СПОСОБ ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

2
2
1. Способ прямого восстановления железа, в котором оксид железа восстанавливают до металлизованного железа путем контактирования оксида железа с горячим восстановительным газом, включающий получение и регулирование расхода горячего восстановительного газа, содержащего CO и H, добавление углеводородсодержащего и кислородсодержащего газа, смешивание горячего восстановительного газа с прореагировавшими углеводородсодержащим и кислородсодержащим газом с образованием восстановительной газовой смеси, введение восстановительной газовой смеси в печь прямого восстановления, контроль и регулирование восстановительной газовой смеси на входе в слой загруженной шихты, отличающийся тем, что получение горячего восстановительного газа, содержащего CO и H, осуществляют в камере ввода плазмохимического газогенератора путем подачи в плазмотрон косвенного действия кислородсодержащего и природного газа с весовым соотношением кислорода окислителя к природному газу α=0,7-1,0, а дополнительную подачу и реагирование кислородсодержащего и углеводородсодержащего газа ведут при весовом соотношении α=0,7-1,0 и осуществляют через форсунку, установленную в камере ввода плазмохимического газогенератора, смешение полученных газовых потоков и образование восстановительной газовой смеси производят в смесительной камере плазмохимического газогенератора, восстановительную газовую смесь с заданной температурой направляют через выходное отверстие смесительной камеры плазмохимического газогенератора в полость печи прямого восстановления для металлизации загруженной шихты.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контроль температуры восстановительной газовой смеси на выходе из плазмохимического газогенератора осуществляют с помощью термодатчиков.
3. Способ по п.1, 2, отличающийся тем, что регулирование температуры восстановительной газовой смеси на входе в печь осуществляют путем изменения тока плазмотрона и расхода газа через плазмотрон и форсунку.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулирование состава восстановительной газовой смеси осуществляют путем изменения весового соотношения содержания кислорода окислителя к природному газу, подаваемых в плазмотрон и форсунку.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что введение восстановительной газовой смеси в печь прямого восстановления осуществляют через заданное количество плазмохимических газогенераторов.
2
2
6. Устройство для прямого восстановления железа, в котором оксид железа восстанавливается до металлизованного железа путем контактирования с горячим восстановительным газом, содержащее печь прямого восстановления, средство для получения горячего восстановительного газа, содержащего CO и H, средство для добавления прореагировавших углеводородсодержащего и кислородсодержащего газов, средство для смешивания упомянутого горячего восстановительного газа с прореагировавшими кислородсодержащим и углеводородсодержащим газами с образованием восстановительной газовой смеси, средства контроля и регулирования температуры восстановительной газовой смеси, отличающееся тем, что устройство оснащено плазмохимическим газогенератором, а средство для получения горячего восстановительного газа, содержащего CO и H, представляет собой плазмотрон косвенного действия, средство для подачи и реагирования углеводородсодержащего и кислородсодержащего газов представляет собой форсунку для реагирования кислородсодержащего и углеводородсодержащего газа, средство для смешивания горячего восстановительного газа с прореагировавшими кислородсодержащим и углеводородсодержащим газами с образованием восстановительной газовой смеси представляет собой упомянутый плазмохимический газогенератор, выполненный в виде короба, футерованного огнеупорным материалом, внутри которого размещены сообщающиеся между собой в продольном направлении камера ввода и смесительная камера, при этом в торцевой стенке камеры ввода установлена вышеупомянутая форсунка, а в боковой - вышеупомянутый плазмотрон косвенного действия, отношение длины L смесительной камеры к ее ширине Н составляет величину не менее 18-22, причем выходное отверстие смесительной камеры плазмохимического газогенератора, соединенное с полостью печи прямого восстановления, сверху перекрыто уступом кирпичной кладки, а отношение высоты h выходного отверстия смесительной камеры к длине l уступа равно тангенсу угла β естественного откоса загружаемой шихты.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что средства регулирования температуры восстановительной газовой смеси представляют собой регулируемый источник тока для плазмотрона, регулятор расхода газов через форсунку и регулятор расхода газов через плазмотрон.
8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что камера ввода снабжена несколькими плазмотронами косвенного действия.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что плазмотроны косвенного действия симметрично установлены в боковых стенках камеры ввода плазмохимического газогенератора.
10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что плазмотроны косвенного действия симметрично установлены вокруг форсунки в торцевой стенке камеры ввода плазмохимического газогенератора.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что продольные оси плазмотронов косвенного действия пересекаются на продольной оси камеры ввода.
12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что продольные оси плазмотронов косвенного действия расположены тангенциально относительно продольной оси камеры ввода.
13. Устройство по п.6, отличающееся тем, что печь прямого восстановления снабжена плазмохимическими газогенераторами, установленными по периметру печи.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что печь прямого восстановления снабжена плазмохимическими газогенераторами, установленными на разных ярусах по высоте печи.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что на горизонтальной проекции выходные отверстия смесительных камер верхнего яруса плазмохимических газогенераторов расположены между выходными отверстиями смесительных камер нижнего яруса плазмохимических газогенераторов.
16. Устройство по п.6, отличающееся тем, что выходное отверстие смесительной камеры плазмохимического газогенератора соединено с полостью печи через газоход.