ðề: Sản xuất thép xốp - công nghệ luyện kim phi than cốc
II.2. Cấu tạo, lò hoàn nguyên sắt xốp
- Khung lò: làm bằng thép hình, là giá đõ các hệ thống của lò.
- Nóc lò : làm bàng gạch chịu nhiệt được thiết kế thể treo, gạch treo nóc lò là gạch cao nhôm, phủ kín bằng bê tông chịu nhiệt. Bên ngoài phủ một lớp đôlômít có tác dụng cách nhiệt
- Tường lò: bằng gạch chịu nhiệt gồm 2 lớp: Lớp trong là gạch samốt A chịu được nhiệt độ cao
» 1600 oC, lớp ngoài là gạch cách nhiệt. Phía ngoài cùng được bọc bằng vỏ thép.
- Đáy lò: chiều dày khoảng 1000 mm, được xây bằng gạch chịu lửa và gạch cách nhiệt. Đáy lò là nơi rải liệu lên trên.
- Ghi lò: Có kết cấu là thép, Ghi lò có tác dụng đõ phần đáy lò, ghi lò được đặt lên bộ giá đõ con lăn, cho phép ghi lò mang đáy lò có thể chuyển động tròn, quanh một tâm cố định.
- Bộ phận đẩy quay lò: bộ phận này gồm 3 xy lanh thủy lực có đường kính khoảng 150 mm. 3 xy lanh này bố trí lệch nhau 120o. Cung cấp năng lượng cho bộ 3 xy lanh này có trạm thủy lực, bố trí bơm đẩy cấp dầu.
- Hệ thống mỏ đốt: mỏ đốt gồm 2 loại, mỏ đốt khí hóa than và mỏ đốt bù nhiệt
Được bố trí xung quanh lò tùy theo chế độ nhiệt độ của lò mà bố trí nhiều hay ít.
-[FONT="] [/FONT]Bệ đỡ lò: làm bằng bê tông cốt thép, có tác dụng đỡ khun lò và các thiết bị khác của lò.
[FONT="]
[/FONT]
[FONT="]
[/FONT]
II.3. Nguyên lý hoạt động lò hoàn nguyên sắt xốp
[FONT="]
[/FONT]
Trước khi cấp liệu cho lò ta khởi động hệ thống phụ trợ:
+ Kiểm tra toàn bộ hệ thống
+ Khởi động hệ thống quay lò
+ Khởi động hệ thống quạt hút đẩy
+ Khởi động hệ thống bơm nước tuần hoàn làm mát cho thiết bị
Liệu sau khi được sấy, thông qua băng tải vậ chuyển vào sàng rung ( bộ phận cấp liệu cho lò), sàng rung rung với tần số thay đổi ( Mô tơ rung và kết cấu lò xo). Sàng rung rải liệu đều lên đáy lò và bắt đầu quá trình hoàn nguyên sắt xốp.
Đầu tiên, bộ phận quay lò đưa nguyên liệu vào vung I ( Vùng sấy), vùng này có nhiệt độ dao động từ 900 - 1250 oC. Tại đây liệu được sấy kiệt nước, nhưng tinh thể ngậm nước bị phá vỡ liên kết và bay hơi ( ở 400oC quá trình này bắt đầu diễn ra), tại đây cũng bắt đầu xẩy ra phản ứng hoàn nguyên.
Liệu tiếp tục được bộ phận quay lò đưa sang vùng II ( Vùng phản ứng), vùng này có nhiệt độ 1250 - 1450 oC. Tại đây liệu xẩy ra phản ứng hoàn nguyên dữ dội
FexOy + CO = Fe + CO - Q (1)
FexOy + CO = Fe + CO2 - Q (2)
Phản ứng này xẩy ra đồng thời. Ở công đoạn này 80% lượng sắt trong quặng được hoàn nguyên.
* HT Cấp nhiệt cho lò
+ Cấp khí ga ( khí hóa từ than )
Nhiệt cung cấp cho lò hoàn nguyên được lấy từ lò sinh khí.
Than có độ cục 2 - 4 cm được đưa vào lò sinh khí, đốt trong môi trường ô xy thiếu
Sau khi đốt trong môi trường ô xy thiếu ta được hỗn hợp khí :
CO : 18 - 35%
CH4 : 1 - 2 %
CmHn : 1 - 1,5%
H2 : 1,2 %
O2 : < 0,04%
N2 : 60 - 78%
Hỗn hợp này được quạt đẩy đẩy vào mỏ đốt của lò hoàn nguyên.
+ Cấp khí nóng
Sau khi hoàn nguyên, khí thải từ lò được quạt hút vào tháp trao đổi nhiệt.
Một quạt gió cấp gió lạnh vào tháp trao đổi nhiệt, tại tháp trao đổi nhiệt, khí lạnh lấy nhiệt từ khí thải lò và nóng lên đạt nhiệt độ 400 oC - 600 oC. Quạt đẩy này tiếp tục đẩy khí nóng vào mỏ đốt của lò hoàn nguyên.
+ Cấp nhiệt:
Khí ga từ than và khí nóng trộn đều trước mỏ đốt, hỗn hợp khí này được đốt cháy và sinh nhiệt : 2CO + O2 = 2 CO2 + Q* (5)
Q* : phục vụ cho phản ứng hoàn nguyên.
* HT Cấp nhiệt bù
Khí thải trong lò hoàn nguyên được một hệ thống quạt hút ra ngoài qua mỏ đốt bù nhiệt. Mỏ đốt này có 2 ngăn, nguyên lý hoạt động của mỏ đốt bù : Khí nóng vào ngăn 01, truyền nhiệt cho ngăn này, sau đó ra kênh khói vào hệ thống sử lý bụi. Lúc này ngăn 02 đã được hâm nóng, khí lạnh vào ngăn 02. Sau khi khí lạnh vào ngăn 02 lấy nhiệt từ ngăn 02, trở thành khí nóng và đi vào lò, ngăn 02 mất nhiệt.
Khí thải từ lò đảo chiều đi vào ngăn 02 nung nóng ngăn 02. lúc này ngăn 01 đã nóng, không khí đảo chiều đi vào ngăn 01, lấy nhiệt từ ngăn 01, thành khí nóng đi vào lò. Cứ như thế, khí nóng đảo chiều đi vào lò, khí thải đảo chiều ra khỏi lò.
Khí nóng vào lò tham gia vào phản ứng
(CO : được sinh ra trong quá trình hoàn nguyên quặng sắt ở PTPU (1).)
Q**: Cấp nhiệt bổ sung cho quá trình hoàn nguyên.
Sau khi liệu qua vùng II ( xẩy ra phản ứng hoàn nguyên sắt xốp), liệu tiếp tục được hệ thống quay lò đưa vào vùng III ( Vùng đồng nhiệt), vùng này có nhiệt độ giảm từ 1450 - 1200 oC. Tại đây liệu tiếp tục được hoàn nguyên nốt, đồng thời tránh cho sắt sau khi hoàn nguyên bị tái ô xy hóa trở lại.. Sau khi liệu qua vùng III, lượng sắt được haonf nguyên đạt trên 90% và được trục vít lấy ra ngoài, dùng xe vận chuyển đưa đi đóng bánh, chuyển vào kho bảo quản.
* HT Khí thải
Khí thải ra khỏi lò được quạt hút hút vào tháp trao đổi nhiệt, truyền nhiệt cho không khí cấp vào lò. Khí thải tiếp tục được quạt hút vào thiết bị lọc bụi ly tâm, sau đó tiếp tục được quạt hút, hút vào lọc bụi tay áo, sau đó vào kênh dẫn khói thải, thải ra ngoài thông qua ống khói.
[FONT="]
[/FONT]