Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12727
.pdf
определенной долей воздуха или другого инертного газа или пара, или путем уменьшения скорости потока
испарительной среды. Опять же, может произойти обратный эффект.
Получено путем снижения концентрации растворителя, например, путем впрыскивания воздуха или 3, 953 2
34a,953 другого инертного газа в область сопел или путем увеличения скорости потока испаряемой среды.
Изобретение также включает в себя нити, обладающие периодически или прерывисто изменяющейся
устойчивостью к омылению.
Такие нити могут быть получены, например, путем периодического или прерывистого изменения
концентрации растворителя в области сопел аппарата для сухого прядения, например, путем периодического
впрыскивания паров растворителя и/или воздуха или другого инертного газа, или путем периодического
увеличения и уменьшения скорости потока испаряемой среды. Новые виды пряжи, нитей, шнуров,
трикотажных, тканых или других тканей и материалов могут быть изготовлены путем соединения,
скручивания, шнурования, ткачества, вязания или иным способом формирования таких нитей с периодически
или прерывисто изменяющейся устойчивостью к омылению. Кроме того, эффекты могут быть получены путем
скручивания, вязания, ткачества или иным способом соединения вышеуказанных периодически или
прерывисто изменяющихся нитей с нитями, пряжей или волокнами с неизменной устойчивостью к омылению
и/или с другими волокнами, такими как шелк, шерсть, хлопок или целлюлозный искусственный шелк. Такие
периодически изменяющиеся нити или пряжа, изготовленные из них, могут быть выполнены из двух или более
типов нитей, пряжи или пряжи из сложных эфиров целлюлозы, обладающих различной, но неизменной
степенью устойчивости к омылению.
Как указано выше, изобретение включает в себя процессы дифференцированного омыления вышеуказанных
материалов и продукты, полученные таким образом. Для получения этого дифференциального омыления
концентрация омыляющего раствора или реагента и/или условия его применения выбираются таким образом,
чтобы в разных типах сложных эфиров целлюлозы достигались различные степени омыления. В качестве
общего указания можно констатировать, что ткань, состоящая из волокон ацетата целлюлозы, полученных
методом сухого прядения на воздухе, содержащих менее 1% паров ацетона, может быть удовлетворительно
подвергнута дифференциальному омылению путем обработки в течение 1,5–2,5 часов при температуре около
70–80°C раствором, содержащим 0,5–1,0 грамма каустической соды на литр или 2,5–5,0 грамма карбоната
натрия на литр. Для целей настоящего изобретения может быть использован любой другой подходящий
омыляющий агент, например, едкий калий, карбонат калия, силикат натрия, тринатрийфосфат и тому
подобное.
В ванны для омыления или реагенты можно добавлять буферные соли, например, хлорид натрия или мыла.
Кроме того, к сложным эфирам целлюлозы могут быть добавлены набухающие агенты, например, этиловый
или метиловый спирт. Добавление таких набухающих агентов может повлиять на степень омыления и тип
происходящего процесса. Например, при достаточном количестве набухающего агента в омыляющей ванне
омыление может быть равномерным по всей толще волокон, а не ограничиваться только поверхностью. 75
Набухающие агенты также способствуют достижению полного омыления любой конкретной части сложного
эфира целлюлозы. В случае обработки материалов, содержащих два различных эфира целлюлозы,
например, ацетат целлюлозы и бензоат целлюлозы, набухающий агент может быть выбран таким образом,
чтобы он вызывал набухание и способствовал омылению только одного из эфиров. Новые шнуры, ткани или
другие материалы, описанные в настоящем изобретении, могут быть окрашены любым подходящим способом
до или после омыления. Изобретение имеет особое значение в связи с материалами различной окраски,
получаемыми путем окрашивания после дифференциального омыления.
В зависимости от степени омыления, материалы на основе сложных эфиров целлюлозы сохраняют или
теряют свою способность связываться с диспергированными нерастворимыми красителями, например, с
красителями «SRA».
Материалы, подвергнутые поверхностному или полному омылению, приобретают сродство к основным
цветам хлопка, в то время как материалы, подвергнутые равномерному частичному омылению, в целом такого
сродства не приобретают. Таким образом, широкий спектр эффектов может быть получен путем изменения
метода омыления или использования соответствующих красителей. Как уже указывалось, дополнительные
эффекты могут быть достигнуты путем сочетания других волокон с эфирами целлюлозы различной степени
устойчивости к омылению и нанесения соответствующих красителей на такие другие волокна. 110 Дата: 18
ноября 1929 года.
Уайтхид и Стивенс, дипломированные патентные поверенные, Селанезе Хаус, 22 и 23, Гановер-сквер,
Лондон, Западный 1.
343,953 343,953 ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся нитей, пряжи, тканей и других материалов, изготовленных из целлюлозных
эфиров или содержащих их.
Мы, компания BRITISH CELANESE LIMITED, зарегистрированная в соответствии с законодательством
Великобритании, по адресу: Celanese House, 22 & 23, Hanover Square, London, WV. I, и Роберт Пирс,
подданный короля Великобритании, владелец завода British Celanese Limited, Spondon, near Derby,
настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его реализации, которые будут подробно
описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к новым или усовершенствованным искусственным нитям, пряже, шнурам,
лентам, трикотажным, тканым или другим тканям или другим материалам, изготовленным из ацетата
целлюлозы или других сложных эфиров целлюлозы, например, формиата целлюлозы, пропионата
целлюлозы или бутирата целлюлозы, или содержащим их.
Настоящее изобретение включает новые эффектные материалы, например, нити, пряжу, волокна или
трикотажные, тканые или другие ткани, изготовленные из сложных эфиров целлюлозы или содержащие их,
причем часть из них легче омыляется, чем остальная часть.
Изобретение также включает вышеуказанный материал после дифференциального омыления, например,
после обработки, при которой часть сложного эфира целлюлозы омыляется, а часть остается неомыленной.
Изобретение также включает в себя способы производства таких материалов, их обработки и, в частности,
окрашивания.
Мы обнаружили, что весьма желательные эффекты могут быть достигнуты путем плетения, вязания,
скручивания или иного изготовления нитей, пряжи или волокон из эфира целлюлозы, обладающих различной
степенью устойчивости к омылению. В состав смешанных нитей, тканей и тому подобного, согласно
изобретению, может входить один сложный эфир целлюлозы, например, ацетат целлюлозы, или два или
более сложных эфира в смеси. Путем дифференциального омыления продуктов можно получить материалы,
которые, будучи в основном состоящими из сложных эфиров целлюлозы, тем не менее способны создавать
эффекты перекрестного окрашивания. Добавление нитей или пряжи из других волокон, например шерсти,
шелка, хлопка, вискозы или другого искусственного шелка, позволяет добиться еще более выраженных
эффектов при окрашивании материалов. Часть сложного эфира целлюлозы, подвергшаяся омылению,
приобретает сродство к прямым или субстантивным красителям хлопка, в то время как в зависимости от
степени омыления омыленная часть сложного эфира целлюлозы может терять или не терять свое сродство к
диспергированным нерастворимым красителям, например, красителям типа «SRA».
Процесс омыления может проводиться таким образом, чтобы омылялась только менее или наименее
устойчивая часть, или таким образом, чтобы часть была полностью омылена, а часть — лишь частично. Если
в ткани или другом материале используются три типа сложных эфиров целлюлозы, обладающих тремя
различными степенями устойчивости к омылению, то наименее устойчивый может быть полностью омылен,
другая часть может быть частично омылена, а наиболее устойчивый может остаться практически
неомыленным.
Нити, пряжа, волокна и т. д. из ацетата целлюлозы или других сложных эфиров целлюлозы, обладающих
различной степенью устойчивости к омылению, могут быть получены любым подходящим способом.
Например, различная степень сопротивления может быть достигнута путем соответствующего изменения
исходного содержания кислотных групп в используемых сложных эфирах, условий прядения или других
факторов.
Таким образом, мы обнаружили, что, изменяя содержание растворителя, например ацетона, в испарительной
среде 8,5 в непосредственной близости от прядильных сопел в процессе сухого прядения, можно получать
нити с различной степенью устойчивости к омылению. Таким образом, при сухом прядении
концентрированного раствора ацетата целлюлозы в ацетоне, например, с концентрацией 25% или более,
путем проведения прядения таким образом, чтобы концентрация ацетона в области форсунок была выше 1%,
например, 2 или 3% или более, получаются нити, которые более устойчивы к омылению, чем нити,
полученные при прядении на воздухе, в котором концентрация ацетона на 100% меньше 1%. Концентрацию
растворителя вблизи вращающихся форсунок можно изменять любым желаемым способом.
Например, его можно увеличить путем впрыскивания паров растворителя, смешанных, если это необходимо,
с определенной долей воздуха или другого инертного газа или пара, или путем уменьшения скорости потока
испарительной среды.
Обратный эффект может быть достигнут путем снижения концентрации растворителя, например, путем
впрыскивания воздуха или другого инертного газа в область сопел или путем увеличения скорости потока
испаряемой среды.
Кроме того, могут быть использованы нити, обладающие периодически или прерывисто изменяющимся
сопротивлением омылению. Такие нити могут быть получены, например, путем периодического или
прерывистого изменения концентрации растворителя в области сопел аппарата для сухого прядения,
например, путем периодического впрыскивания паров растворителя и/или воздуха или другого инертного газа
или путем периодического увеличения и уменьшения скорости потока испаряемой среды, как описано и
заявлено в нашей заявке № 35199/29 (серийный номер 343973).
Новые нити, пряжа, шнуры, вязаные, тканые или другие ткани и материалы могут быть изготовлены путем
соединения, скручивания, шнурования, ткачества, вязания или иным способом формирования таких волокон с
периодически или прерывисто изменяющейся устойчивостью к омылению. Двойные нити или шнуры,
демонстрирующие новые эффекты при последующем окрашивании, могут быть получены путем скручивания
или иного соединения нитей с периодически или прерывисто изменяющейся устойчивостью к омылению
таким образом, чтобы части с определенной степенью устойчивости к омылению не совпадали друг с другом.
Например, пряжа, периодически демонстрирующая две разные степени сопротивления омылению, может
быть скручена с аналогичной пряжей таким образом, чтобы менее устойчивая часть одной пряжи совпадала с
более устойчивой частью другой, или так, чтобы устойчивая часть одной пряжи совпадала с половиной
устойчивой части и половиной неустойчивой части другой пряжи. При последующем окрашивании сдвоенной
пряжи или шнура наблюдается периодическое усиление и ослабление окраски, тогда как при окрашивании
первой сдвоенной пряжи или шнура можно получить пятнистую или бледную окраску.
Кроме того, эффекты могут быть получены путем скручивания, вязания, плетения или иным способом
соединения вышеуказанных периодически или прерывисто изменяющихся нитей с нитями, пряжей или
волокнами с неизменным сопротивлением сапонину.
Формирование и/или с другими волокнами, такими как шелк, шерсть, хлопок или целлюлозный искусственный
шелк. Кроме того, такие прерывисто- или периодически изменяющиеся нити, а также пряжа или волокна,
изготовленные из них, могут быть изготовлены из двух или более типов нитей, пряжи или волокон из сложных
эфиров целлюлозы, обладающих различной, но неизменной степенью устойчивости к омылению.
Как указано выше, изобретение включает в себя процессы дифференцированного омыления вышеуказанных
материалов и продукты, полученные таким образом. Для получения этого дифференциального омыления
концентрация омыляющего раствора или реагента, а также условия его применения выбираются таким
образом, чтобы в разных типах сложных эфиров целлюлозы достигались различные степени омыления. В
качестве общего указания можно констатировать, что ткань, состоящая из волокон ацетата целлюлозы,
полученных методом сухого прядения на воздухе, содержащем менее 1% паров ацетона, и волокон ацетата
целлюлозы, полученных методом сухого прядения на воздухе, содержащем от 2 до 3% паров ацетона, может
быть успешно подвергнута дифференциальному омылению путем обработки в течение от 10 до 21 часа при
температуре около 70–800 °C раствором 7,5a, содержащим от 0,5 до 1,0 грамма каустической соды на литр
или от 2,5 до 5,0 граммов карбоната натрия на литр. Для целей настоящего изобретения может быть
использован любой другой подходящий омыляющий агент, например, едкий калий, карбонат калия, силикат
натрия, тринатрийфосфат и тому подобное.
В ванны для омыления или реагенты можно добавлять буферные соли, например, хлорид натрия или мыла.
Кроме того, к сложным эфирам целлюлозы могут быть добавлены набухающие агенты, например, этиловый
или метиловый спирт. Добавление таких разбухающих агентов может повлиять на степень и тип
происходящего омыления. Например, при достаточном количестве набухающего агента в омыляющей ванне
омыление может быть равномерным по всей толще волокон, а не ограничиваться только поверхностью.
Набухающие агенты также способствуют полному омылению любой конкретной части сложного эфира
целлюлозы. В случае обработки материалов, содержащих два различных сложных эфира целлюлозы,
например, ацетат целлюлозы и бензоат целлюлозы, набухающий агент может быть выбран таким образом,
чтобы он вызывал набухание и способствовал омылению только одного из сложных эфиров.
Новые шнуры, ткани или другие материалы, описанные в настоящем изобретении, могут быть окрашены
любым подходящим способом до или после омыления. Изобретение имеет особое значение в связи с
получением материалов различной окраски путем окрашивания после дифференциального омыления. В
зависимости от степени омыления, материалы на основе сложных эфиров целлюлозы сохраняют или теряют
сродство к диспергированному нерастворимому веществу 115.
цвета, например, цвета "SRA".
Материалы, прошедшие поверхностное или полное омыление, приобретают сродство к основным цветам
хлопка, в то время как материалы, прошедшие равномерное частичное омыление, как правило, такого
сродства не приобретают. Таким образом, широкий спектр эффектов может быть достигнут путем изменения
метода омыления или использования соответствующих красителей. Кроме того, окрашивание может
происходить одновременно с омылением (12,5), например, путем добавления хлопкового красителя в ванну
для омыления. Как уже указывалось, дальнейшие эффекты могут быть достигнуты путем соединения других
волокон с клеткой u343,953 -4. Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ
его осуществления, мы заявляем, что при условии
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_343954.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=343954&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB343954A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (Швеция):. Ноябрь. 28, 1928, 343,954 Дата подачи заявки (в Соединенном
Королевстве): ноябрь. 19, 1929. № 35)366/29.
Завершено. Принято: февраль.
1
9, 1 981.
2
cil,-.1ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в процессах производства металлической губки.
Я, Эмиль Отуст-АФ, Тровал-Д Гитстаф.Ссон, проживающий по адресу: Биргер ЯрИсгатан, 95, Стокгольм,
Швеция, гражданин Швеции, настоящим постановляю.
Настоящее изобретение описывает способ получения металлов в губчатом состоянии, например, железной
губки, кобальтовой губки, никелевой губки, хромовой губки и хромо-железной губки, из их оксидных руд или
других материалов, содержащих оксиды металлов, без плавления руды или металла в процессе
восстановления. Ранее было известно получение железной губки путем нагревания в вращающейся печи
мелкозернистой смеси железной руды и углеродистого материала путем сжигания газа, масла или
порошкообразного угля в печи.
Однако было доказано, что, несмотря на значительный избыток углерода, используемого в смеси
относительно количества, необходимого для восстановления руды, этот процесс имеет тот недостаток, что
руда отделяется от угля и прилипает к стенкам печи, образуя агрегаты, которые остаются неизменными, так
что работа печи становится невозможной или, по меньшей мере, чрезвычайно сложной. Главная цель
настоящего изобретения состоит в преодолении этого недостатка и, таким образом, в том, чтобы сделать
процесс технически и коммерчески осуществимым. Для достижения этой цели руда, согласно настоящему
изобретению, обрабатывается в печи.
[Тонкодисперсное состояние, тщательно смешанное с] тонкодисперсным восстановителем, например,
углеродистым материалом и/или термическим восстановителем, в избытке относительно количества,
необходимого для полного восстановления руды, и, если необходимо, подходящим связующим веществом, и
смесь превращается в брикеты или другие куски с частицами руды и частицами восстановителя. Эти частицы
фиксируются в своих относительных положениях в брикетах, после чего брикеты руды подвергаются
воздействию тепла, необходимого для проведения восстановления путем воздействия продуктов сгорания,
контактирующих с рудой, и такого окислителя. Характерной особенностью является то, что газы сжигают по
меньшей мере часть избытка восстановителя, содержащегося в брикетах, причем указанные газы образуются,
например, путем сжигания газообразного, жидкого или твердого топлива с 1 или другим окисляющим газом,
таким как газообразные газы, содержащие диоксид углерода или пар и кислород, в печи, где осуществляется
восстановление.
Далее изобретение будет подробно описано, и будут представлены его характерные особенности.
Брикетирование без использования восстановителя в смеси не даст желаемого результата — получения
металлического продукта с высокой степенью прозрачности, поскольку в этом случае на заключительном
этапе процесса, особенно на заключительном этапе, должно происходить повторное окисление
восстановленного металла. es восстановления брикетов, вызванного контактом брикетов с [осветляющей
атмосферой. Таким образом, если брикет без избытка восстановителя обрабатывать описанным ранее
способом, в результате получится губчатый таль, но металл будет иметь низкую степень восстановления и,
следовательно, не достигнет требуемого стандарта губчатого талька. Избыток только агпента Лурцина без
брикетирования заряда также не даст желаемого результата. Условия для успешного проведения процесса,
следовательно, заключаются в следующем: во-первых, восстанавливаемая смесь должна содержать
определенное количество восстанавливающего агента, и во-вторых, восстанавливаемая смесь должна
производиться в брикетированном виде. Для процесса наиболее подходят восстанавливающие агенты,
которые в результате реакции с рудой образуют газообразные горючие продукты, такие как углеродистые
материалы, например, уголь, углеродный уголь, торф, кокс, битуминозный уголь, антрацит или кокс.
В перегонных каналах образуются оксид углерода, метан и оксиды углерода, которые выделяются из
углеродсодержащего материала при нагреве брикетов. Газ, образующийся при восстановлении брикетов,
состоит из оксида углерода, который при этом сгорает полностью или частично в атмосфере, как вне
брикетов, так и внутри самих брикетов. 105 повреждений, вызванных воздухом или окисляющими
компонентами продуктов сгорания, особенно поступающими в брикет или образующимися в нем в результате
сгорания добавленного топлива.
Таким образом, значительно облегчается подвод тепла к руде и процесс восстановления.
Однако восстановители, такие как термические агенты, например, ферросилиций, ферроалюминий,
ферроалюминий-кремний и алюминий, могут полностью или частично заменить углеродсодержащий
материал.
В этом случае тепло будет выделяться в результате реакции между рудой и термокрасным аллергеном, так
что меньше тепла будет выделяться фазами сгорания. В остальных отношениях процесс осуществляется так
же, как и в случае, когда углерод используется исключительно в качестве восстановителя.
Брикетированное состояние шихты и использование избытка восстановителя в ней дают преимущество в том,
что при нагреве для восстановления каждая частица руды всегда будет иметь в непосредственной близости и
быть связана с необходимым для ее полного восстановления восстановителем.
? 25 Следовательно, отделение руды от восстановителя и, как следствие, агрегация руды на стенках печи
невозможны, как это происходит при использовании рыхлой загрузки. Ближе к концу красного соединения 30,
когда, если нет избытка восстановителя, произойдет повторное окисление восстановленного металла IV при
контакте с ним.
В продуктах сгорания, содержащих диоксид углерода и, в некоторых случаях, водяной пар и/или кислород,
избыток восстановителя предотвращает такое повторное окисление, поскольку диоксид углерода и кислород
реагируют с восстановителем до тех пор, пока восстанавливающие и окисляющие компоненты газов не станут
нейтральными по отношению к заряду.
Если восстановитель состоит полностью или частично из углеродсодержащего материала, то в процессе
восстановления в брикетах будет образовываться монооксид углерода, заполняя поры брикетов и частично
окружая их восстановительной атмосферой.
s3phere. Углекислый газ, образующийся при сгорании над брикетами или вокруг них, обусловлен избыточным
давлением оксида углерода внутри брикетов, обладающего относительно небольшой способностью
проникать непосредственно внутрь них. Естественно, на поверхностях брикетов контакт с диоксидом углерода
будет более тесным, что приведет к большему расходу восстановителя в результате реакции с диоксидом
углерода. Если избыток восстановителя в смеси будет достаточно большим, риск повторного окисления
металла на поверхностях ватных палочек будет очень малым.
Соответственно, распределение восстановителя в брикетах может быть адаптировано таким образом, чтобы
избыток восстановителя наносился на поверхности брикетов или в их поверхностные слои, либо чтобы
применялся больший избыток восстановителя.
применяется в поверхностных слоях, а не в других частях брикетов. Избыток восстановителя на поверхности
или внутри нее может быть достигнут, например, путем измельчения свежесформованных влажных брикетов
восстановителем, например, путем обдува их порошкообразным углем перед сушкой, или путем
прокатывания их в измельченном восстановителе, или путем использования смесей различного состава в
разных слоях брикетов, в этом случае брикет, изготовленный из смеси, содержащей восстановитель в
достаточном количестве для восстановления, покрывается слоем смеси, содержащей избыток
восстановителя.
Подвод тепла к шихте для восстановления значительно облегчается благодаря ее брикетированному
состоянию. Между 85 брикетами в шихте образуются промежутки, по которым извиваются продукты сгорания
и, таким образом, окружают брикеты. В этих промежутках также будет происходить сгорание газа,
образующегося в результате восстановления. Следовательно, все брикеты будут нагреваться, и каждый из
них будет выступать в качестве реакционного центра. Чем меньше размер брикетов, тем лучше с этой точки
зрения будет подача тепла к каждому отдельному брикету в шихте. Однако это справедливо лишь до
определенного предела, поскольку промежутки между брикетами также уменьшаются с уменьшением их
размера, и, следовательно, возрастает сложность проникновения продуктов сгорания между брикетами. При
использовании шихты в рыхлом виде во вращающейся печи, как в известном процессе, тепло будет поступать
только на верхнюю поверхность шихты и на контактную поверхность с нагретой стенкой печи.
При использовании брикетов, напротив, продукты сгорания, благодаря высокой пористости брикетов, могут
легко проникать внутрь брикетов либо напрямую, либо путем диффузии и обеспечивать необходимое тепло,
по крайней мере, в то время, когда образование газов в брикетах не очень активно. 115 Ввиду того, что руда и
восстановитель используются в мелкодисперсном состоянии, и благодаря достаточному количеству тепла,
восстановление в брикетах происходит очень быстро. Чем мельче зерны, тем быстрее и полнее будет
протекать реакция, поскольку составляющие будут находиться в более тесном контакте.
друг с другом. Как правило, достаточно будет гранулометрического состава с размером частиц менее 100
меш, а еще лучше — 200, 125 или 400 меш на кубический метр.
Однако, при желании, можно использовать и большие, и меньшие размеры. Другим важным фактором для
эффективного восстановления является пористость брикетов. Пористость зависит от веса 130. Полученная
концентрированная порошкообразная масса металла впоследствии, если она подлежит транспортировке или
если это целесообразно с других точек зрения, подвергается прессованию в брикеты или другие блоки любой
формы с целью уменьшения ее объема и окисления при плавлении. Благодаря такой концентрации продукта
становится возможным использовать для процесса сравнительно бедную руду, которая в противном случае
дала бы продукт со слишком низким содержанием металла и слишком высоким содержанием пустой породы.
Соответствующее количество восстановителя в избытке в брикетах или на их поверхностях, соответственно,
должно в каждом случае определяться путем практических испытаний. Как уже упоминалось, это в
значительной степени зависит, помимо прочего, от способа сгорания в печи, так что чем более
окислительным будет процесс сгорания, тем больше должен быть избыток. При тщательном контроле
процесса сгорания 85%-ного топлива и правильном распределении воздуха в печи может быть достаточно
избытка примерно в 5%, а в некоторых случаях — до 1%.
Особенно при использовании терморедуцирующего агента избыток можно свести к минимуму, поскольку
большая часть тепла, необходимого для проведения процесса, будет выделяться за счет реакции между
терморедуцирующим агентом и рудой. Как правило, однако, желательно превышение как минимум на 10%, но
если в качестве восстановителя используются дешевые сорта угля, может быть допустимо превышение на
50%, а то и до 100% или выше. В результате концентрирования продукта получается 100%-ный хвост,
богатый углеродом, который при желании, после отделения пустой породы, может быть повторно использован
в качестве восстановителя в процессе. Если требования к степени восстановления конечного продукта не
слишком высоки, например, если его необходимо дополнительно восстанавливать в электрической или
другой печи, можно использовать сравнительно небольшой избыток восстановителя. 110 В качестве
связующего вещества при брикетировании можно использовать любое подходящее связующее вещество, но
наиболее подходящими являются углеродистые или кальциевые материалы, которые находятся в жидком
состоянии или могут быть приведены в жидкое состояние, так что они могут быть тщательно смешаны с рудой
и восстановителем и путем сушки или нагревания переведены в твердое состояние и связать различные
зерна друг с другом.
Например, углеродсодержащий связующий материал. 120% смола, деготь или меласса, используемые для
восстановительных процессов.
агент к смеси и, следовательно, может соответствующим образом сформировать избыток восстановителя в
брикетах. Если используется кальцинированный «связующий агент», например, известь белая, 125 то при
нагревании брикетов в печи для восстановления он соединится и свяжет значительную часть серы,
содержащейся в руде и восстановителе. Эта связанная сера может быть повторно связана с давлением,
используемым при брикетировании.
Чем ниже давление, тем более пористыми будут брикеты. Поэтому брикеты предпочтительно изготавливают с
помощью так называемого импульсного пресса при низком давлении, например, около 10 кг/см² или еще ниже,
либо методом узелкового прессования.
Процесс восстановления также можно облегчить, а повторное окисление восстановленного металла
затруднить, контролируя количество воздуха, подаваемого в печь, где осуществляется восстановление, таким
образом, чтобы в печи создавалась атмосфера, не слишком сильно способствующая окислению. При этом
подача воздуха должна быть меньше теоретического количества, необходимого для полного окисления
горючих элементов топлива, которое подается извне.
со стороны, или образованный из или находящийся в шихте печи, при этом атмосфера оказывает
окислительное воздействие на шихту. Таким образом, процесс сгорания можно контролировать, чтобы
продукты сгорания содержали оксид углерода в желаемой пропорции. Количество дополнительного топлива,
поступающего извне, безусловно, увеличится, но, с другой стороны, сокращение выбросов будет
осуществлено проще и полнее. Однако потери тепла в результате неполного сгорания не имеют
существенного значения, поскольку эти несгоревшие компоненты могут быть использованы в
предварительных операциях в печи, например, для предварительного нагрева и/или сушки загрузки.
Чем больше избыток восстановителя в брикетах, тем, естественно, меньшее значение имеет природа
продуктов сгорания в печи. В печи, при значительном избытке углерода в шихте, пламя, обладающее высокой
окислительной способностью (44), естественным образом сожжет часть углерода до тех пор, пока не будет
достигнуто необходимое равновесие давления кислорода в твердой и газовой фазах. Однако сгорание
углерода в брикетах будет происходить неравномерно, что в некоторых случаях может быть невыгодно для
процесса.
Относительно большой избыток углерода или другого восстановителя в брикетах выгоден тем, что
предотвращается слишком сильное спекание зерен руды и зерен металла друг с другом. Если
восстановленные брикеты, содержащие металлическую губку, не предназначены для непосредственного
использования в исходном виде, то их можно легко измельчить, например, путем дробления для удаления
остатков восстановителя и, при необходимости, пустой породы и связующего вещества.
Удаление следует проводить надлежащим образом с помощью известных методов концентрирования,
например, сухой или влажной магнитной сепарации, воздушной сепарации, промывки в воде или
классификации в соответствии со специфическими свойствами перемещаемого продукта, например,
посредством магнитной сепарации.
При осуществлении данного процесса может использоваться любой подходящий тип печи, и изобретение не
зависит от нее. Однако предпочтительнее использовать вращающиеся или шахтные печи. В каждом
конкретном случае следует использовать определенный тип печи.
в зависимости от размера используемых брикетов и от цели, для которой будет использоваться
металлическая губка. Если губка будет немедленно перенесена в плавильную печь, например, в электропечь,
и используются брикеты не слишком мелкого размера, то производство губки предпочтительно осуществлять
в восстановительной шахтной печи.
Эта печь может быть совмещена с плавильной печью или служить подающей шахтой для такой печи. В таком
случае дополнительное топливо, необходимое в восстановительной печи, может быть выгодно взято из
плавильной печи в виде газа, полученного, например, путем восстановления и плавления вместе с
оставшейся невосстановленной рудой в брикетах, поступающих из восстановительной печи. В некоторых
случаях может быть выгодно подавать в плавильную печь отдельную загрузку, содержащую оксидную руду и
восстановитель, при необходимости в брикетированном виде, чтобы увеличить подачу дополнительного
топлива в восстановительную печь. Предпочтительно, количество восстановителя в указанной шихте должно
быть ниже теоретического количества, необходимого для восстановления руды в шихте, чтобы
компенсировать избыток восстановителя, поступающего вместе с брикетами из восстановительной печи.
Очевидно, что в таком случае вместо шахтной печи можно использовать вращающуюся печь (40°C), особенно
если используются брикеты небольшого размера. Работа печей может быть непрерывной или прерывистой по
желанию.
Вполне закономерно, что брикеты и продукты сгорания проходят через печь в противоположных
направлениях во время работы.
Как уже упоминалось, вращающиеся печи особенно подходят для использования шихты в виде брикетов
небольшого размера, например, размером от зерен до бобов, которые могут быть получены путем
образования узелков из смеси руды и восстановителя с последующей сушкой узелков. Сжигание
дополнительно добавленного топлива — газа, масла или порошкообразного угля — в такой печи
предпочтительно осуществляется с помощью горелки, расположенной на разгрузочном конце печи, например,
в ее центре, или в подходящей камере сгорания перед печью, при этом подача воздуха регулируется таким
образом, чтобы газ, образующийся в процессе восстановления, также полностью или частично сгорал. При
этом тепло будет передаваться брикетам от пламени или от горячих продуктов сгорания, проходящих над
шихтой в печи и проникающих в пространство между брикетами. При использовании крупных брикетов во
вращающихся печах происходит легкое измельчение брикетов друг о друга в процессе вращения печи, в
результате чего образуется относительно большое количество пыли руды и восстановителя, значительная
часть которой уносится продуктами сгорания.
Вращающиеся печи предпочтительно могут быть разделены на две или более секций, соединенных вместе
или иным образом связанных друг с другом, диаметрами и длинами, соответствующими 80-му периоду
времени, в течение которого загрузка должна находиться в каждой секции. Один или несколько участков в
основном используются для предварительного нагрева загрузки до температуры восстановления, которая,
например, для железа 85 составляет около 8,50–9500 °C. При этом потребление тепла на предварительный
нагрев составляет для губчатого железа примерно половину от необходимого. общее количество тепла,
потребленного в процессе производства. В одном из этих участков также может производиться сушка 90%
более или менее влажного сырья, например, свежесформованных брикетов, с помощью горячих продуктов
сгорания, поступающих из восстановительной секции, которые также могут использоваться для
предварительного нагрева воздуха для сгорания.
насе. Последняя секция печи, которая предпочтительно, как известно, имеет больший диаметр, чем другие
секции, в основном используется для восстановления предварительно нагретой и, в некоторых случаях, в
некоторой степени предварительно восстановленной шихты. В сушильной секции и секции предварительного
нагрева газ, поступающий из секции восстановления и содержащий горючие компоненты, предпочтительно
полностью сжигается с воздухом, подаваемым в одном или нескольких местах указанных секций, поскольку
реакция между диоксидом углерода и другими окисляющими компонентами в продуктах сгорания происходит
очень медленно и незначительно при температурах ниже 8000°C. Путем контроля сгорания любого
дополнительно подаваемого топлива, образующегося восстановительного газа и любого дистилляционного
газа, образующегося в печи, путем постепенной подачи воздуха к продуктам сгорания во время их
прохождения через печь, так что содержание окисляющих компонентов в продуктах сгорания увеличивается в
той же пропорции.
Как уже говорилось, газы, взаимодействующие с зарядом с более высоким содержанием кислорода, позволят
максимально эффективно использовать топливо в печи. 125 Шахтные печи не совсем подходят для брикетов
малого размера, поскольку газам трудно проникать между брикетами, поэтому были разработаны
специальные устройства, облегчающие проводимость углерода в брикетах, который также частично сгорает в
промежутках между брикетами в шахте. Однако, проходя вверх по шахте, продукты сгорания обогащаются 70
горючими компонентами, которые используются выше по шахте путем подачи воздуха через отверстия 19 и
20, расположенные на разных уровнях. Воздух подается в эти отверстия через трубы 21 и 75 22 из кольцевого
трубопровода 23, который соединен с подходящей трубой 40 для сжатого воздуха. Количество подаваемого
воздуха регулируется клапанами 241 и 25, расположенными в трубах 21 и 221. Продукты сгорания 80,
обладающие более выраженными окислительными свойствами после добавления воздуха, используются для
предварительного нагрева брикетов в пространстве 12а шахты и, в некоторых случаях, для их
предварительного восстановления, после чего они проходят через кольцевое пространство 85 26 между
стенкой печи и подающим устройством 15 к отверстию 27 и далее к соответствующему трубопроводу или
дымоходу, не показанному на чертеже.
Давление газов в печи регулируется путем изменения давления воздуха и, при необходимости, топлива,
подаваемого в горелки 17, а также положения заслонки 28 на выходе 27.
Брикеты, подаваемые через 95-й подающий механизм 15, проходят по пути через вал 12 сначала через зону
предварительного нагрева 12a, которая простирается до отверстий 19, затем через зону восстановления 12b,
простирающуюся несколько ниже отверстий 18, и после этого попадают в зону охлаждения 12c, где
окончательно восстановленная губка охлаждается, так что ее можно выгрузить из печи без риска повторного
окисления при контакте с открытым воздухом. В показанном варианте осуществления охлаждение происходит
с помощью двухстенного бункера 30, расположенного под нижней плитой 29, поддерживающей стенки печи.
Воздух или вода, используемые в качестве охлаждающей жидкости в пространстве между стенками,
поступают в эти пространства через трубу 41 и выходят из них через трубу 42. Губка выгружается из бункера
30 с помощью винтов 32 и 33, вращаемых любым подходящим источником энергии, не показанным на
чертеже.
На рис. 3, где показана установка с вращающейся восстановительной печью, брикеты вместо охлаждения
напрямую передаются в электроплавильную печь, в которой осуществляется окончательное восстановление
и плавление губки. Конечно, вместо электрической печи можно использовать охлаждающее устройство,
например, роторного типа, если необходимо получить охлажденную губку. Соответствующие части установки
соответствуют частям шахтного бункера.
На рисунках 1 и 2 используются одинаковые порядковые номера.
Брикеты вводятся в 130 газов, что, однако, усложнило бы конструкцию печи.
Следовательно, в печах такого типа брикеты предпочтительно должны быть размером с валнуит или больше.
Шахтные печи, а также вращающиеся печи могут быть соответствующим образом снабжены камерами
сгорания для дополнительного топлива, если таковое требуется, из которых пламя или горячие продукты
сгорания поступают в шахтную печь и окружают брикеты. Печь также должна быть надлежащим образом
снабжена несколькими входами для воздуха для горения, расположенными на разных уровнях внутри печи,
чтобы газы могли последовательно использоваться (в процессе их прохождения вверх по шахте). Таким
образом, как уже упоминалось, в печи будут существовать различные зоны с разным содержанием диоксида
углерода или других окисляющих газов в зависимости от стадии окисления, на которой находятся руда и
металл соответственно в шахте. Таким образом, в печи образуется зона предварительного нагрева и
восстановительная зона. Если брикеты подаются в печь во влажном состоянии, можно организовать
Соседние файлы в папке патенты