FI112697B - Menetelmä ja laite kerrostumien poistamiseksi pääasiassa muusta kuin raudasta tehdyssä sulatusuunissa - Google Patents

Description

1 1 O < 1' 7 j i l O ^ /

Menetelmä ja laite kerrostumien poistamiseksi pääasiassa muusta kuin raudasta tehdyssä sulatusuunissa

Keksinnön tausta 5 Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä su lan kerrostuman poistamiseksi tämän kerrostuman käsittäessä lähinnä oksideja, jotka ovat syntyneet pääasiassa muusta kuin raudasta tehdyn sulatusuunin jätekaasun poistoau-kon läheisyydessä, ja tätä varten tarkoitettu laite, joka 10 on tarkoitettu erityisesti käytettäväksi kuparisessa liekki sulatusuunissa.

Kuvio 8 esittää kaavamaisesti kuparisen liek-kisulatusuunin 100 rakennetta. Liekkisulatusuuni 100 käsittää reaktiokuilun 101, laskeutusosan 104 ja pystykana-15 van 103. Kuivatetun hienon jauheen ja hapella rikastetun ilman tai lämpötilaltaan korkean puhallusvirtauksen muodossa oleva kuparikonsentraatti puhalletaan yhdellä kertaa reaktiokuiluun 101. Kuparikonsentraatti ja hapella rikastettu ilma tai kuuma puhallusvirtaus asetetaan välittömäs-20 ti hapettumisreaktion alaiseksi. Kuparikonsentraatio sulaa tämän reaktiolämmön alaisena ja se erotetaan laskeu- j· _ tusosassa 102 yhdisteeksi 104, joka sisältää noin 60 % ku- ; paria, ja kuonaksi (ei näy), jonka kuparipitoisuus on alle ’ 1 %:n. Yhdiste jalostetaan edelleen konvertterissa ja sen 25 jälkeen tapahtuvan raakakupariksi muuttamiseen tähtäävän prosessin yhteydessä. Kuona lähetetään liekkisulatusuuniin t i • ‘ liitettyyn sähköuuniin, jossa kuonan sisältämän kuparin ’ osittaisen talteenoton jälkeen kuona rakeistetaan merive den avulla ja käytetään sementin materiaalina.

• ’ ! 30 Liekkisulatusuunista tuleva jätekaasu, jonka läm- pötila on noin 1 300 °C ja S02-pitoisuus 10 - 40 %, syöte-tään pystykanavan 103 poistoaukosta 105 jätelämpökattilaan 200 jätekaasun kylmentämiseksi ja huomattava määrä lämpöä otetaan talteen suurpaineen alaisen höyryn muodossa. Tämän • » : 35 jälkeen, kun pöly on poistettu sähköstaattisen pölynerot-

Mill 2 r>Hy'y timen välityksellä, jätekaasu lähetetään rikkihappolaitok-seen S02:n ottamiseksi talteen rikkihappona.

Liekkisulatusuuni 100, jossa voidaan käyttää tehokkaasti konsentraatin hapetusreaktiolämpöä, sisältää al-5 haisemman polttoaineen kulutussuhteen kuin muut prosessit, ja sallii pitoisuudeltaan suuren S02:n syöttämisen rikki-happolaitokseen, mikä johtaa sellaisiin etuihin kuin S02:n korkeaan talteenottosuhteeseen ja ympäristönsuojeluun liittyviin edullisiin vaikutuksiin.

10 Peroksidien muodostuminen liekkisulatusuunissa on kuitenkin väistämätöntä, koska hienojauheinen konsentraat-ti hapettuu hyvin lyhyen viiveajan kuluessa reaktiokuilus-sa 101, ja saa aikaan peroksidivirtauksen, joka sisältää pölyä ja jätekaasua ja kulkee laskeutusosasta 102 pystyka-15 navan 103 kautta jätelämpökattilaan 200. Koska peroksidil-la on yleensä korkea sulamispiste, osa siitä kiinnittyy laskeutusosan 102 sivuseiniin tai pystykanavan 103 ympärillä oleviin osiin, joissa lämpötila on suhteellisen alhainen kuvion 9 esittämällä tavalla, muodostaen siten su-20 laneen pölykerrostuman, jota kutsutaan yleensä nimellä seinäkasaantuma 106. Jos tämä kasaantuma jätetään poistamatta, tämä sulanut pölykerrostuma kasvaa vähitellen ja \ * aiheuttaa tukkeutumisongelmia pystykanavassa 103. Koska '· : pöly on puoliksi sulaneessa tilassa, sulanut pölykerros- ‘ ' 25 tuma voi virrata seinäpinnalla ja pudota laskeutusosaan 120 aiheuttaen siten käyttöongelmia, kuten uunin tilavuu-: '· den vähentymistä ja kuonareiän tukkeutumista.

Tarkastellessaan tämän sulaneen pölykerrostuman 106 poistamista, joka käsittää pääasiassa magnetiittia 30 (Fe30i), korkea-asteista rautaoksidia, esillä olevan kek- ,···, sinnön tekijät huomasivat tehokkaaksi menettelyksi saada ( · aikaan sulamispisteeltään alhainen kuona pelkistysainetta lisäämällä, ja kehittivät menetelmän, jonka avulla sulanut pölykerrostuma estettiin kasvamasta injektoimalla raemais-: 35 ta koksia pelkistysaineena pystykanavaosaan 103 pneumaat- 3 Ί 126,7 tisen siirron välityksellä, ja saattamalla koksi kosketukseen jätekaasuvirtauksessa olevan sulaneen pölykerrostuman kanssa. Tätä menetelmää on jo käytetty käytännössä (japanilainen julkiseksi tullut patenttihakemus H01-87 728).

5 Nykyisin käytössä oleva raemaisen koksin puhallus- laite on kuitenkin riippuvainen pelkistysaineen (raemaisen koksin) hajaantumisesta jätekaasuvirtauksen johdosta uunissa ja sen kosketuksesta sulaneen pölykerrostuman kanssa, ja on vaikeaa suihkuttaa pelkistysaineena toimivaa 10 koksia laajalle alueelle ja nimenomaan sulaneen pölykerrostuman kasvavalle osalle. On siten mahdotonta estää sulaneen pölykerrostuman paikallista kasvua pystykanavan seinässä tai yläsivuseinässä, jolloin ei kyetä saavuttamaan ongelmien täydellistä ratkaisua.

15 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on siten saada aikaan menetelmä ja laite muusta kuin raudasta tehdyn sulatusuunin uunikerrostuman poistamiseksi, jolloin sulanut pölykerrostuma poistetaan tehokkaasti laajalta alueelta sulaneen pölykerrostuman koko kasvavaa osaa var-20 ten.

Keksinnön yhteenveto

Edellä mainittu tarkoitus saavutetaan muusta kuin raudasta tehdyn sulatusuunin uunikerrostuman poistamiseksi tarkoitetun esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän ja 25 laitteen avulla, jolloin menetelmälle on tunnusomaista, että se käsittää seuraavat vaiheet: kärjessään olevalla suihkusuuttimella varustetun lanssin asettamisen uunin ka- tosta uunin sisään; pelkistysaineen suihkuttamisen lanssin kärjessä olevasta suihkusuuttimesta kohti pääasiassa oksi-: 30 deja sisältävää kerrostumaa, joka on tarttunut muusta kuin ·,,,· raudasta tehdyn sulatusuunin uuniseinäpintaan, kiertämällä ,V. lanssia ennalta määrätyllä kulma-alueella ja siirtämällä ,···, sitä pystysuorassa suunnassa ennalta määrätyllä alueella; *’* kerrostuman pelkistämisen sulamispisteeltään alhaiseksi 35 kuonaksi; kuonan saattamisen virtaamaan; ja kuonan poista- 4 1126^7 misen yhdessä uunikuonan kanssa uunin ulkopuolelle.

Keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesti muusta kuin raudasta tehty sulatusuuni käsittää liekkisulatusuu-nin kuparin sulatusta varten, jolloin on mahdollista pois-5 taa liekkisulatusuunin laskeutusosan sisäseinään ja pysty-kanavaosaan kiinnittyvä sulakerrostuma. Eräässä toisessa suoritusmuodossa pelkistysaine käsittää koksimurskeen tai hiilipitoisen materiaalin muodostaman jauheen, jolloin N2.’ta käytetään pneumaattisena siirtoväliaineena. Eräässä 10 lisäsuoritusmuodossa uuniin suihkutetun koksimurskeen tai hiilipitoisen materiaalin jauheen määrää voidaan säätää maksimaalisen ja minimaalisen määrällisen suhteen alueella 10:1 muuttamalla jaksoittaisen suihkun suihkutusaikaa ja suihkun määrää suihkutusaikaa kohden, ja kehällä tapahtu-15 van suihkutuksen aluetta voidaan vapaasti muuttaa alueella 180 - 360°.

Edellä oleva keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan tehokkaasti laitteen avulla, jota käytetään poistamaan uunikerrostuma muusta kuin raudasta tehdystä sulatus-20 uunista ja joka käsittää: onton lanssin, joka voidaan asettaa uunin sisään muusta kuin raudasta tehdyn sula-tusuunin katossa olevan reiän kautta; pneumaattisen siir- • I f \ . tolaitteen pelkistysaineen syöttämiseksi kohti lanssin • I · ' I yläosaa; lanssin kärkeen liitetyn suihkusuuttimen; pys- 25 tysuorassa suunnassa liikkuvan vaunun ; nostokäyttöväli- neen tämän vaunun pystysuoraa siirtämistä varten; ja kier-: ’* tokäyttövälineen lanssin kiertämiseksi lanssin akselin ym- V päri; jolloin, sen jälkeen kun lanssi on asetettu uunin sisään, lanssia kierretään ennalta määrätyllä kulma-30 alueella kiertämällä sitä yhdessä mainitun nostokäyttövä-lineen ja kiertokäyttövälineen kanssa, ja sitä siirretään pystysuorassa suunnassa ennalta määrätyllä alueella; jol-loin samanaikaisesti pelkistysainetta syötetään pneumaat-tisesta siirtolaitteesta lanssiin ja tämä pelkistysaine 35 singotaan lanssin kärjessä olevasta suihkusuuttimesta tie- 5 1 S L 6 > / tyllä tasolla olevalla virtausnopeudella pelkistysaineen saattamiseksi saavuttamaan ennalta määrätty kohdeasento.

Esillä olevan keksinnön mukaisen laitteen erään suoritusmuodon mukaisesti muusta kuin raudasta tehty uuni 5 käsittää kuparin sulatusta varten tarkoitetun liekkisula-tusuunin; jolloin lanssi pistetään uunin sisään pystykana-van kattoon muodostetun aukon kautta, joka on varustettu avaus- ja sulkukannella. Tai pelkistysaineena toimii kok-simurske tai hiilipitoisesta materiaalista tehty jauhe ja 10 N2:ta käytetään pneumaattisena siirtoaineena. Eräässä li-säsuoritusmuodossa lanssin yläosan rakenne on sellainen, että ensimmäinen putki kiinnittyy toiseen putkeen ensimmäisen putken ollessa liitettynä pelkistysaineen pneumaattiseen siirtolaitteeseen ja toisen putken ollessa liitet-15 tynä kantokaasun syöttölaitteeseen virtausnopeuden säätämiseksi suihkutuksen yhteydessä.

Kuvioluettelo

Kuvio 1 esittää kaavamaista rakenteellista sivuku-viota esillä olevan keksinnön mukaisesta laitteesta, joka 20 on tarkoitettu poistamaan uunikerrostuma muusta kuin raudasta tehdystä sulatusuunista tämän laitteen ollessa kiin-nitettynä liekkisulatusuunin pystykanavaosaan; = : Kuvio 2 esittää pystykanavaosan päällisleikkausta

• I

näyttäen suuttimen kääntöalueen; ;t 25 Kuviot 3(A) ja 3(B) esittävät etu- ja vastaavasti sivukuvantoa keksinnön mukaisesta laitteesta muusta kuin • fi< raudasta tehdyn sulatusuunin uunikerrostuman poistamista '·’ varten;

Kuvio 4 esittää yksityiskohtaista sivukuvantoa : 30 keksinnön mukaisesta laitteesta muusta kuin raudasta teh- dyn sulatusuunin uunikerrostuman poistamista varten; ,ν, Kuvio 5 esittää yksityiskohtaista etukuvantoa kek- sinnön mukaisesta laitteesta muusta kuin raudasta tehdyn sulatusuunin uunikerrostuman poistamista varten; *,'1 · 35 Kuvio 6 esittää linjaa VI - VI pitkin kuviosta 5 6 1 i l 6 y / otettua leikattua kuvantoa;

Kuvio 7 esittää sivuttaista leikkauskuvantoa muusta kuin raudasta tehdyn sulatusuunin uunikerrostuman poistamista varten tarkoitetusta keksinnön mukaisesta lait-5 teestä näyttäen lanssin yläosan;

Kuvio 8 esittää leikkauskuvantoa näyttäen kaavamaisesti tavanomaisen liekkisulatusuunin rakennetta; ja

Kuvio 9 esittää leikkauskuvantoa kuvion 8 esittämän liekkisulatusuunin pystykanavaosasta linjaa IX - IX 10 pitkin otettuna.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Seuraavassa selostetaan yksityiskohtaisesti esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta muusta kuin raudasta tehdyn sulatusuunin uunikerrostuman poista-15 mistä varten. Tässä suoritusmuodossa uunikerrostuman poistamista varten tarkoitettua menetelmää ja laitetta selostetaan liekkisulatusuuniin viitaten, jota käytetään muusta kuin raudasta tehtynä sulatusuunina kuparinsulatusta varten. Esillä oleva keksintö ei ole kuitenkaan rajoittunut 20 kuparinsulatusta varten tarkoitettuun liekkisulatusuuniin, vaan sitä voidaan käyttää erilaisissa muusta kuin raudasta ; ( tehdyissä sulatusuuneissa mukaan lukien Ml-uuni, masuuni : ja lieskauuni, jossa esiintyy muihin samanlaisiin kerros- tumiin liittyviä ongelmia.

25 Liekkisulatusuuni sisältää edellä kuvion 8 yhtey- 1 *' dessä selostetun kaltaisen kaavamaisen rakenteen, jota ei * ole selostettu yksityiskohtaisesti tässä yhteydessä. Kuvio I I > '·’ 1 esittää uunikerrostuman poistamista varten tarkoitettua laitetta 1, jolla on keksinnön mukainen rakenne ja joka on • V 30 kiinnitetty liekkisulatusuunin pystykanavaan 103.

: : Uunikerrostuman poistolaite 1 on varustettu ontol- *·, la lanssilla 2, joka voidaan pistää pystykanavaan 103 sen yläseinässä olevan aukon 112 kautta, jossa on avaava ja '1' sulkeva kansi. Lanssin 2 yläpääosa on liitetty koksimurs- 35 kan pneumaattiseen siirtolaitteeseen 3. Suutin 4 on kiin- 7 11 / 6 > / nitetty lanssin kärkiosaan, jonka muoto on sellainen, että lanssin keskiakseli ja suuttimen kärkiosa muodostavat suuruudeltaan 90 - 150° olevan kulman. Tämän suutinkulman olisi oltava suurempi, kun pelkistysainetta suihkutetaan 5 uunin sisäseinän alaosaan, ja pienempi silloin, kun pelkistysainetta suihkutetaan pääasiassa yläosaan.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti lanssia 2 voidaan siirtää pystysuorassa suunnassa liekkisulatusuunin pystykanavan 103 sisällä ja, kuten kuviossa 2 esitetään, 10 sitä voidaan myös kiertää ennalta määrätyllä kulma-alueella (Θ) . Tässä suoritusmuodossa lanssia 2 pitää paikoillaan, kuten kuvioista 3(A) ja 3(B) näkyy, vaunu 5, jota voidaan siirtää pystysuorassa suunnassa pystysuorasti kulkevaa kiskovälinettä 6 pitkin. Kiskoväline 6 on kiinnitet-15 ty pystysuorasti kulkevaan kantaosaan 7, joka on taas kiinnitetty esimerkiksi pystykanavan 103 tukeen. Lanssia 2 voidaan lisäksi kiertää akselilinjansa ympäri vaunuun 5 kuuluvan lanssin kiertokäyttövälineen 8 avulla.

Kuvioihin 4-6 viitaten I-teräspalkkia käytetään 20 kiskovälineena tässä suoritusmuodossa, kuten kuviosta 6 havainnollisimmän näkyy. Vaunu 5 on varustettu tukijalus-talla 51, johon lanssi2 on määrä kiinnittää, ja telojen 52

< I

*t ja 52 muodostamalla parilla, jotka pidättävät kiskovä- '« - linettä 6 liikkumasta oikealla ja vasemmalla puolella ja 1 ' 25 jotka on asetettu tuki jalustan 51 sekä ylä- että alapää- hän. Lisäksi tuki jalustan 51 yläpää on varustettu ylöspäin • ' . kulkevalla varsiparilla 53 ja nämä varret 53 toisiinsa liittävällä tukitangolla 54. Koukkua 55 käytetään nosto-käyttövälineen 10, esimerkiksi vintturin, avulla, joka on 30 asennettu kantaosan 7 yläpuolelle asetettuun vaakasuoraan ,··, tukeen 9 (kuvio 3) . Vintturia 10 käyttämällä vaunua 5,

f I

esimerkiksi lanssia, siirretään pystysuorasti kiskoväli-\V nettä 6 pitkin. Tässä suoritusmuodossa edellä mainittu

4 I I

vintturi kiertää vaihtelevilla kierrosluvuilla ja nosta-; 35 mis- ja laskemisnopeudet ovat muuttuvia alueella 1-10 » I · 8 112697 m/min.

Vaunu 5 pitää kiertyvästi paikoillaan lanssia 2 laakerivälineen 56 ja 57 välityksellä kuvioiden 3 ja 4 mukaisella tavalla.

5 Lisäksi mainittuun vaunuun 5 on asetettu lanssin kiertokäyttöväline 8, joka käsittää sähkömoottorin tässä suoritusmuodossa, kuten kuvioista 5 ja 6 selvästi näkyy. Sähkömoottori 8 kiertää lanssia 2 ketjun 60 avulla, joka on asetettu tiukasti lähtöakseliinsa 58 asetetun pyörän ja 10 lanssiin 2 kiinnitetyn toisen pyörän 61 väliin. Kiertokäyttöväline 8 on varustettu rajakatkaisimella, joka rajoittaa kiertoaluetta ja sallii minkä tahansa mielivaltaisen kiertoalueen asetuksen säätämällä sen asentoa. Tässä suoritusmuodossa sähkömoottorin kiertoliikkeen kierroslu-15 vut ovat vaihtelevia vaihdellen siten kiertoliikkeen nopeutta alueella 1-8 kierrosta/min.

Lanssi 2 olisi sopivimmin vedettävä takaisin uunin ulkopuolelle, kun se ei ole käytössä. Tässä suoritusmuodossa siis, kuten kuviosta 3 näkyy, pystykanavan 103 kat-20 toseinä on varustettu muodoltaan soikealla lanssiasennus-aukolla 112, jonka koko sallii lanssin 2 kärkisuuttimen ,, asetuksen ja poiston. Kun lanssi on lepotilassa pystyka- • navan 103 ulkopuolella, tämän aukon 112 olisi oltava sul- '· ’ jettuna jätekaasun ulossinkoutumisen ja vapaan ilman tun- 25 keutumisen estämiseksi. Avaus/sulkuväline 120 on siten asetettu tähän aukkoon 112. Yksityiskohtaisemmin tarkas-: *. telien aukko 112 on tilassa, jossa lieriömäinen elin 121 on asetettu tulenkestävästä materiaalista tehdyssä katto-seinässä olevaan reikään lieriömäisen elimen 121 yläpään ;v, 30 aukon ollessa suljettuna kansielimen 122 välityksellä. Tä- tä kansielintä 122 kannattaa vaappuvipu 124, joka on kiin-nitetty keinuvasti akselin 123 välityksellä lieriömäiseen \V elimeen 121, niin että akseli 123, jota kiertää il- : masylinteri (ei näy), saa vaappuvivun 124 toimimaan lie- ,·’ ; 35 riömäisen elimen 121 yläpääaukon sulkemiseksi tai avaami- S 1 9 116 > /' seksi.

Kuten voidaan ymmärtää kuvioihin 3-5 viitaten, suljinkansi 130 kulkee lanssin 2 kautta. Tämä suljinkansi 130 on muodoltaan ja kooltaan samanlainen kuin aukon edel-5 lä mainitun avaus/suljentavälineen 120 kansielin 122 sen sisältäessä läpimenevän reiän lanssin 2 liukuvaa asetusta varten. Suljinkansi 130 on ripustettu tukipysäyttimen avulla, joka on asetettu lanssin 2 alapään lähelle. Kun lanssi 2 on asetettu pystykanavaan lieriömäisen elimen 121 10 yläpääaukosta avaamalla aukon avaus/suljentavälineen 120 kansielin 122, suljinkansi 130 laskeutuu alas yhdessä lanssin 2 kanssa kiinnittyäkseen lieriömäisen elimen 121 yläpään aukkoon lieriömäisen elimen 121 yläpääaukon sulkemista varten lanssin 2 asetuksen aikana uunin sisään.

15 Tämän suoritusmuodon mukaisesti lanssin 2 yläpää- osan rakenne on sellainen, että, kuten kuviosta 7 näkyy, ensimmäinen putki 2A ja toinen putki 2B kiinnittyvät toisiinsa ensimmäisen putken 2A ollessa liitettynä pelkistys-laitteen pneumaattiseen siirtolaitteeseen 3 ja toisen put-20 ken 2B ollessa liitettynä kantokaasun syöttölaitteeseen 31 virtausnopeuden säätämiseksi suihkutuksen yhteydessä. Täs-yt sä suoritusmuodossa koksimursketta syötetään siten pneu- 4 ' maattisen siirron välityksellä N2~kaasun toimiessa siirto-’ väliaineena ensimmäiseen putkeen 2A ja N2-kaasun tullessa 25 syötetyksi virtausnopeuden säätämiseksi suihkutuksen ai- kana toiseen putkeen 2B. Nämä kaasut sekoitetaan yhteen ; '* alhaalla olevassa sekoituskammiossa ja singotaan lanssin V · alapäässä olevasta suuttimesta 4 ennalta määrättynä määrä nä ja riittävällä nopeudella koksimurskeen saattamiseksi 30 saavuttamaan pystykanavan sisäseinä.

Tässä suoritusmuodossa laitetta, joka käsittää paineistetun syöttösuppilon ja pöytäsyöttölaitteen yhdis-telmän, käytetään pelkistysaineena toimivan koksimurskeen » t pneumaattisena siirtolaitteena N2-kaasun toimiessa siirto-.*·_! 35 väliaineena. Pneumaattisena siirtolaitteena voidaan kui- ίο 1 i 6 '> / tenkin käyttää mitä tahansa rakenteeltaan mielivaltaista laitetta, kunhan tämä laite kykenee vain syöttämään kok-simursketta jatkuvasti pneumaattisen siirron avulla noin 50 - 600 kg/h suuruisena määränä uunikerrostuman poisto-5 laitteen etupäähän N2-kaasun toimiessa siirtoväliaineena ja kiinteän aineen ja kaasun suhteen ollessa alueella 0,5 - 10 kg/Nm3.

N2:ta, joka on jalokaasu, käytetään pneumaattisena siirtoväliaineena ja kiihdytyskaasuna suihkutuksen yhtey-10 dessä tässä suoritusmuodossa. Syynä on se, että tämän keksinnön periaatteena on pelkistää oksideja käsittävä sulanut pölykerrostuma sulamispisteeltään alhaiseksi kuonaksi kosketuksen avulla kiinteän pelkistysaineen kanssa, ja kun happea sisältävää kaasua, kuten ilmaa, käytetään pneumaat-15 tisena siirtoväliaineena ja kiihdytyskaasuna suihkutuksen aikana, kiinteä pelkistysaine hapettuu ja palaa ennen kuin se saavuttaa hajaantumismassan tehden siten mahdottomaksi ennalta määrätyn pelkistys- ja hajaantumisvaikutuksen saavuttamisen.

20 Tässä suoritusmuodossa pneumaattisesti siirretty koksimurske ja kiihdytystä varten suihkutuksen yhteydessä tarkoitettu N2-kaasu sekoitetaan toisiinsa lanssin ylä-' päässä. Suuttimen kärjestä singotun koksin on saavutettava uunin sisäseinä yli 1,5 m:n etäisyydellä jätekaasuvirtauk-25 sen keskellä tämän virtauksen noustessa virtausnopeudella 2 - 5 m/s pystykanavan sisällä, jolloin suuruudeltaan yli \ '·. 100 m/s oleva koksin pneumaattisen virtaus on ylläpidet- ; tävä suuttimen kärjessä. Koksimurskeen pneumaattista siir toa ohjattaessa tällä virtausnopeudella voidaan kuitenkin 30 odottaa käyttöajan lyhenemistä pneumaattisen siirtoputkis-. ···, ton pään kulumisen johdosta. Tässä suoritusmuodossa käyte- τ' tään siten rakennetta, jonka avulla estetään virtausnopeus pneumaattisessa siirtoputkistossa erottamalla koksimurs-keen pneumaattinen siirtojärjestelmä kantokaasun kiihdy-,·, : 35 tysjärjestelmästä.

n 1 ί6 > /

Seuraavassa selostuksessa esitellään menetelmä liekkisulatusuunin pystykanavaosan sisäseinään kiinnittyvän sulaneen pölykerrostuman poistamiseksi uunikerrostuman poistolaitetta käyttämällä, jolla on edellä selostetun 5 kaltainen rakenne. Esillä olevan keksinnön tekijöiden suorittaman mittauksen tulosten mukaisesti tässä suoritusmuodossa käytetyn liekkisulatusuunin jätekaasun lämpötila on noin 1 280 °C, jätekaasun SC>2-pitoisuus noin 35 % ja 02-pi-toisuus alle 1 %:n. Pystykanavaosaan tarttuvan sulaneen 10 kerrostuman katsotaan sisältävän koostumuksen, joka sisältää 60 % Fe-jCUiää, 10 % 2 Fe0.Si02:ta, 10 % CU2S:ää, 10 % Cu20:ta ja loput muita yhdisteitä.

Uunikerrostuman poistolaitteen 1 käyttövaiheet käsittävät kannen avaus/suljentavälineen 120 vaappuvipua 124 15 käyttävän ilmasylinterin toiminnan kansielimen 122 siirtämiseksi ja lanssinpistoaukon 112 avaamisen. Tämän jälkeen käytetään vintturia 10, joka toimii lanssin 2 nostokäyttö-välineenä, siirtämään alaspäin vaunua 5. Tämän seurauksena lanssi 2 laskeutuu alas kiskovälinettä 6 pitkin yhdessä 20 vaunun 5 kanssa.

Lanssi 2 asetetaan kulkemaan lanssinpistoaukon 112 kautta pystykanavan sisään. Toisaalta samalla kun lanssi 2 laskeutuu alas, suljentakansi 130 lasketaan alas avaussy-linterielimen 121 ylempään pääteaukkoon ja saadaan kiin-25 nittymään tähän aukkoon sen sulkemiseksi. Tämän jälkeen lanssi liikkuu ja kiertää tilassa, jossa lanssi kulkee i * : ’* suljentakannen 131 aukon läpi.

'·>! : Lanssi laskeutuu alas ja pysähtyy kerran tilassa, jossa suuttimen kärki saavuttaa asennon, joka on yhden j'·'. 30 metrin päässä pystykanavan kattoseinästä. Tällöin koksi- murskeen pneumaattinen siirtolaite 3 ja kiihdytyskaasun syöttölaite 31 ryhtyvät toimimaan ja koksimurskeen pneu--’·* maattista virtausta ja kiihdytyskaasua syötetään lanssin ensimmäiseen putkeen 2A ja toiseen putkeen 2B. Koksimurs-.'.J 35 kettä singotaan tällöin suihkusuuttimesta 4 lanssin ala- Λ Λ ''/ 12 I li-tv / osassa pystykanavan sisään. Sen jälkeen lanssia kierretään ja siirretään ylös ja alas ohjaamalla samalla jatkuvasti sinkoutumista.

Kun koskimurskettä singotaan jatkuvasti kiertämäl-5 lä samalla lanssia 360°, suuttimen kärki pyrkii kuitenkin suuntautumaan kohti jätelämpökattilan aukkoa 105 ja ulos-singottu koksimurske läiskähtää tähän jätelämpökattilaan. Tässä tapauksessa singottu koksi auttaa sulaneen pölyker-rostuman poistamisessa pelkistysaineena ja se voidaan myös 10 polttaa jätelämpökattilan sisällä, jolloin se voi lisätä kaasun lämpötilaa kattilassa.

Tässä suoritusmuodossa valvontaa suoritetaan siten kiertokulman (Θ) muuttamiseksi lanssin 2 laskeutumisasen-non mukaisesti. Yksityiskohtaisemmin tarkastellen ajanjak-15 sona, jolloin lanssin kärki kulkee koksimurskan sinkoami-sen alkuasennosta jätelämpökattila-aukon 105 alemman pää-teasennon saavuttamiseen asti, lanssin kiertoasento rajoitetaan noin arvoon 240°, jolloin suuttimen kärki ei tule täysin vastakkain jätelämpökattilan aukon kanssa, ja 20 lanssi saadaan laskeutumaan kääntäen samalla päinvastaiseksi kiertosuunta raja-asennossa. Tämän jälkeen kierto-,, kulma muutetaan arvoon 360° hetkellä, jolloin lanssisuut- ' timen kärkiasento kulkee jätelämpökattila-aukon 105 ala- ’ " pään ohi. Koksi/kaasuvirtaus singotaan ulos kiertämällä ' * 25 samalla jatkuvasti lanssia, ja lanssi laskeutuu edelleen alaspäin. Kohdassa, jossa lanssi saavuttaa laskeutumisensa j alemman raja-asennon, kiertosuuntaa käännetään 360° ja ; lanssi alkaa nousta ylös singoten samalla jatkuvasti ulos koksi/ kaasuvirtausta. Kiertoalue rajoitetaan taas noin 30 arvoon 240° hetkellä, jolloin nousevan lanssin suuttimen kärkiasento ohittaa jätelämpökattila-aukon 105 alapään, ja lanssia nostetaan kääntämällä samalla kiertosuuntaa asen-nossa, jossa kiertoalueen raja saavutetaan. Lanssi saate-taan taas nousemaan ylöspäin ja hetkellä, jolloin lanssin : 35 kärkiasento palaa koksimurskeen sinkoamisen alkuasentoon, 13 1 i iiOV / sinkoaminen keskeytetään ja tanssi vedetään ylös uunin ulkopuolelle .

Keksinnön mukainen uunikerrostuman poistolaite toimii periaatteessa erämäisellä tavalla. Kun yksikköpro-5 sessi, joka alkaa lanssin 2 asetuksesta uuniin koksimurs-keen suihkuttamista varten, loppuu, laite joutuu lepopro-sessin alaiseksi ja tietyn ajanjakson kuluttua prosessi aloitetaan uudelleen asetusjaksolla uunin sisään ja suih-kutuksella.

10 Koksimurskeen pienempi hiukkaskoko johtaa pienem pään inertiaan: vaikka virtausnopeutta lisättäisiin, sin-koamisen aikana koksiin sekoittuisi jätekaasuvirtaus ennen tuloaan uunin seinään ja todennäköisyys sille, että uunin seinää ei saavuteta, on suuri. Siten tässä suoritusmuodos-15 sa koksimurskeen hiukkaskoko on käytännössä noin 2 mm.

Kuitenkin, koska hiukkaskokojakautuma sisältää kooltaan alle 5 mm olevat hiukkaset, puhalletun kiihdytyskaasun virtausnopeus on muuttuva parhaan mahdollisen sinkoamis-nopeuden varmistamiseksi hiukkaskokokoostumuksen mukaisel-20 la tavalla.

Sulaneen pölykerrostuman poistamiseksi ja kasvun ,, estämiseksi keksinnön mukaista uunikerrostuman poistolai- tetta käyttämällä voidaan asettaa käyttöön erilaisia arvo-ja koksimurskeen kulutusta, lanssin 2 kiertonopeutta ja ‘ ’ 25 sen ylös- ja alaspäin kohdistuvan siirron nopeutta varten.

Tämä selostetaan seuraavassa keksinnön erään suoritusesi-• **. merkin avulla.

: Tässä esimerkissä lanssin 2 tyydyttävän käyttöiän varmistamiseksi toimintapolitiikkana oli ylläpitää lyhintä 30 mahdollista uunissaviipymisaikaa, joka vaadittiin lanssin pystysuoraa liikettä ja koksin yksikkösuihkutusta varten. '·' Käytössä oli lanssi, jonka ylös- ja alaspäin tapahtuvan ’.V liikkeen nopeus oli 6 m/min, kiertonopeuden ollessa 8 kierrosta/min, maksimitaso. Singotun koksimurskeen määrä : 35 asetettiin arvoon 600 kg/h sinkoamisen yksikköaikaa kohti » » i4 1Ί l6s’/ ja lanssin viipymäaika uunissa oli 2,5 minuuttia prosessia kohti. Koksimurskeen kulutus asetettiin säätämällä lepo-aika siten, että suihkutusprosessin väliäjät lyhenivät. Aluksi suoritettiin kahdeksan koksisuihkutusjaksoa tunnis-5 sa viiden minuutin lepoajalla koksikulutuksen ollessa 160 kg/h.

Tunnin ajan kestäneen toiminnan jälkeen näissä olosuhteissa liekkisulatusuunin toiminta kuparinsulatusta varten keskeytyi hetkeksi, ja sulaneen pölykerrostuman 10 poistotila havaittiin pystykanavan katon lanssinpistoaukon 112 kautta. Sivuseinään tarttuneen pölyn pintakerros sulatettiin nesteeksi, joka tippui pitkin uunin seinää. Sulanut tila oli hyvin huomattava, joten pelättiin muutoksia uunista poistetun kuonan koostumuksessa. Sen johdosta le-15 poaikaa pidennettiin kymmeneen minuuttiin asti, minkä jälkeen toimintaa jatkettiin. Samalla tavoin liekkisulatusuunin toiminta keskeytettiin lyhyeksi ajaksi taajuudella kerran päivässä pölyn poistotilan jatkuvaksi havaitsemiseksi. Toimimalla näin jatkuvasti kolmen päivän ajan sisä-20 seinään tarttuneen sulaneen pölykerrostuman paksuus, jonka suuruus oli noin 50 cm, vähennettiin noin 10 cm:iin. Tämän jälkeen lepoaikaa pidennettiin noin 30 minuuttiin koksiku-• lutuksella 40 kg/h sulaneen pölykerroksen paksuuden pitä- miseksi noin 10 emissä uuniseinän suojelemista varten.

' 25 Keksinnön mukaisen uunikerrostuman poistolaitteen toiminta ei saa vain aikaan huomattavan vaikutuksen sula-: neen pölykerrostuman poistamiseen, vaan myös muuttaa sula- neen pölyn kuonaksi, joka poistetaan uunin ulkopuolelle kuonan kanssa muodostettuna seoksena, joka on tuotettu ku-30 parin sulatusta varten tarkoitetussa liekkisulatusuunissa. ,··, On siten ollut mahdollista saada aikaan vaikutus, joka es- t * '” tää kuonareiän tukkeutumishaitan tai pohja ylös -ongelman V.* liekkisulatusuunissa, jonka tähän asti sulanut pölykerros- !,,,· tuma on aiheuttanut.

ί 1 . /;,, ι i <„ L· s ι 15

Keksinnön mukaisen edellä selostetun menetelmän ja laitteen, jotka on tarkoitettu poistamaan uunikerrostuma muusta kuin raudasta tehdyssä sulatusuunissa, eri vaiheet käsittävät kärjessään olevalla suihkusuuttimella varuste-5 tun lanssin asettamisen uunin katosta uunin sisään; pel-kistysaineen suihkuttamisen lanssin kärjestä olevasta suihkusuuttimesta kohti pääasiassa oksideja sisältävää sulanutta kerrostumaa, joka on tarttunut muusta kuin raudasta tehdyn sulatusuunin uuniseinäpintaan, kiertämällä 10 lanssia ennalta määrätyllä kulma-alueella ja siirtämällä sitä pystysuorassa suunnassa ennalta määrätyllä alueella; sulaneen kerrostuman pelkistämisen sulamispisteeltään alhaiseksi kuonaksi; kuonan saattamisen virtaamaan; ja kuonan poistamisen yhdessä uunikuonan kanssa uunin ulkopuo-15 lelle. On siten mahdollista poistaa tehokkaasti esimerkiksi kuparin sulatusta varten tarkoitetun liekkisulatusuunin pystykanavaan ja laskeutusosaan tarttunut pölykerrostuma ja valvoa tämän kerrostuman määrää.

t * » > »

Claims (9)

1. Menetelmä uunikerrostuman (106) poistamiseksi muusta kuin raudasta tehdyssä sulatusuunissa (100), 5 tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: kärjessään olevalla suihkusuuttimellä (4) varustetun lanssin (2) asettamisen uunin katosta uunin (100) sisään; pelkistysaineen suihkuttamisen lanssin (2) kärjessä olevasta suihkusuuttimesta (4) kohti pääasiassa okside-10 ja sisältävää kerrostumaa (106), joka on tarttunut muusta kuin raudasta tehdyn sulatusuunin (100) uuniseinäpintaan, kiertämällä lanssia (2) ennalta määrätyllä kulma-alueella ja siirtämällä sitä pystysuorassa suunnassa ennalta määrätyllä alueella; kerrostuman (106) pelkistämisen sulamis-15 pisteeltään alhaiseksi kuonaksi; kuonan saattamisen virtaamaan; ja kuonan poistamisen yhdessä uunikuonan kanssa uunin (100) ulkopuolelle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä uuni-kerrostuman (106) poistamiseksi muusta kuin raudasta teh- 20 dyssä sulatusuunissa (100), tunnettu siitä, että mainittu muusta kuin raudasta tehty sulatusuuni (100) kä-; ’·· sittää kuparin sulatusta varten tarkoitetun liekkisula- . tusuunin, ja että tämän menetelmän tarkoituksena on pois- '"· taa kerrostuma (106), joka on tarttunut tämän liekkisula- '·’ 25 tusuunin laskeutusosan ja pystykanavaosan sisäseinään.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä uuni- < * * kerrostuman (106) poistamiseksi muusta kuin raudasta tehdyssä sulatusuunissa (100), tunnettu siitä, että ,, , pelkistysaineena toimii koksimurske tai hiilipitoisesta • ;* 30 materiaalista tehty jauhe, ja että N2:ta käytetään pneu- maattisena siirtoväliaineena.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä uuni- kerrostuman (106) poistamiseksi muusta kuin raudasta tehdyssä sulatusuunissa (100), tunnettu siitä, että 35 uuniin suihkutetun koksimurskeen tai hiilipitoisen materi- 17 1 Ί ι 6 > /' aalijauheen määrää voidaan säätää suihkun maksimi- ja minimimäärien suhdealueella 10:1 muuttamalla jaksoittaisen suihkun suihkutusaikaa ja suihkutusmäärää yksikkösuihku-tusaikaa kohden, ja että kehäsuihkutuksen aluetta voidaan 5 vapaasti muuttaa alueella 180 - 360°.

5. Laite uunikerrostuman (106) poistamiseksi muusta kuin raudasta tehdyssä sulatusuunissa, tunnettu siitä, että laite käsittää onton lanssin (2), joka voidaan asettaa uunin (100) sisään muusta kuin raudasta tehdyn su- 10 latusuunin katossa olevan reiän (112) kautta; pneumaattisen siirtolaitteen (3) pelkistysaineen syöttämiseksi kohti lanssin (2) yläosaa; lanssin (2) kärkeen liitetyn suih-kusuuttimen (4); pystysuorassa suunnassa liikkuvan vaunun (5); nostokäyttövälineen (10) tämän vaunun (5) pystysuoraa 15 siirtämistä varten; ja kiertokäyttövälineen (8) lanssin (2) kiertämiseksi lanssin akselin ympäri; jolloin, sen jälkeen kun lanssi (2) on asetettu uunin (100) sisään, lanssia (2) kierretään ennalta määrätyllä kulma-alueella kiertämällä sitä yhdessä mainitun nostokäyttövälineen (10) 20 ja kiertokäyttövälineen (8) kanssa, ja sitä siirretään pystysuorassa suunnassa ennalta määrätyllä alueella; jol-" loin samanaikaisesti pelkistysainetta syötetään pneumaat- ·· tisesta siirtolaitteesta (3) lanssiin (2) ja tämä pelkis- tysaine singotaan lanssin (2) kärjessä olevasta suih-;· 25 kusuuttimesta (4) tietyllä tasolla olevalla virtaus- nopeudella pelkistysaineen saattamiseksi saavuttamaan en-naita määrätty kohdeasento.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite uuniker-rostuman (106) poistamiseksi muusta kuin raudasta tehdyssä 30 sulatusuunissa (100), tunnettu siitä, että mainittuna muusta kuin raudasta tehtynä sulatusuunina (100) !/>.’ toimii kuparin sulatusta varten tarkoitettu liekkisula- :tusuuni, ja että lanssi (2) pistetään uunin sisään pysty-kanavaosan katossa olevan avaus/suljentakannella (120) va-; \ 35 rustetun aukon (112) kautta. 18 1 s.'. ö>/

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite uuniker-rostuman (106) poistamiseksi muusta kuin raudasta tehdyssä sulatusuunissa (100) , tunnettu siitä, että pel-kistysaineena toimii koksimurske tai hiilipitoisesta mate- 5 riaalista tehty jauhe, ja että N2:ta käytetään pneumaattisena siirtoväliaineena.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite uuniker-rostuman (106) poistamiseksi muusta kuin raudasta tehdyssä sulatusuunissa (100), tunnettu siitä, että lans- 10 sin (2) yläosa sisältää rakenteen, jossa ensimmäinen putki (2A) kiinnittyy toiseen putkeen (2B); ensimmäisen putken (2A) ollessa liitettynä pelkistysaineen pneumaattiseen siirtolaitteeseen (3) ; ja toisen putken (2B) ollessa liitettynä kantokaasun syöttölaitteeseen (31) virtausnopeuden 15 säätämiseksi suihkutuksen aikana. « * * » · • * 1. fr ·. /

19. I υ ✓ /