Следовательно, теоретически можно загружать электропечь губчатым железом , с например, 85-процентной металлизацией и добавл ть достаточное коли чество элементарного углерода в загру зку печи дл реакции с оставшимс кислородом в железной руде. Однако трудно обеспечить тесное соприкосновение элементарного углерода и частиц губчатого железа, в частности потому что углерод имеет значительно меньшую плотность по сравнению, с железом стремитс отделитьс от него. Это достигаетс за счет цементации губчатого железа в восстановительном ре акторе. Таким образом, восстановительный реактор может работать так, что вырабатываемое губчатое железо . будет цементироватьс с образованием карбида железа,В общем, необходимо е содержание углерода в губчатом железе в большинстве случаев составл ет 1- вес.%. Така цементаци может происходить в зоне восстановлени ил в зоне охлаждени или в обеих зонах. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату |ЯВ/1 етс способ получени губчатого (железа из руд в виде частиц, включающий противоточное движение руды и циркулирующего восстановительного га за, охлаждение и цементацию губчатог железа углеродсодержащим газом, циркулирующим в зоне охлаждени и внешнем контуре с охлаждением и обогащением свежим газом 2J, В зоне охлаждени восстановительного реактора может поддерживатьс такой режим, что частицы губчатого железа будут цементироватьс по мере охлаждени . Така цементаци может быть достигнута за счет использовани углеродсодержащего газа, который при температуре, например 00-700°С реагирует с губчатым железом с обра .зованием карбида железа, который в значительной степени концентрируетс в наружных част х частиц губчатого железа. Существенное значение имеют как функци цементации, так и функци охлаждени в зоне охлаждени . Если полученное губчатое железо охлаждаетс недостаточно перед встречей с атмосферным воздухом, оно может окис литьс повторно. Скоро&ть охлаждени должна соответствующим образом .измен тьс .и регулироватьс за счет циркулироваАи охлаждающего газа в контуре , который включаетс в зону охпаждени реактора, и за счет изменени скорости рециркул ции или температуры охлаждающего газа или того и другого вместе обеспечиваетс заданна степень охлаждени . Степень цементации может удобно регулироватьс за счет контролировани состава газа . Очевидно, что при оптимизации скорости охлаждени и степени цементации в зоне охлаждени должны регулироватьс две отдельные контролируемые переменные величины. Такой независимый контроль осуществл етс с помощью охлаждающего контура , через кдторый рециркулируетс охлаждающий газ, и охлаждающий газ подаетс и. выводитс из контура. Заранее определенный отрегулированный поток охлаждающего газа с заданнным составом подаетс в контур, и заданное регулирование достигаетс двум способами . Под одному варианту свежий охлаждающий газ подаетс в контур с посто нной скоростью и измер етс перепад давлени между зоной восстановлени и охлаждени , что используетс в качестве контрольной переменной величины дл регулировани потока отход щего газа из охлаждающего конту- ра , При использовании такого типа контрол поток газа между зоной восстановлени и охлаждени сводитс к минимуму дл предотвращени изменени состава циркулирующего охлаждающего газа Е1нутризонным Тазовым потоком. По второму варианту поток отход щего газа регулируетс таким образом, что свежий газ, подаваемый в контур, примерно равен потоку отход щего газа, |удал емого из охлаждающего контура. Хот системы управлени обеспечивают :более высокую степень регулировани охлаждени и цементации,они нуждают|с в усовершенствовании. Как было указано, степень карбонизации губчатого железа в значительной степени зависит от состава охлаждающего газа. Следовательно, используема контрольна переменна величина должна быть более тесно взаимосв зана с составом охлаждающего газа по сравнению с использованными ранее системами управлени . Цель изобретени - повышение точности регулировани степени цементации губчатого железа. Указанна цель достигаетс тем, что в способе получени губчатого железа из руд в виде частиц, включаю щем противоточное движение руды и ци кулирующегр восстановительного газа, {охлаждение и цементацию губчатого же леза углеродсодержащим газом, циркулирующим в зоне охлаждени и внешнем контуре с охл аждением и обогащением свежим газом,степень цементации регулируют путем изменени скоростей подвода и отвода газов при поддержа|нии удельного веса охлаждающего газа на посто нном уровне. Скорость подвода углеродсод ржащёго газа в зону охлаждени регулируг :ют скоростью добавлени свежего углерод содержаще го газа и скоростью от Вода в зависимости от удельного веса циркулирующего охлаждающего газа. , Газ, удаленный из зоны охлаждени нагревают и соедин ют с восстанови1тельным газом, подаваемым в зону вос становлени , при этом удельный вес охлаждающего газа поддерживают добавлением углеродсодержащего газа из зоны восстановлени или свежего. Удельный вес циркулирующего газа измер ют в наружном трубопроводе после его охлаждени . Удельный вес цементирующего газа, использованного в зоне охлаждени , функционально соотноситс со степе- нью цементации, котора придаетс губ чатому железу, проход щему через эту зону и, следовательно, удельный вес газа может быть эффективно использован в качестве контрольной переменной величины дл регулировани цементации получаемого губчатого железа. На фиг. 1 изображена вертикальна шахтна система косвенного восстановлени с подвижным слоем (предпочтительный вариант осуществлени спосо-. ба); на фиг. 2 - модификаци системы, в которой отход щий газ отводитс из охлаждающего контура в точке, расположенной после добавлени свежего восстанавливающего газа в конТур; на фиг. 3 - график зависимости между удельным весом и степенью карбонизации (в процентах). На фиг. 1 показан вертикальныйшахтный восстановительный реактор 1, имеющий зону 2 окислени в верхней части и зону 3 охлаждени в нижней части. Предназначенна дл восстановлени руда поступает в реактор через впускное соединение k, расположенное В верхней части реактора, и губчатое, железо выгружаетс из реактора в зоне днища через разгрузочное соединение 5Руда восстанавливаетс в восстановительной зоне 2 реактора с помощью гор чего восстановительного газа, в ;основном состо щего из окиси углеро1да и водорода. Восстановительный газ может быть получен из любого пригодного источника. Например, это может быть реформинговый газ, полученный при каталитическом превращении смеси пара и природного газа известным образом или может быть использован коксовый печной газ. Восстановительный газ поступает в систему через трубопровод 6 и далее ; через патрубок 7 с регул тором 8 рас хода в контур восстановительного газа системы. Точнее, восстановительный газ поступает из трубопровода 7 через трубопровод 9 в нагреватель 10 типа змеевика, который может .нагреватьс за счет сжигани газа или другим способом дл повышени температувосстановительного газа примерно ры до SSO-SSO C. Гор чий газ из нагревател 10 подаетс в реактор через трубопровод 11 и далее в кольцевую камеру 12, образованную внутренней цилиндрической отражательной перегородкой 13 и стенкой реактора. Гор чий восстановительный газ поступает вверх через слой руды в восстановительной зоне 2 и выходит из реактора через трубопровод Н. Руда в восстановительной зоне в основном-восстанавливаетс в губчатое железо. Отход щий поток газа из реактора пЪступает через трубопровод 14 в оросительный холодильник 15 в котором газ охлаждаетс и обезвоживаетс за счет непосредственного контакта с охлаждающей водой. Из оросительного холодильника 15 охлажденный газ по;Ступает через трубопровод 16 в сторону всасывани насоса 17 и затем в трубопровод 9 дл пополнени контура восстанавливающего газа. Количество газа циркулирующего через контур восстановительного/ газа с помощью насоса 17 регулируетс с помощью байпаса 18, расположенного вокруг насоса и имеющего регул тор 19 расхода. Определенное количество отработанного газа, отход щего из восстановительной зоны реактора, удал етс из контура восстанавливающего газа че63 трубопровод 20, содержащий контрольный клапан 21, и регул тор 22 обратного давлени . Газ, выход щий из системы через трубопровод 20, может использоватьс в качестве топлива , например в нагревателе 10 и дл других необходимых целей или направл тьс на хранение. Охлаждающа зона 3 реактора также образует часть контура газового потока , и углеродсодержащий охлаждающий Ю газ циркулирует через этот контур дл осуществлени цементации металлсодержащего материала в зоне охлаждени . Углеродсодержащий газ, используемый дл цементации .металлсодержащего материала в зоне охлаждени , может быть использован с тем же составом, что и восстановительный га.з, использован- . ный в восстановительной зоне. Точнее часть восстановительного газа, поступающего в систему через трубопровод 6, может поступать через трубопровод 23, содержащий регул тор; потока, в трубопровод 25 контура охлаждающего газа. Газ,поступающий через трубопровод 25,подаетс в нижнюю часть зоны охлаждени реактора..В реакторе имеетс внутренн отражательна перегородка 26 в форме усеченного конуса, котора соедин етс со стенкой реактора и образует кольцевое пространство 27, в которое по трубопроводу 25 подаетс циркулирующий охлаждающий газ. Охлаждающий газ поступает вверх через слой восстановленной руды в зоне 3 охлаж .- 1 дени в кольцевое пространство 28, образованное стенкой реактора и другой кольцевой отражательной перегород кой 29 в форме усеченного конуса. По мере поступлени углеродсодержащего газа вверх через зону 3 охлаждени . он реагирует и цементирует губчатое железо, наход щеес там,а также охлаждает его. Из кольцевого пространства 28 газ выходит из реактора через трубопровод 30 и поступает через холодильник 31 , в котором он охлаждаетс и обезвоживаетс за счет непосредственного контакта с охлаждающей водой. Охлажденный поток газа из холодильника 31 поступает через трубопровод 32 в сторону всасывани насоса 33 затем в трубопровод 25 дл пополнени ко.нтура охлаждени . Рециркул ци газа через контур насосом 33 регулируетс с помо щью байпаса З, расположенного вокруг 9631 5. . 8 насоса и снабженного регул тором расхода 35. Изобретение основано на том,что степень цементации, происход щей в зоне охлаждени реактора, может эффективно регулироватьс путем измерени и регулировани удельного веса циркулирующего газа. Измеренна величина удельного веса может быть использована несколькими способами дл эффективного регулировани добавлений углеродсодержащего газа в контур охлаждени . По одному варианту осуществлени процесса (фиг. 1) заданный посто нный поток свежего углеродсодержащего газа подаетс в контур охлаждени через трубопровод 23 и состав газа в контуре охлаждени из-, мен етс путем изменени внутризонального потока между зоной восстановлени и зоной охлаждени . Поскольку .такой внутризональный поток нельз изг ер ть или регулировать непосредственно , требуетс косвенный метод ререгулировани потока. Точнее, в системе на фиг, 1 удельнь|й вес газа, поступающего через трубопровод 25, измер етс с помощью обычного устройства Зб дл определени удельного веса или известным образом может измер тьс по составу газа. Измеренна величина используетс дл регулировани клапана 37 в трубопроводе З. через который газ отводитс из конту:ра охлаждени . Таким образом, путем регулировани потока отход щего газа из контура охлаждени с помощью клапана 37 можно косвенно регулировать внутризональный газовый поток. Свежий углеродсодержащий газ, по- . данный в систему (фиг. 1), может быть использован как в качестве восстанови-i тельного газа в зоне 2 восстановлени , так и в качестве охлаждающего газа в зоне 3 охлаждени . Следовательно, газ, отведенный из контура охлаждени по трубопроводу 38, имеет значительную восстанавливающую величину и предпочтительно подаетс в контур восстановительного газа за счет соединени трубопровода 38 с трубопровод9м 9 контура восстановлени . Ниже приводитс показательный состав газа в мольных процентах по . сухому остатку, который можно обнаружить в различных част х системы (фиг. 1), кроме этого, показаны соответствующие удельные веса (А - состав в трубопроводе 23; В - состав в трубопроводе 25; С - состав в трубопров де 30 и О - состав в трубопроводе 11 k3 СН.6 18 209 Удельный вес0,33 0,277 0,2бЗ 0,635 Срстав Таза и удельный вес,приведенные выше,могут обеспечить в системе (фиг. 1) цементацию губчатого железа примерно 2%. Установлено, что процент цементации губчатого железа зависит от удел ного веса углеродсодержащего газа, поступающего через зону охлаждени , и что зависимость между удельным весом и цементацией вл етс функцией дав 1ени . На графике (фиг. З) показана примерна зависимость между удельным ве сом и цементацией губчатого железа в системе (фиг. 1) при работе с давлением 2 кг/см . Поскольку на зависимость между цементацией и удельным весом оказывает вли ние р д переменных величин процесса, така зависимость должна экспериментально определ тьс дл каждой системы, включа рабочие услови . Из вышеизложенного следует, что газ, поступающий через охла кдающий контур, содержит примерно 70 водорода и 30% смеси окиси углерода, двуокиси углерода и метана. Так как углеродсодержащий газ потребл етс в ,Процессе цементации, его удельный ве снижаетс по мере течени реакции це |«1ентации. Следовательно, дл сохране ни устойчивых условий газ с относительно большой частью углеродсодержащих компонентов и соответствующим относительно высоким удельным весом может добавл тьс в охлаждающий контур . Хот можно подавать необходимые .свежие газы, содержащие окись углерода и углерод, из наружного источника в охлаждающий контур, установлено , что более эффективна работа может быть обеспечена за счет исполь зовани по меньшей мере части газа имеющего состав газа, который подаетс в зону восстановлени . Газ, подаваемый в нижнюю часть зоны восстановлени , имеет содержание окиси углерода, двуокиси углерода и метана, которое больше содержани этих компонентов в свежем восстанавливающем газе. Следовательно, газ в зоне восстановлени вл етс более эффективным агентом по сравнению со свежим восстанавливающим газом дл повышени удельного веса и эффективности цементации газа поступающего через контур охлаждени . В соответствии с предпочтительным вариантом осуществлени способа в системе (фиг. О поток свежего газа, подаваемый в контур охлаждени , и поток газа-, поступающий из контура охлаждени , регулируетс таким образом, чтобы определенное количество газа поcтVпaлo из зоны восстановлени реактора вниз в его зону охлаждени . С этой целью поток свежего восстанавливающего газа поступающего через газовый поток, поступающий по трубопроводу 38, регулируетс таким образом, чтобы газ с относительно высоким удельным весом из зоны восстановлени поступал вниз в зону охлаждени . За ,счет измерени удельного веса газа, поступающего через зону охлаждени , и использовани определенной величины удельного веса в качестве контрольной переменной величины дл регулировани потока газа, выход щего из охлаждающего контура, поток газа с более высоким удельным весом, поступающий из зоны восстановлени в зону охлаждени , регулируетс косвенно дл поддержани удельного веса газа ;В зоне охлаждени на уровне величины, необходимой дл осуществлени заданной степени цементации проход щего через зону губчатого железа. Очевидно, что газ эффективно удал етс из охлаждающего койтура вследствие: а) цементации губчатого железа по уравнению 2СО С + СО ; в) конденсации вод ных паров в холодильнике 31 и с) выхода потока газа через трубопровод 38. При определенных услови х сумма а, с может быть меньше свежего газа, поступающего в контур .через трубопровод 23. Таким образом, можно иметь нижний и верхний внутризональный поток между зонами восстановлени и охлаждени . 11 s Система на фиг. 2 аналогична сист ме на фиг. 1. Реактор 39 имеет зону kQ восстановлени в верхней части и зону охлаждени /в нижней части. Восстановительный газ поступает в систе му через трубопровод 1 и далее чере трубопровод tZ в сторону всасывани насоса k3, с помощью которого через трубопровод kk он закачиваетс В нижнюю часть зоны охлаждени . Охлаждающий газ поступает вверх через зону 45 охлаждени , затем подаетс из реактора через трубопровод 46 в холодильник 47, из которого рециркулируетс через трубопровод 48 назад в насос 43. Устройство 49 дл измерени удельного веса, аналогичное соответствующему устройству 38 (фиг. 1)/из-, мер ет удельный вес газа между выпускной стороной насоса и реактором. Однако в системе (фиг. 1) фиксированна подача свежего газа соединена со стороной Всасывани насоса.43, а не с его выпускной стороной. непрерывно выводитс из охлаждающего контура через трубопровод 50, содержащий регулировочный клапан 5 и выход устройства 49 измерени удельного веса используетс дл регулировани положени клапана 51 Таким образом, также как и в системе (фиг. 1), измеренный удельный вес ци кулирующего газа используетс дл pe гулировани потока отход щего газа из охлаждающего контура и, таким образом , осуществл етс косвенное регулирование потока газа, поступающего в контур, который богат цементирующими составл ющими. .Изобретение основано на том, что степень цементации губчатого железа в зоне охлаждени реактора может ре гулироватьс за счет измерени удель ного веса циркулирующего газа и измеренна величина удельного веса может использоватьс в качестве контрольной переменной величины дл эффективного регулировани скорости добавлени углеродсодержащих газов в охлаждающий газ в контуре. 6 соответствии с предпочтительным вариантом осуществлени способа тако регулирование осуществл етс косвен:НО за счет использовани измеренной ;величины удельного веса дл регулиро вани потока выход щего газа-из конт ра. Однако поток отход щего газ.а из :контура может поддерживатьс на по .сто нном уровне, а выходной поток из s устройства измерени удельного веса может быть использован дл регулировани свежего потока газа или при необходимости отношени свежего газа к потоку отход щего газа. В этом случае величина внутризонального потока восстановительного газа, поступающего через реактор, может быть обеспече;на за счет соответствующего относительного регулировани потоков свежего и отход щего газов. формула изобретени 1 . Оелособ получени губчатого железа из руд в виде частиц, включающий противоточное движение руды И циркулирующего восстановительного газа, охлаждение и цементацию губчатого железа углеродсодержащим газом, циркулирующим в зоне охлаждени и внешнем контуре с охлаждением и обогащением свежим газом, отличающийс тем, что, с целью повышени точности регулировани степени цементации, ее регулируют путем изменени скор „гей подвода и отвсда газов при поддержании удельного веса охлаждающего газа на посто нном уровне . 2.Способ по п. 1, отличающийс тем, что скорость подвода углеродсодержащего газа в зону охлаждени регулируют скоростью добавлени свежего углеродсодержащего газа и скоростью отвода в зависимости от удельного веса циркулирующего охлаждающего газа. 3.Способ по п. 2, отличающийс тем, что удаленный из зоны охлаждени газ нагревают и соедин ют с восстановительным газом, подаваемым в зону восстановлени . 4.Способ по пп. 1-3 отличающийс тем, что удельный вес ох 1аждающего газа поддерживают добавлением углеродсодержащего газа из зоны восстановлени -или свежего. 5.Способ по пп. 1-4, отличающийс тем, что удельный вес циркулирующего газа измер ют в ,1: аружном трубопроводе после его охлаждени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Похвиснев Л. И. и др. Внедоменное полу чение железа за рубежом. М. , Металлурги , 1964, с. 126-159. 2.Патент США № 3765872, кл. 75-34, 1974.
сриг.1