Способ отопления отражательной печи

 

СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ,, включающий рассредоточенную подачу и неполное сжигание топлива с газом, содержащим свободный 1 ислород, в шлаке, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса , эконолши топлива, снижения содержания цветных металлов в отвальном шлаке, топливо сжигают в зоне плавления при коэффициенте расхода кислорода 1,03-1,10 и в зоне отстоя с коэффициентом расхода кислорода 0,5-0,8 на расстоянии 10-12 м от места выпуска шлака. (Л G

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О СВ" НЯМ

РЕСПУБЛИК

3(я) С 22 В 15/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ОССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н д в тоРСЮв1у СаИдатВЪС там

21) 3377054/22-02

22) 05.01.82 (46) 23,08.83. Бюл; 9 31 (72) В.П.Жуков, Н.Г.Агеев, И.Ф.Худяков, В.М.Лупэйко,. В.Г.Кожин, A.Ã.Ëàïèнюк и Б.Е.Антонов (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова (53) 669. 332. 2 (088. 8 ) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР В 505725, кл. С 22 В 15/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

В 724901, кл. С 22 В 15/04, 1978.,SU... 1036779 А (54 ) (57 ) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ,. включающий рассредоточенную подачу и неполное сжигание топлива с газом, содержащим свободный кислород, в шлаке, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, экономии топлива, снижения содержания цветных металлов в отваль-ном шлаке, топливо сжигают в зоне плавления при коэффициенте расхода кислорода 1,03-1,10 и в зоне отстоя с коэффициентом расхода кислорода 0,5-0,8 на расстоянии 10-12 м от места выпуска шлака.

1036779

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при плавке медных шихт в отражательных печах.

Известен способ отопления отражательной печи, в котором, с целью повышения коэффициента полезного теплоиспользования H увеличения извлечения цветных металлов, предлагается осуществлять рассредоточенную подачу топлива и кислородсодержащего газа в расплав, а также частичный пиролиз топлива с последующим дожиганием продуктов пиролиза в газовом пространстве печи f1).

Известен также способ отопления отражательной печи, где предлагается 5-25% топлива и его расхода сжигать в расплаве совместно с кислородсодержащим газом при коэффициенте избытка воздуха О = 0,10-0,35 на расстоянии 2/3 длины печи, а на остальной 1/3 в зоне отстоя шлака— сжигать топливо периодически, прекращая его подачу в период выпуска отвального шлака. Дожигание продуктов пиролиза производят вдоль печи за счет избыточного кислорода, подаваемого на торцовые горелки (2 ).

Однако низкое значение о (коэффициент расхода кислорода ) снижает теоретическую температуру горения.природного газа,в расплаве до 700-800 С, что наряду с добавкой воды в воздух приводит к охлаждению расплава в зоне подачи дутья.

Кроме того, сравнительно низкая температура погруженного факела в плавильной зоне печи уменьшает эффективность теплопередачи конвек" цией от продуктов сгорания топлива к расплаву и, соответственно, снижает производительность процесса и увеличивает расход топлива. Пониженная температура заключенных в газовых пузырях продуктов неполного сгорания топлива (СН, СО, Н2)уменьшает степень разрушения магнетита указанными газами, а также сульфидами шихты и штейна. Это приводит к повышенным потерям меди с отвальным шлаком.

Целью изобретения является ïîâûшение производительности процесса, экономия топлива и снижение содержания цветных металлов в отвальном шлаке.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отопления отражательной печи, включающему рассредоточенную подачу и неполное сжигание топлива с газом, содержащим свободный кислород, в шлаке, топливо сжигают в зоне плавления при коэффициенте расхода кислорода 1,031,1 и в зоне отстоя с коэффициентом расхода кислорода 0,5-0,8 на расстоянии 10-12 м от места выпуска шлака.

Сжигание топлива в плавильной зоне с <Х = 1,03-1-1 соответствует максимальной температуре продуктов сгорания (2100-2200 С )и позволяет

5 повысить эффективность тепло-массопередачи и, соответственно, на 7,7Ъ увеличить производительность процесса и на 10,7Ъ сократить общий расход топлива.

Сжигание природного газа в от10 стойной зоне с Ы = 0,5-0,8 позволяет получить топливный факел с температурой 1300-1800 С. Значение

d.= 0,5 обусловлено наименьшей температурой продукто, сгорания 1300ОС, 15 что несколько выше обычной температуры шлака 1200-1250 С и позволяет осуществлять его нагрев за счет погруженного дутья. Максимальное значение Ы = 0,8 соответствует завершению процесса наиболее эффективногс разрушения магнетита и обеднения шлака по цветным металлам.

Продувка шлакового расплава в отстойной зоне через непосредственный контакт (барботаж ) с ним дымовых газов, нагретых до температуры

1800 С при с(= О, 8, обеспечивает сокращение расхода топлива с

5600 нм 3/ч до 5000 нм /ч и увеличение удельного проплава с 8,63 т/м2сут

30 до 9,3 т/и сут. Наряду с прогревом реакционной зоны в объеме расплава после всплытия газовых пузырей происходит догорание сосредоточенных в них углеводородов топлива избы35 точным кислородом газового пространства печи. Причем., догорание осуществляется в непосредственной близости от поверхности ванны, что повышает скорость расплавления огарка.

Наименьшее содержание меди в отвальном шлаке 0,43% соответствует продувке шлака в плавильной части печи с о = 1,03, а в отстойной зоне с cL = 0,5. В, этом случае продукты неполного сгорания топлива содержат

45 большее количество водорода, который является наиболее эффективным восстановителем магнетита.

Коэффициент избытка окислителя на торцовых горелках устанавлива50 ют больше единицы и регулируют таким образом, чтобы с учетом избытка окислителя погружного горения в плавильной зоне догорание топлива в печном пространстве происходило

55 полностью.

Продувка шлака на расстоянии

10-12 м от MecTa его выпуска не увеличивает долю механических потерь меди с отвальным шлаком, что свидетельствует о достаточно полном разделении его от штейна. Это позволяет осуществлять продувку расплава в отстойной зоне непрерывно (включая период выпуска расплавов из печи ).

Пример. На торцовых форсун65 ках отражательной печи йри перера1036779 рода от погруженного факела в rizfaвильной зоне.

При таком способе отопления установлено, что среднее значение удельной производительности пс выщается с 8,63 т/максут до 9,3 т/tvfcyr при одновременном сокоащении общего расхода топлива с 5600 нм З/ч до 500ЖИ7

Содержание меди в отвальном шлаке снижается с 0,6% до 0,58%. Продувка шлака за 12 м от места его выпуска, согласно данных минералопетрографических исследований, позволяет сни,зить долю механических потерь меди. и, соответственно, общее ее содержание с 0,58 до 0,54 k.Ïðè сжигании топлива в расплаве на расстоянии более 12 и происходит охлаждение хвостовой части печи, шлака и уве" личение потерь с ним меди с 0,58 до 0,61% и выше.

Средние значения некоторых технологических показателей плавки, соответствующих различным условиям сжигания топлива, приведены в табл.

Условия сжигания топлива в шлаке

Удельная производительность, т/максут

Общий Содержание расход топли- меди в . ва, нм /ч

3 шлаке, Ъ

0 5

1,03

8,60

0,43

5300

1,05

0,48

0,52

0,54

8,65

0,5

5300

0,5

8,80

5100

1,07

0,5

8,70

1,09

5150

8,70

0,5

1,10

0,53

5200

0,6

1,03

5200. 0,49

8,70

1,05

5200

0,50

0,51

0,6

5150

8,84

1 07

0,6

0,54

8,80

5130

1,09

0,6

5120

1,10

0,53

8,90

0,6

1,03

5100

8,80

0,6

0,52

0,53

8,80

5100

1,05

0,7

8,80

0,7

1,07

5080

0,53 ботке медного огарка сжигают, напри мер, 5600ф нм >/ч природного газа с коэффициентом избытка воздуха 1,07, обеспечивающего полное сжигание топлива в газовом пространстве печи. Удельная производительность при этом сос..Гав- 5 ляет 8,63 т/м2сут, содержание меди в шлаке 0,6Ъ.

Проводят плавку, когда 11Ъ природного газа от его расхода на торцовых форсунках сжигают в шлаке. 10

Причем, 300 нм3/ч топлива сжигают при aL - =1,10 в плавильной части печи, а 300 нм3/ч при d 0,8 в отстойной зоне печи эа 10 м от места выпуска шлака ° 15

Дожигание продуктов неполного сгорания топлива, подаваемого с недостатком окислителя в хвостовую часть печи, происходит за счет избыточного кислорода торцового отопления, где значение аСможет быть, например, установлено 1,3 и частично за счет свободного кислов плавильной в хвосте зоне печи

1036779

;Продолжение таблицы

Общий расход топлива, нм Э/ч

Содержание меди в шлаке, %

Условия сжигания топлива в шлаке

Удельная производительность, т/м сут в плавильной в хвосте зоне печи

9,10

5100

1 09

0,56

0,7

9,10

5000

0,60

1,10

0,7

1t03

9,10

5100

0,56

0,8

0,8

9,00

5050

0,55

1,05

1,07

9,10

5100

0,55

0,8

9,28

5000

0,58

1,09

0,8

9,30

5000

0,60

1,10

0,8

Составитель A. Кальницкий

Редактор Н. Джуган Техред М К узьма Корректор A. Ильин

Заказ 5945/27 Тираж 627

ВНИИП

Подписное

ИПИ Государственного комитета СССР

1130 по делам изобретений и откры ий

3035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 т

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород жгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, рациональные режимы сжиганйя топлива в расплаве плавильной зоны соответствуют с = 1,03-1,10, а в хвостовой части печи о = 0,5-0,8.

Коэффициент избытка окислителя на торцовых Форсунках во всех опытах устанавливают 1,2-1,3, что соответствует минимальному содержанию избыточного кислорода в газовой Фазе 0,5-0,8% и содержанию оксида углерода 0,4%.

Таким образом, предлагаемый способ отопления отражательной печи поз воляет увеличить производительность TIpo35 цесса на 7,7% и одновременно сократить общий расход топлива на 10,7%.