Способ плавки чугуна в коксогазовой шахтной печи

 

Изобретение относится к литейному производству. Цель изобретения - увеличение эффективности плавки путем повьппения жаропроизводительности охлаждающих газов до уровня природного газа .Природный газ и воздушно-кислородный Отлодящие газы Шихта окислитель, подаваемый с коэффициентом расхода 0,7-0,8 и содержанием кислорода в диапазоне 58-95%, подаются для сжигания в туннели 2, установленные в нижней части вагранки 3. Продукты неполного горения природного газа поступают из туннелей 2 в шахту вагранки 3, где восстанавливаются углеродом кокса, имеющего расход 83-86 кг/т чугуна, и отдают физическое тело нагреваемому металлу. После охлаждения шихтовыми материалами на выходе из вагранки 3 часть отходящих газов сжигается в смеси с воздухом в рекуперативном подогревателе 1, а оставшийся объем газов направляется для использЬвания в смежных теплотехнологических или энергетических установках, например, для отопления нагревательных обжиговых печей, сушил и т..До 1 ил., 1 табл. сл Поиродмий t03 fftiMOtue tofti 4 1C о со 1С 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 F 27 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«й

l«е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3935400/31-02 (22) 23,07.85 (46) 30.08.88, Бюп. У 32 (71) Московский энергетический институт (72) А.Д. Ключников и И А. Евтифеев (53) 621. 745. 3 (088.8) (56) Развитие ваграночного процесса.

Сборник./Под ред.JI.М. Мариенбаха, 1961, M.: Машгиэ, с. 354-356.

Доменное производство. Справочник./Под ред. И.П. Бардина, т. II. М.:

Металлургиэдат, 1963> с ° 637-643, (54) СПОСОБ ПЛАВКИ ЧУГУНА В KOVCOI ÀЗОВОЙ ШАХТНОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к литейному производству. Цель изобретения увеличение эффективности плавки путем повышения жаропроизводительности охлаждающих газов до уровня природного газа.Природный гаэ и воздушно-кислородный

ОтюАгигие

„„SU„„1420324 А1 окислитель, подаваемый с коэффициентом расхода 0,7-0,8 и содержанием кислорода в диапазоне 58-95Х, подаются для сжигания в туннели 2, установленные в нижней части вагранки 3.

Продукты неполного горения природного газа поступают из туннелей 2 в шахту вагранки 3, где восстанавливаются углеродом кокса, имеющего расход 83-86 кг/т чугуна, и отдают физическое тело нагреваемому металлу.

После охлаждения шихтовыми материалами на выходе иэ вагранки 3 часть отходящих газов сжигается в смеси с воздухом в рекуперативном подогревателе 1, а оставшийся обьем газов направляется для использдвания в смехных теплотехнологических илн энергетических установках, например, для отопления нагревательных обжиговых печей, сушил и т д. 1 ил., 1 табл.

1 1420324

Изобретение относится к литейному производству.

Цель изобретения — увеличение эффективности плавки.

На чертеже схематично изображена установка, реализующая описываемый способ.

Установка содержит подогреватель 1 природного газа и окислитель, соединенный с туннелями 2 вагранки 3.

Предлагаемый способ плавки осуществляется следующим образом.

Природный газ и воздушно-кислородный окислитель, подогреваемые в подогревателе 1 за счет тепла, выделяемого при сжигании части отходящих газов, подаются для сжигания в туннели 2, установленные в нижней части вагранки 3. Продукты неполного горения природного газа поступают из туннелей 2 в шахту вагранки 2, где восстанавливаются углеродом кокса и отдают физическое тепло нагреваемому металлу. После охлаждения шихтовыми 25 материалами на выходе из вагранки 3 часть отходяпщх газов сжигается в смеси с воздухом в рекуперативном подогревателе 1, а оставшийся объем газов направляется для использования 30 в смежных теплотехнологических или энергетических установках, например, для отопления нагревательных обжиговых печей, сушил и т.д.

Перед загрузкой металлическими колошами холостую коксовую колошу вагранки предварительно разогревают продуктами горения природного газа, подаваемыми через туннели 2. Природный газ подогревают в подогревателе 1 40 до 500 С, а воздушно-кислородный окислитель до 600 С. Сжигание природного газа в туннелях 2 производят при Ы = 0,7-0,85 и содержании кислорода в окислителе К = 58-95, Продук-45 ты горения природного газа, поднимаясь, отдают свое физическое тепло на нагрев и расплавление металла, причем СО и Н,0, контактируя с раскаленными кусками кокса восстанавливаются 50 в значительной мере до СО и Н,, поглощая при этом часть физического тепла газов на зндотермическую реак" цию восстановления, но благодаря повышенному содержанию кислорода В окис» лителе, приводящему к более. высоким температурам в шахте вагранки 3, условия для плавки чугуна остаются благоприятными. При этом соотношение водяных эквивалентов отходящих газов и нагреваемых в вагранке материалов, составляющее около 0,8, позволяет осуществить более глубокое охлажде- . ние отходящих газов шихтовыми материалами по сравнению с известным способом, где это соотноШение больше 1,0 °

Выгорание химических элементов металла почти не происходит, так как в холостой колоше устанавливается практически восстановительная атмосфера (эа счет почти полного восстановления СО, и Н О углеродом кокса). Такая же атмосфера устанавливается по всей высоте шахты вагранки 3. Расплавленный металл с температурой 1400 С попадает в горн вагранки 3, Отходящие горючие газы, состоящие в основном из СО, Н и N, имеющие теплоту сго« рания Qr = 8,5-9;8 МДж/нм и жаропроизводительность t 2215-2087 С большую, чем у природного газа, в количестве V „, 442,9-458,3 нм /т чугуна используются частично для подогрева компонентов горения, а в основном в смежных топливных установках.

Пример 1, Коэффициент расхода окислителя Ы 0,7, содержание кислорода в нем К 95 ..

Природный газ, нагретый до 500 С, и окислитель, нагретый до 600 С, сжигают с коэффициентом расхода Ы 0,7 и содержанием кислорода в нем К 95Х.

Удельные расходы на выплавку 1 т чугуна с температурой 1400 Ñ составляют: кокса В = 84 кг/т; природного газа В„, 86 нм /т, кислорода V» — 92 нм /т. При этом получают отходящие горючие газы в количестве Ч,, = 442,9 нм /т с теплотой сгорания

Q „, = 9,8 МДж/нм и жаропроизводитепьностью t ж = 2215 С. П1Мведенный Удельный расход условного топлива (с учетом расхода первичного топлива на производство кислорода) на выплавку

1 т чугуна составляет В „„= 48,4 кг у.т./т, тепловой КПД вагранки 90 .

Таким образом, жаропроиэводитепьность отходящих газов t 2215 С больше, чем жаропроиэводительность природного газа, равная 2040 С.

Пример 2. Коэффициент расхода окислителя e(= 0,75, содержание кислорода в нем К = 76X.

Природный гаэ, нагретый до 500 С, и окислитель, нагретый до 600 С, сжигают с коэффициентом расхода Ы 0,75

1420324 и содержанием кислорода в нем К = 767.

Получают удельные расходы на выплавку 1 т чугуна с температурой 1400 С: кокса В = 83 кг/т, природного газа

Вп, 79 нм /т, кислорода V =86 нм /т.

При этом получают отходящие горючие газы в количестве V,, 448,7 нм /т с теплотой сгорания Q = 9,3 Мдж/нм и жаропроизвоительностью t z = 2173 С. 10

Приведенный удельный расход условного топлива с учетом расхода первичного топлива на производство кислорода иа вьялавку 1 т чугуна составляет

В„48,4 кг у,т./т, тепловой КПД 16 вагранки 907.

Таким образом, жаропроизводительность отходящих газов = 2173 С больше, чем жаропроиэводительность природного газа, равная 2040 С.

Пример 3. Коэффициент расхода окислителя a = 0,8, содержание кислорода в нем К 587..

Природный гаэ, нагретый до 500 С> 26 и окислитель, нагретый до 600 С сжигают с коэффициентом расхода е = 0,8 и содержанием кислорода в нем К = 58X.

Получают удельные расходы на выплавку

1 т чугуна с температурой 1400 С: 3п кокса В„86 кг/т, цриродного газа

В„.„= 68 нм /т, кислорода V„= 80 mP /т.

При этом получают отходящие горючие газы в количестве Ч „, = 458,3 нм /т с теплотой сгорания g,,= 8,45 МДж/нм и жаропроиэводительностью t 2087 С.

Приведенный удельный расход условного топлива с учетом расхода первич ного топлива на производство кислородй на выплавку 1 т чугуна составляет 4р

В „= 48,4 кг у.т./т1 тепловой КПП вагранки 907.

Таким образом, жаропроиэводительность отходящих газов t ð 2087 С больше, чем жаропроизводительность прир од ног о газа, ра вная 2040 С, Результаты исследований сведены в таблицу.

Приведенные в таблице данные показывают, что по сравнению с известным способом использование предлагаемого изобретения обеспечивает снижение удельного расхода кокса, повышает жаропроизводительность отходящих ваграночных газов до уровня и выше, чем у природного газа (2040 С), что позволяет рассматривать отходящие ваграночные газы как новое топливо, не уступающее природному газу по жаропроизводительности, снижает величину приведенного удельного расхода топлива.

Формула изобретения

Способ плавки чугуна в коксогаэовой шахтной печи, включающий расплавление и перегрев чугуна в слое кокса, расположенного на подине печи, путем неполного сжигания природного газа с обогащенным кислородом нагретым окислителем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения эффективности плавки, сжигание природного газа производят вне печи с коэффициентом расхода окислителя в пределах 0,7-0,8, содержанием кислорода в окислителе в диапазоне 58-957 при расходе кокса 83-86 кг/т чугуна.

1420324 нмз/т Ьа, вмз/т Ч,г, нм /т S,py6./т й

0,60 50 2010 8,57

5,91

130

557

120

130

535

6,04

495

6,03!

116

84 .

92

443

5,10

79

449

5,05

8с

80

5, 15

97

110

436

6,02

6,09

83

110

384

0,90 58 2011 8,61

78

108

6,04

368

П р и и е ч а н н е. 1 — коэффициент расхода окислителя природного газа; Кр„—

1 содержание кислорода в окислителе; t - жаропроизводительность получаемого горючего газа; Q„- теплота сгорания горючего газа; Ь „- удельный расход кокса на плавку; Ь„удельный расход природного газа; Ьр - удельный расход кислорода для обогащения дутья; V,., — удельный выход горючего газа; S - удельные затраты на топливо н кислород, потребляемые на процесс плавки, за вычетом стоимости получаемого горючего газа в тепловом эквиваленте природного газа.

Составитель Т. Чнркунова

Техред М.Ходаннч

Корректор M Максимишинец

Редактор М. Недолуженко

Заказ 4313/40

Тираж 561

Поцпис ное

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгор.>д, ул. Проектная, 4

0,60

),63

f,70

0,75

b,80

b,75

0,85

55 2018 8,99

55 2021 8 87

95 2215 9,86

76 2173 9,30

58 2087 8 ° 45

55 2016 8,65

58 2020 8,71

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москна, )К-35, Раушская наб., д. 4/5