Способ доменной плавки

 

СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ, включающий загрузку шихтовых мате-, риалов, подачу дутья, выпуск жидких продуктов, отвод и регулирование, давления колошникового газа, отличающийся тем, что, с целью интенсификации восстановительного процесса и-экономии кокса, на шихтовые материалы в конической шахте печи воздействуют ультразвуком . с .интенсивностью Вт/м и частотой f 0,063 Т, где Т - температура шихтовых материалов, К.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Ц Е

РЕСПУБЛИН

3(5!) 21 В 7 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВ :

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Гю делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3505122/22-02 (22) 28.10.82 (46) 15.01.84. Бюл. 9 2 (72) В.А. Петренко, В.Н. Ковшов, В.М. Бондарь, В.Н. Никифоров и

В.К. Верещак (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (53) 669.162.263.2(088.8) (56) 1. Вегман Е.Ф. Металлургия чугуна. М., Металлургиздат, 1978, с. 146.

2. Авторское свидетельство СССР

В 84031, кл. С 21 В 3/00, 1956.

„„SU„„1067050 А (54) (57) СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ, включающий загрузку шихтовых мате-. риалов, подачу дутья, выпуск жидких продуктов, отвод и регулирование давления колошникового газа, о т— л и ч а ю шийся. тем, что, с целью интенсификации восстановительного процесса и экономии кокса, на шихтовые материалы в конической шахте печи воздействуют ультразвуком с интенсивностью 10 4-10 т Вт/м2 и частотой f 0,063 Т, где Т вЂ” темпе2 ратура шихтовых материалов, К.

1067050!

Изобретение относится к черной металлургии и может использоваться в доменном производстве.

Известен способ доменной плавки, включающий загрузку шихтовых материалов, подачу дутья, выпуск жидких 5 продуктов и отвод колошникового газа (13.

Известный способ не позволяет в значительной мере интенсифицировать процессы восстановления плавки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ доменной плавки, включающий загрузку шихтовых материалов, подачу дутья, Выпуск жидких продуктов, 15 отвод и регулирование давления колошникового газа С23.

Однако такой способ доменной плавки имеет ограниченные возможности интенсификации восстановительных процессов в шахте и повышения степени использования газа путем дальнейшего повьиаения давления в рабочем пространстве печи, так как резко снижается стойкость засыпных аппаратов и гаэозапорного оборудования, и расходы на повышение давления газа на 1 атм с повышением давления возрастают.

Повышенное давление также угнетает реакцию газификации углерода ЗО кокса, что приводит к ухудшению восстановительной способности газа в вышележащих слоях шихты в сравнении с нижележащими и может способст вовать отложению сажистого углеро- 35 да на шихтовых материалах, что приводит к ухудшению дренажной способности шлаков в горне печи, Целью изобретения является интенсификация восстановительного процес- 4р са и экономии кокса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу доменной плавки, включающему загрузку шихтовых материалов,, подачу дутья, выпуск жидких продуктов., отвод и регулирование давления колошникового газа, на шихтовые материалы в коничес-, кой шахте печи воздействуют ультразвуком с интенсивностью 10 -10 Вт/м

-7и частотой f=0,063 Т, где Т вЂ” тем- 50

2 пература шихтовых материалов, К.

Воздействие ультразвука на окислы железа в твердом состоянии приво,дит к активизации восстановительных процессов. У поверхности восста- 55 новительного окисла имеется диффузионный слой, перенос восстановителя и газообразных продуктов реакции через который осуществляется исключительно молекулярной диффузией. ц) ультразвуковые колебания активизируют частицы восстановителя, что спо- собствует бь1стрейшему преодолению диффузионного слоя. Вместе с тем ультразвуковые колебания воздейст-вуют на кристаллическую решетКу окислов железа, что .понижает энергию активации восстановительных реакций и способствует преодолению диффузионных затруднений.

Ультразвуковые колебания воздействуют также и на твердое топливо, увеличивая степень его газификации и, тем самым, обогащая гаэ восстановителем, что также способствует росту скорости восстановления окислов железа в твердой фазе.

При воздействии на окислы железа ультразвука интенсивностью менее

10 Вт/м заметного ускорения процесса восстановления не происходит; увеличение интенсивности выше

10 Вт/м2 приводит к резкому поглощению энергии. ультразвука, что ведет к изменению агрегатного состояния окислов и,резкому снижению эффективности воздействия ультразвука.

При частоте ультразвуковых колебаний менее 20 кГц заметно ослабевает эффективность воздействия ультразвука на процесс восстановления и возникают неудобства с эксплуатаци— ей генераторов таких колебаний, так как эти частоты входят в диапазон слышимого звука. Увеличение частоты ультразвуковых колебаний выше 80 кГц не интенсифицирует процесс восстановления окислов железа в твердой фазе, так как с дальнейшим увеличением частоты колебаний уменьшается их амплитуда, что не способствует преодолению диффузионных затруднений.

Опытным путем установлено, что максимальный эффект воздействия ультразвуковых колебаний на шихтовые материалы достигается в том случае, если частота ультразвуковых колебаний выбирается с учетом температуры шихтовых материалов и рассчитывается по формуле f=0,063 Т2, где Т вЂ” температура шихтовых материалов в зоне воздействия ультразвука, К.

Способ доменной плавки может

l .быть реализован следующим образом.

Шахта доменной печи оборудована ультразвуковыми генераторами, например УЗГ-2-10, которые посредством волноводноизлучающей системы соединены с излучателями, находящимися у стен в рабочем пространстве доменной печи, и представляющими собой пластину из жаропрочной стали, входящую в контакт с шихтовыми материалами. Излучатель, колеблясь с частотой 20-80 кГц, передает колебания шихтовым материалам, при этом интенсивность ультразвука находится в пределах 10 -10 Вт/м2. Шихта, представляющая собой смесь железорудного материала и кокса, подвергаясь воздействию ультразвука, колеблется с частотой колебания из1067050

Рост производительности, %, при воздействии ультразвука с частотой

Интенсивность ультразвука, Вт/м

Экономия кокса, Ъ, при воздействии ультразвука с частотой опти- больше мальной на 15% опти- больше мальной на 15% меньше на 15% меньше на 15%

0,36

10 5 О, 12

0,04

0,03

0,26

10 4

1,21

1,51

1,.02

0,91

1,46

3,65

1,32

1,03

5 03

1,64

0,92

2,03

1,23

102

3,42

1,83

5,49

3,03

0 35

107

1,21

5,11

0,37

-0,96

2,13

3,04

0,09

0,19

0,24

-0,63

-0,36

Составитель Б. Раковский

Редактор Т. Веселова Техред О.Неце

КорректорВ. Гирняк

Заказ 11156/30 Тираж 540

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 лучателя. При этом интенсифицируются процессы диффузии восстановителя через диффузионный слой и отвод газообразных продуктов реакции, усиливается газификация кокса и постоянно поддерживается высокий восстановительный потенциал фильтруемого через слой шихтовых материалов газа.

Это приводит к росту скорости восстановления и повышению степени использования газа и, как следствие, к 10 росту производительности печи и экономии кокса.

Для достижения максимального эффекта при воздействии ультразвука на шихтовые материалы в шахте доменной 15 печи частоту ультразвуковых колеба.ний рассчитывают по формуле f=0,063 Т

Например, для зоны с температурой 800 К оптимальная частота ультразвуковых колебаний 23,04 кГц, для зоны с температурой 1300 К—

60,84 кГц, В таблице приведены результаты опытных плавок, проведенных на доменной печи полезным объемом 2000 м которые характеризуют эффективность воздействия ультразвука на шихтовые материалы в доменной печи в сравнении с периодом без воздействия ультразвука.

Таким образом, испытания предлагаемого способа доменной плавки показывают, что для печи полезным объемсм 2000 м9 прирост производства составляет 4-7%, а экономия кокса -,1,5-2,0%.

Экономический эффект от применения предлагаемого способа составляет 640,0 тыс. руб. на одну доменную печь в год.