Верхняя часть плавильного агрегата-газификатора представляет собой камеру осаждения, в которой осаждается вынесенный из псевдоожиженного слоя мелкий кокс. Прошедшие камеру осаждения уголь или полученный из него кокс поступают в зону псевдоожаженного слоя. В нижней его части кокс газифицируется при температуре выше 2500 °С. Температура газа в камере осаждения составляет 900-1300 °С в зависимости от качества и влажности угля. Выходящий из газификатора газ охлаждается до температуры примерно 850 °С охлаждающим газом, в качестве которого используется часть восстановительного газа. Последний содержит 90-95% СО2 + Н2, около 1-5% СО2 и некоторое количество азота, поступающего из системы продувки загрузочного устройства. Из 1 т угля в зависимости от его состава образуется 1800-3000 м3 газа.
Пыль из циклона очистки горячего газа через систему возврата рециркули-руется в плавильный агрегат-газификатор. Газификация содержащегося в пыли углерода способствует повышению энергетического КПД процесса и температуры в верхней зоне агрегата. Последний фактор позволяет использовать более низкокачественный уголь и эффективно предотвращать смолообразование.
Очищенный восстановительный газ подается в восстановительную печь. Ме-таллизованный продукт с температурой 800-900 °С выгружается из печи шестью радиадьно расположенными шнеками и через загрузочные трубы подается в камеру осаждения плавильного агрегата-газификатора. Нагрев материала в верхней части агрегата незначителен в связи с высокой скоростью его падения. В псевдоожиженном слое кокса скорость опускания материала замедляется, и температура его повышается более интенсивно. Шихта расплавляется в нижней части псев-доожиженного слоя вблизи кислородных фурм. Образующийся при этом чугун имеет следующий примерный состав: 4% С; 0,4-2,5% SiO2 (регулируемое); 0,02-0,08% S. Содержание фосфора определяется составом угля и железорудного сырья. Данным процессом могут быть получены чугун для кислородных конвертеров и литейный чугун.
Жидкие чугун и шлак отекают вниз, образуя чугунную и шлаковую ванны, как и в доменной печи. Выпуск производится через детку. Чугун от шлака отделяется на конце желоба c помощью разделительного устройства. На опытной установке чугун (массой до 20 т) выпускают в среднем через 2-3 ч. Для обеспечения требуемой степени десульфурации показатель основности шлака (CaО+MgO/SiO2+Al2O3) должен быть больше 1. Расход кислорода на 1 т чугуна в зависимости от состава и качества угля составляет примерно 500-600 м3, связанного углерода – 0,5-0,8 т. Производство кислорода может базироваться на использовании энергии избыточного отходящего газа процесса (одной трети всего объема).
Восстановительная печь представляет собой цилиндрическую футерованную шахту с гладким внутренним профилем. Материалы загружают двухконусным загрузочным устройством. Разгрузочные шнеки перемещают восстановленный материал в нижнюю часть шахты и благодаря регулируемой скорости обеспечивают оптимально дозированную подачу продукта в плавильный агрегат-газификатор. Степень металлизации продукта около 95%. Соотношение содержаний водорода и оксида углерода в восстановительном газе составляет примерно 0,3, что определяет экзотермический характер реакций восстановления. Продолжительность пребывания материала в печи 7-9 ч в зависимости от производительности, Содержащийся в выгружаемом продукте углерод находится как в элементарной форме, так и в форме цементита.
Путем незначительных изменений режима работы установки большая часть восстановительных процессов может быть перенесена в плавильный агрегат-газификатор, что позволяет использовать ее для выплавки ферромарганца. В этом случае в восстановительной печи происходит косвенное восстановление оксидом углерода и водородом до железа лишь небольшой доли оксидов железа и восстановление Mn2О3 до МnО.
Во время опытов, проведенных в июне 1986 г., был выплавлен ферромарганец с содержанием более 70% Мn. На 1 т жидкого металла расходовалось около 1900 кг смеси некоксующихся углей c содержанием 68-70% Ссвяз.. Содержание кремния в продукте составляло менее 1%,серы – 0,02%, Всего в ходе опытов произвели 260 т ферромарганца. Количество образующегося шлака на 1 т ферромарганца составляло 650-850 кг в зависимости от содержания золы в угле, основность шлака (CaO+MgO/SiO2) была 1,4. В качестве побочного продукта получали очень чистый газ с теплотой сгорания около 8000 кДж/м3, содержанием пыли менее 20 мг/м3 и менее 0,01% Н2S.
При использовании процесса Корекс можно путем изменения температуры в плавильном агрегате-газификаторе регулировать температуру чугуна на выпуске и тем самым изменять содержание в нем кремния.
Опытная установка на базе процесса Корекс построена и введена в эксплуатацию в 1979-1981 гг. в Келе, ФРГ.
В ходе опытов, проведенных в 1986 и 1987 гг., пытались решить проблему утилизации отходов производства. В данном процессе колошниковый газ шахтной печи очищается в скруббере от пыли. Пыль, содержащая частицы железа и угля, вместе с промывочной водой поступает в сгуститель, где концентрация твердых веществ повышается примерно до 350-400 г/л. Полученный шлам вместе с угольной пылью из сушилок и добавкой связующего вещества окомковывается в высокопрочные окатыши, которые вновь могут использоваться в процессе. Изучено большое количество огнеупорных материалов, в результате чего установлено, что для футеровки восстановительной шахтной печи пригодны шамотные огнеупоры обычного качества. Зона камеры осаждения плавильного агрегата-газификатора футеровалась шамотным кирпичом особого качества. Для зоны псевдоожиженного слоя, где температура у стен агрегата достигает 1500-1800 °С, были подобраны стойкие огнеупорные материалы, поставляемые многими европейскими фирмами. Для футеровки стен и пода фурменной зоны использовали такие же материалы, как и в доменной печи.
Проведенные на опытной установке эксперименты позволили сделать следующие выводы. Данным методом с использованием неподготовленного угля может быть получен, высококачественный чугун без нанесения ущерба окружающей среде, так как в этом случае не требуется наличия коксовых батарей. Нет необходимости измельчать уголь и хранить его в атмосфере инертного газа. В связи с возможностью переработки неподготовленных предварительно сырых материалов, их низкой стоимостью и невысокими производственными затратами эта технология является более экономичной, чем доменная при производительности установки уже равной 300 тыс. т/год. Затраты на производство чугуна могут быть дополнительно снижены в результате реализации избыточного высококачественного газа (побочного продукта процесса), который может использоваться для энергетических и металлургических целей. Показана возможность применения процесса для производства ферромарганца.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.