RU2194932C1 - Огнеупорная насадка газовой вагранки - Google Patents
Огнеупорная насадка газовой вагранки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2194932C1 RU2194932C1 RU2001114598A RU2001114598A RU2194932C1 RU 2194932 C1 RU2194932 C1 RU 2194932C1 RU 2001114598 A RU2001114598 A RU 2001114598A RU 2001114598 A RU2001114598 A RU 2001114598A RU 2194932 C1 RU2194932 C1 RU 2194932C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- schungite
- nozzle
- refractory
- carbon
- layer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к литейному производству. Огнеупорная насадка газовой вагранки включает высокоглиноземистый и шамотный огнеупоры и углеродсодержащий материал, которые расположены послойно, причем углеродсодержащий материал, например природный минерал шунгит - в нижней части горна от его дна до уровня туннелей газовых горелок, а огнеупоры - на упомянутом слое шунгита до верхнего среза горна, при этом соотношение высоты слоя шунгита h1 и высоты слоя огнеупоров h2 выдержано в пределах h1/h2= 0,6-0,8. Использование огнеупорной насадки обеспечивает получение чугуна с высоким содержанием углерода и с высокой температурой. Себестоимость чугуна за счет использования дешевого шунгита снижается в 1,1-1,2 раза. 1 табл., 3 ил.
Description
Изобретение относится к области литейного производства и черной металлургии, точнее к процессам плавки чугуна в вагранках, в частности к огнеупорным насадкам газовых вагранок.
Известна огнеупорная насадка, состоящая из боя высокоглиноземистого огнеупора и углеродсодержащего материала, например электродного боя. Недостатком известной насадки является ее спекание при производстве длительных плавок. Причиной спекания является наличие в шлаковой связке твердых частиц муллита и анортита, которые придают связке большую вязкость. Связка концентрируется в проходах между насадочными телами и в конечном итоге застывает.
Кроме того, насадка указанного состава имеет большую стоимость, в связи с чем плавка становится экономически невыгодной. Оба материала насадки, и особенно электродный бой, являются дорогостоящими и дефицитными. Стоимость электродного боя достигла 25-30 тыс. руб. за тонну. Процесс науглероживания чугуна в насадке известного состава идет неэффективно в связи с малой площадью поверхности карбюризатора, недостаточно активным науглероживанием чугуна в верхней части насадки, где металл имеет низкую температуру, и стохастическим характером встречи капель и струй металла с карбюризатором.
Наиболее близким решением по технической сущности к достигаемому техническому результату является огнеупорная насадка, состоящая из боя высокоглиноземистых огнеупоров и кокса, или древесного угля, пропитанных высокоогнеупорным бетоном с борной кислотой для повышения стойкости насадки (патент RU 2137845 С1, C 21 C 1/08, 1999).
Указанная насадка однако не устраняет отмеченные выше недостатки: по-прежнему остается возможность спекания насадки, эффективность науглероживания чугуна еще более снижается, так как поверхность карбюризатора пропитана бетоном и контакт металла и углерода затруднен. Кроме того, предложенная насадка имеет высокую стоимость, так как требует дополнительных затрат на обработку карбюризатора бетоном.
Целью настоящего изобретения является разработка такой огнеупорной насадки, которая обеспечивала бы повышение степени науглероживания чугуна при обеспечении экономически выгодных затрат на насадку.
Технический результат достигается тем, что в огнеупорную насадку, содержащую высокоглиноземистые огнеупоры и углеродсодержащий материал, дополнительно введены шамотные огнеупоры и в качестве углеродсодержащего материала - шунгит, при этом слой шунгита расположен в нижней части горна вагранки от его дна до уровня туннелей газовых горелок, слой смеси высокоглиноземистых и шамотных огнеупоров размещен на слое шунгита до верхнего среза горна, а соотношение высоты слоя шунгита h1 и высоты смеси огнеупоров h2 составляет h1/h2=0,6...0,8.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена схема газовой вагранки, на фиг.2 - схема известной насадки, на фиг.3 - схема предлагаемой насадки.
Газовая вагранка состоит из горна 1, шахты 2, копильника 3 и опорной части 4. Копильник 3 соединен с горном 1 переходной леткой 5. В горне 1 смонтированы газовые горелки 6 с трубопроводами 7, 8 для подачи газа и воздуха в горелки 6. В копильнике 3 смонтирован желоб 9 для слива металла в ковш и шлаковая летка 10 для скачивания шлака.
Горн вагранки заполнен огнеупорной насадкой, состоящей из кусковых материалов: огнеупоров и карбюризатора.
Работа газовой вагранки заключается в расплавлении твердой шихты в шахте 2 и в перегреве, раскислении и науглероживании жидкого металла в огнеупорной насадке 11.
Насадка вагранки возводится путем послойной загрузки заранее вымеренных объемов насадочных тел. Сначала загружают углеродсодержащий материал на высоту до уровня туннелей газовых горелок, в качестве которого использован шунгит - минеральное вещество, состоящее из аморфного углерода, сильнодиспергированного графита и окиси кремния. Шунгит содержит до 90% углерода (обычно 30-40%). Стоимость шунгита - 500-600 руб./т, что примерно в 50 раз дешевле электродного боя.
Затем на упомянутый слой шунгита загружают порцию равномерноперемешанных шамотного и высокоглиноземистого огнеупоров на высоту до среза горна. Объемы огнеупорных и углеродсодержащих веществ рассчитывают так, чтобы соотношение высоты слоя шунгита h1 и высоты слоя огнеупоров h2 было равно 0,6...0,8.
Огнеупорная насадка газовой вагранки работает следующим образом. Продукты сгорания природного газа интенсивно разогревают поверхность насадочных тел до температуры 1650-1700oС. При стекании жидкого металла по поверхности насадочных тел происходят процессы перегрева, раскисления и науглероживания чугуна.
В отличие от известной насадки, где все процессы идут параллельно, в предлагаемой насадке процессы идут последовательно и с более высокой интенсивностью. Сначала в верхней части насадки происходит процесс перегрева металла. Перегрев идет интенсивнее, чем в известной насадке, так как температура в верхней части насадки выше, чем в прототипе. Это объясняется отсутствием в верхней части насадки карбюризатора, который может снижать температуру газов за счет эндотермической реакции восстановления продуктов сгорания газа углеродом карбюризатора. В связи с этим температура металла на выходе из огнеупорного слоя достигает 1520-1550oС.
Высокоперегретый металл далее поступает в нижний слой насадки, где при контакте с шунгитом происходит раскисление и науглероживание чугуна. Процессы в слое шунгита интесивнее, чем в известной насадке, что объясняется следующим.
а) Благодаря более высокой температуре чугуна, поступающего в нижний слой насадки, коэффициент диффузии углерода и коэффициент его усвояемости жидким металлом увеличиваются, что способствует интенсификации науглероживания.
б) Так как карбюризатор в насадке сконцентрирован компактно в виде слоя то вероятность встречи металла с кусками карбюризатора в отличие от известной насадки достигает 100%, что также способствует повышению процесса науглероживания.
в) В предлагаемой насадке при слоевом расположении карбюризатора увеличивается активная площадь контакта жидкого металла с поверхностью шунгита. Практически весь нижний слой заполняется жидким металлом, в результате чего процесс науглероживания интенсифицируется.
г) Время контакта металла и карбюризатора в слое увеличивается, что также способствует повышению степени усвоения углерода.
В совокупности п. п.а-г обеспечивается эффективное протекание процесса науглероживания. Содержание углерода в чугуне может быть повышено до 3,6... 3,7%.
Приведенное в заявке соотношение высоты слоя шунгита h1 и высоты слоя огнеупоров h2, равное 0,6...0,8, является оптимальным, так как при выходе из приведенных значений процесс плавки менее эффективен.
а) При h1/h2<0,6 высота слоя шунгита будет недостаточна для эффективного протекания процесса науглероживания, так как при этом уменьшаются количество углерода в слое, а также время и площадь контакта металла и карбюризатора.
б) При h1/h2>0,8 верхний уровень слоя карбюризатора будет превышать уровень горелочных туннелей, и продукты сгорания будут интенсивно реагировать с углеродом карбюризатора по эндотермическим реакциям, что приведет к снижению температуры насадочных тел и снижению эффективности науглероживания.
В таблице приведены результаты сравнительных плавок чугуна на известной насадке со смешанным расположением компонентов и на предлагаемой со слоевым расположением шунгита.
Из приведенных данных видно, что предлагаемая насадка обеспечивает повышение содержания углерода в чугуне, увеличение температуры металла и снижение стоимости насадки. Кроме того, насадка обеспечивает длительную работу вагранки без спекания насадочных тел. Это обеспечивается введением в состав насадки шамотных огнеупоров, которые снижают вязкость образующегося шлака и беспрепятственный сход его из насадки в копильник.
Claims (1)
- Огнеупорная насадка газовой вагранки, содержащая высокоглиноземистые огнеупоры и углеродсодержащий материал, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит шамотные огнеупоры и в качестве углеродсодержащего материала - шунгит, при этом слой шунгита расположен в нижней части горна вагранки от его дна до уровня туннелей газовых горелок, слой смеси высокоглиноземистых и шамотных огнеупоров размещен на слое шунгита до верхнего среза горна, а соотношение высоты слоя шунгита h1 и высоты смеси огнеупоров h2 составляет h1/h2= 0,6-0,8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001114598A RU2194932C1 (ru) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | Огнеупорная насадка газовой вагранки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001114598A RU2194932C1 (ru) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | Огнеупорная насадка газовой вагранки |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2194932C1 true RU2194932C1 (ru) | 2002-12-20 |
RU2001114598A RU2001114598A (ru) | 2003-02-27 |
Family
ID=20250156
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001114598A RU2194932C1 (ru) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | Огнеупорная насадка газовой вагранки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2194932C1 (ru) |
-
2001
- 2001-05-28 RU RU2001114598A patent/RU2194932C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4790516A (en) | Reactor for iron making | |
US4874427A (en) | Methods for melting and refining a powdery ore containing metal oxides | |
CN101649366B (zh) | 熔融还原炼铁的电弧炉装置 | |
CN1088620A (zh) | 炼钢方法 | |
KR930009968B1 (ko) | 용해로에 의한 제철법 | |
RU2127321C1 (ru) | Способ получения стали и устройство для его осуществления | |
KR930009970B1 (ko) | 집괴(潗塊)나 광석으로부터 철 및 다른 금속을 제련하는 용광로 | |
US5423951A (en) | Process of continuously making coke of high density and strength | |
CN1312863A (zh) | 含油和铁氧化物的残余物的热处理方法 | |
US3702182A (en) | Melting of iron | |
US3418108A (en) | Externally fired cupola furnace and method of operation thereof | |
CN1128231C (zh) | 在多级炉中直接还原铁的制造工艺 | |
RU2403289C2 (ru) | Способ отделения металлического железа от оксида | |
RU2194932C1 (ru) | Огнеупорная насадка газовой вагранки | |
US4414026A (en) | Method for the production of ferrochromium | |
US3167420A (en) | Production of metals or alloys from ores | |
CN1742102B (zh) | 生产铁的改进熔炼方法 | |
CN1312862A (zh) | 含重金属和铁氧化物的残余物的热处理方法 | |
US6447713B1 (en) | Rotating-hearth furnace for reduction of metallic oxides | |
RU2678557C2 (ru) | Металлургическая печь | |
JPS61104013A (ja) | 溶融鋼からみ中に含有されている鉄の回収方法 | |
RU2006114771A (ru) | Способ и устройство для получения расплавленного железа | |
US2643185A (en) | Cupola melting of cast iron | |
US3471283A (en) | Reduction of iron ore | |
RU2186122C1 (ru) | Огнеупорная насадка газовой вагранки |