 — реформер; 11 — вентилятор подачи вспомогательного воздуха; 12 — вспомогательные горелки реформера; 13 — главные горелки ре – формера; 14 — инертный газ на осушку; 15 — вентилятор подачи основного воз­духа; 16 — рекуператор; 17 — эксгаустер; 18 — природный газ

В верхний динамический затвор. Система загрузки окислен­ных окатышей имеет следующие узлы: верхний плоский шибер (с гидравлическим приводом); загрузочную трубу; распреде­литель подвода затворного газа и загружаемого материала; труботечки. В загрузочной трубе создается динамический затвор между шибером и распределителем загружаемого мате­риала благодаря потоку затворного газа, подаваемого в распределитель. Из распределителя материал поступает по 12 трубам через свод в печь.

Зона восстановления объемом ~ 200 м3 занимает прост­ранство от уровня фурм, через которые вдувается восстано­вительный газ, до уровня засыпи под сводом печи. Восста­новительный газ поступает в зону восстановления по коль­цевому каналу через фурменные блоки, расположенные равно­мерно по всей окружности печи и направляющие восстанови­тельный газ наклонно вниз в слой материала.