RU2383837C1 - Method to cool melting unit and melting unit to this end - Google Patents
Method to cool melting unit and melting unit to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2383837C1 RU2383837C1 RU2008126086/02A RU2008126086A RU2383837C1 RU 2383837 C1 RU2383837 C1 RU 2383837C1 RU 2008126086/02 A RU2008126086/02 A RU 2008126086/02A RU 2008126086 A RU2008126086 A RU 2008126086A RU 2383837 C1 RU2383837 C1 RU 2383837C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melting chamber
- melting
- heat exchanger
- gaseous
- coolant
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к металлургии, а также к области переработки твердых промышленных отходов. Они могут быть использованы для получения черных и цветных металлов из лома, руд металлов и различных промышленных отходов, например шлаков, шламов и пылей. Изобретения также могут быть использованы для получения из промышленных отходов различных строительных материалов: плавленого портландцементного клинкера, всевозможных шлаколитых изделий: труб, желобов, плит и т.д. Возможно использование изобретений для экологически чистого сжигания и переработки твердых коммунальных отходов.The invention relates to metallurgy, as well as to the field of processing of solid industrial waste. They can be used to produce ferrous and non-ferrous metals from scrap, metal ores and various industrial wastes, such as slags, sludges and dusts. The invention can also be used to obtain various industrial materials from industrial wastes: fused Portland cement clinker, all kinds of slag products: pipes, gutters, plates, etc. Perhaps the use of inventions for the environmentally friendly burning and processing of solid municipal waste.
В связи с необходимостью получения высоких температур в рабочем пространстве плавильных агрегатов внутреннюю рабочую поверхность стенок их металлического корпуса приходится защищать от воздействия высокой температуры слоем огнеупорной футеровки. Во время работы плавильного агрегата огнеупорная футеровка корпуса постепенно разрушается под воздействием высокой температуры вследствие химической коррозии и механической эрозии материала огнеупора. Вследствие этого плавильный агрегат не может работать непрерывно, так как его приходится периодически останавливать для ремонта (замены) огнеупорной футеровки. Остановки плавильного агрегата для ремонта футеровки снижают его производительность, ухудшают технико-экономические показатели работы агрегата.Due to the need to obtain high temperatures in the working space of the melting units, the inner working surface of the walls of their metal casing must be protected from high temperature by a layer of refractory lining. During operation of the melting unit, the refractory lining of the body gradually breaks down under the influence of high temperature due to chemical corrosion and mechanical erosion of the material of the refractory. As a result of this, the melting unit cannot operate continuously, since it has to be stopped periodically to repair (replace) the refractory lining. The stops of the melting unit for repairing the lining reduce its productivity, worsen the technical and economic performance of the unit.
Чтобы значительно продлить срок непрерывной работы плавильного агрегата конструкторы и технологи пытаются обеспечить возможность образования гарнисажа (тугоплавкого конгломерата из шихтовых материалов, огнеупорной футеровки, продуктов плавки) на внутренней поверхности стен корпуса агрегата. Для этого необходимо охлаждать стенку корпуса агрегата, интенсивно отводя тепло с ее поверхности.To significantly extend the continuous operation of the melting unit, designers and technologists are trying to ensure the possibility of the formation of a skull (refractory conglomerate from charge materials, refractory lining, melting products) on the inner surface of the walls of the unit body. To do this, it is necessary to cool the wall of the unit body, intensively removing heat from its surface.
Чаще всего для этой цели используют водяное охлаждение стен корпуса плавильного агрегата. Широко применяют водяное охлаждение стен и сводов дуговых сталеплавильных печей [1], плавильных печей цветной металлургии [2], выполняя их полыми. Но вода как теплоноситель для снятия и отвода тепла от рабочей поверхности корпуса плавильного агрегата имеет существенные недостатки:Most often, water cooling of the walls of the case of the melting unit is used for this purpose. Water cooling of walls and arches of arc steelmaking furnaces [1], non-ferrous metallurgy melting furnaces [2] is widely used, performing them hollow. But water as a coolant for removing and removing heat from the working surface of the body of the melting unit has significant disadvantages:
1. В случае местных перегревов отдельных объемов воды, находящихся в охлаждаемой полости, из-за низкой температуры кипения воды (100°С), в этих объемах образуются паровые «пробки», ухудшающие охлаждение корпуса и приводящие к разрушению рабочей стенки корпуса вследствие ее прогорания. Поэтому максимальную температуру охлаждающей воды приходится поддерживать на уровне 45°С, что приводит к очень большому расходу воды (например, для охлаждения современной мощной дуговой печи расходуют более 1000 м3 воды в час).1. In the case of local overheating of individual volumes of water in the cooled cavity, due to the low boiling point of water (100 ° C), steam “plugs” are formed in these volumes, impairing the cooling of the housing and leading to the destruction of the working wall of the housing due to its burning . Therefore, the maximum temperature of the cooling water must be maintained at 45 ° C, which leads to a very large consumption of water (for example, more than 1000 m 3 of water per hour are used to cool a modern powerful arc furnace).
Несмотря на это, срок службы водоохлаждаемых элементов корпуса плавильных печей невелик и при непрерывной работе не превышает 3 месяцев.Despite this, the service life of the water-cooled elements of the body of the melting furnaces is small and does not exceed 3 months during continuous operation.
2. При разрушении (прогорании) стенки водоохлаждаемого элемента вода, попадая в расплавленный шлак или металл, может вызвать взрыв, ведущий к значительным разрушениям агрегата и поражению персонала цеха.2. If the wall of the water-cooled element is destroyed (burned out), water falling into the molten slag or metal can cause an explosion leading to significant damage to the unit and damage to the workshop personnel.
Поэтому в последнее время для охлаждения корпуса плавильного агрегата и создания условий образования гарнисажа на рабочей поверхности стенки корпуса предлагают использовать жидкометаллические теплоносители [3-6]. Применение жидкометаллических теплоносителей для охлаждения корпуса плавильных агрегатов позволяет более надежно и эффективно охлаждать корпус и работать при значительно более высоких температурах теплоносителя. Чаще всего для охлаждения корпуса используют жидкий натрий или его сплав с калием. При использовании натрия в качестве жидкометаллического теплоносителя его рабочая температура в охлаждаемой полости корпуса колеблется в пределах 450-500°С. Благодаря высокой температуре кипения (более 800°С) и высокой теплопроводности натрия исключается возможность образования в полости паровых пробок и прогорания стенки корпуса.Therefore, recently, for the cooling of the case of the melting unit and the creation of conditions for the formation of a skull on the working surface of the body wall, it is proposed to use liquid metal coolants [3-6]. The use of liquid metal coolants for cooling the case of melting units allows more reliable and efficient cooling of the case and work at significantly higher coolant temperatures. Most often, liquid sodium or its alloy with potassium is used to cool the case. When using sodium as a liquid metal coolant, its working temperature in the cooled cavity of the housing ranges from 450-500 ° C. Due to the high boiling point (more than 800 ° C) and high thermal conductivity of sodium, the possibility of the formation of vapor plugs in the cavity and the burning of the body wall is excluded.
При попадании жидкого натрия в расплав взрыв невозможен, происходит лишь окисление натрия до оксида Nа2О.If liquid sodium enters the melt, an explosion is not possible; only sodium is oxidized to oxide Na 2 O.
Но на практике плавильные агрегаты с охлаждением корпуса жидкометаллическими теплоносителями до сих пор не используются, несмотря на их явные преимущества. Причинами этого являются очень сложные конструкции систем охлаждения таких агрегатов, сложные конструкции самих агрегатов и трудности в обслуживании и ремонте таких агрегатов [3-6]. Системы охлаждения предлагаемых агрегатов имеют не менее двух теплообменников, расположенных на некотором расстоянии от плавильного агрегата и соединенных с ним сложной системой металлических трубопроводов, с большим количеством сложных уплотнительных устройств.But in practice, melting units with case cooling with liquid metal coolants are still not used, despite their obvious advantages. The reasons for this are the very complex designs of the cooling systems of such units, the complex designs of the units themselves and the difficulties in maintaining and repairing such units [3-6]. The cooling systems of the proposed units have at least two heat exchangers located at some distance from the melting unit and connected to it by a complex system of metal pipelines, with a large number of complex sealing devices.
В качестве ближайшего аналога заявляемых способа охлаждения корпуса плавильного агрегата и плавильного агрегата для его осуществления заявителем выбраны известные «Способ охлаждения плавильной печи и плавильная печь для его осуществления» (патент RU 2067273) [6].As the closest analogue of the claimed method of cooling the body of the melting unit and the melting unit for its implementation, the applicant selected the well-known "Method of cooling the melting furnace and the melting furnace for its implementation" (patent RU 2067273) [6].
Ближайший аналог содержит способ охлаждения плавильной печи, включающий подачу в зазор выполненного в виде двустенной металлической оболочки с герметичной полостью корпуса печи циркулирующих в системе его охлаждения двух раздельных потоков теплоносителя, один из которых подают по теплообменным трубкам, а другой - поток жидкометаллического теплоносителя - подают вдоль охлаждаемой поверхности корпуса в зоне жидких фаз и в зоне газообразной среды печи с одновременным смыванием им теплообменных трубок. По теплообменным трубкам и вдоль охлаждаемой поверхности корпуса подают одинаковый жидкометаллический теплоноситель (натрий), при этом по теплообменным трубкам теплоноситель подают со скоростью, превышающей скорость подачи омывающего их потока, и оба потока жидкометаллического теплоносителя перемещают в одном направлении.The closest analogue contains a method for cooling a melting furnace, which includes feeding into the gap a two-wall metal shell with a sealed cavity of the furnace body circulating in the cooling system two separate coolant flows, one of which is fed through heat exchange tubes, and the other, a liquid metal coolant stream, is fed along the cooled surface of the housing in the zone of liquid phases and in the zone of the gaseous medium of the furnace with the simultaneous washing off of heat transfer tubes by it. The same liquid metal coolant (sodium) is supplied through the heat exchange tubes and along the cooled surface of the casing, while the heat carrier is supplied through the heat exchange tubes at a speed exceeding the feed rate of the stream washing them, and both flows of the liquid metal coolant are moved in the same direction.
Кроме того, в известном способе предлагают поток жидкометаллического теплоносителя, омывающего теплообменные трубки, подавать под давлением меньшим, чем давление потока в теплообменных трубках, и при температуре, обеспечивающей формирование слоя гарнисажа на поверхности внутренней стенки корпуса, по меньшей мере, в зоне жидких фаз печи.In addition, the known method proposes a flow of a liquid metal coolant washing the heat exchange tubes to be supplied under a pressure lower than the pressure of the flow in the heat transfer tubes, and at a temperature that ensures the formation of a layer of a skull on the surface of the inner wall of the housing, at least in the zone of the liquid phases of the furnace .
Кроме того, в известном способе в зоне газообразной среды печи осуществляют охлаждение соответствующего участка металлического корпуса жидкометаллическим теплоносителем до температуры затвердевания уносимых газообразной средой жидких фаз с последующим осаждением их в зону жидких фаз печи.In addition, in the known method, in the zone of the gaseous medium of the furnace, the corresponding section of the metal body is cooled by the liquid metal coolant to the solidification temperature of the liquid phases carried away by the gaseous medium, followed by their deposition into the zone of the liquid phases of the furnace.
Ближайший аналог также содержит плавильную печь, содержащую двустенный корпус с герметичной полостью между стенками, входным и выходным патрубками, соединенными с системой подачи и отвода контура циркуляции в герметичной полости жидкометаллического теплоносителя для охлаждения корпуса печи, патрубки для подачи в печь топлива, шихты, отвода жидких фаз и газообразной среды. Печь снабжена расположенными в стенках корпуса патрубками с размещенными в них фурмами для подачи кислородосодержащего продукта, корпус выполнен в виде металлической оболочки, которая снабжена установленными внутри нее с зазором относительно стенок теплообменными трубками с системой подачи и отвода дополнительного контура циркуляции в них жидкометаллического теплоносителя и расположенными с возможностью создания перемещения теплоносителя в трубках и в герметичной полости в одном направлении, при этом каждый контур циркуляции жидкометаллического теплоносителя снабжен теплообменным устройством.The closest analogue also contains a melting furnace containing a double-walled case with a sealed cavity between the walls, inlet and outlet nozzles connected to a supply and exhaust system of the circulation circuit in the sealed cavity of the liquid metal coolant for cooling the furnace body, nozzles for supplying fuel, charge, and liquid discharge to the furnace phases and gaseous medium. The furnace is equipped with nozzles located in the walls of the casing with lances for supplying an oxygen-containing product, the casing is made in the form of a metal shell, which is equipped with heat-exchange tubes installed inside it with a gap relative to the walls with a supply and removal system for an additional liquid-metal coolant circulation circuit in them and located the ability to create movement of the coolant in the tubes and in the sealed cavity in one direction, with each fluid circuit ometallicheskogo coolant heat exchange device is provided.
Известные «Способ охлаждения плавильной печи и плавильная печь для его осуществления» имеют следующие существенные недостатки:Known "Method of cooling a melting furnace and a melting furnace for its implementation" have the following significant disadvantages:
1. Наличие контуров вторичного охлаждения жидкометаллического теплоносителя усложняет конструкцию печи, увеличивает ее стоимость и затрудняет осуществление технологических процессов плавки (загрузка шихтовых материалов, контроль параметров и управление процессом плавки), а также усложняет работу персонала, обслуживающего печь.1. The presence of secondary cooling circuits of the liquid metal coolant complicates the design of the furnace, increases its cost and complicates the implementation of technological processes of melting (loading of charge materials, parameter monitoring and control of the melting process), and also complicates the work of personnel serving the furnace.
2. Наличие двух потоков жидкометаллического теплоносителя в охлаждаемой полости между стенками корпуса печи требует обязательного наличия двух раздельно расположенных контуров вторичного охлаждения жидкометаллического теплоносителя и, по крайней мере, двух теплообменников с раздельным регулированием параметров потоков теплоносителя в каждом контуре.2. The presence of two flows of the liquid metal coolant in the cooled cavity between the walls of the furnace body requires the presence of two separately located secondary cooling circuits of the liquid metal coolant and at least two heat exchangers with separate control of the parameters of the coolant flows in each circuit.
3. При сравнительно небольшой тепловой мощности плавильной печи и небольшой величине тепловой мощности, снимаемой теплоносителем (по сравнению с атомным реактором), теплообменник натрий-вода с вторичным теплоносителем водой дорог, сложен в изготовлении и опасен в эксплуатации вследствие возможности взрыва при повреждении теплообменника и попадании натрия в воду или воды в натрий.3. With a relatively small thermal power of the melting furnace and a small amount of thermal power removed by the heat carrier (as compared with a nuclear reactor), the sodium-water heat exchanger with secondary heat carrier water is difficult to manufacture and dangerous in operation due to the possibility of an explosion if the heat exchanger is damaged and sodium to water or water to sodium.
Задачей предлагаемых изобретений является создание непрерывно работающего гарнисажного плавильного агрегата с охлаждением корпуса жидкометаллическим теплоносителем - натрием, более простая и совершенная конструкция которого позволяет устранить недостатки, свойственные ближайшему аналогу, упростить осуществление технологических процессов плавки и контроль их параметров, облегчить и упростить работу обслуживающего персонала.The objective of the proposed invention is the creation of a continuously working skull melting unit with body cooling with a liquid metal coolant - sodium, a simpler and more perfect design of which allows to eliminate the disadvantages inherent in the closest analogue, simplify the implementation of melting processes and control of their parameters, facilitate and simplify the work of maintenance personnel.
Техническим результатом предлагаемых изобретений является устранение недостатков ближайшего и других аналогов, создание более простого и эффективного агрегата, а именно:The technical result of the proposed invention is to eliminate the disadvantages of the closest and other analogues, creating a simpler and more efficient unit, namely:
- отказ от использования двух раздельных потоков жидкометаллического теплоносителя в охлаждаемой полости между стенками корпуса плавильного агрегата;- refusal to use two separate flows of liquid metal coolant in the cooled cavity between the walls of the housing of the melting unit;
- отсутствие конструктивно сложных контуров вторичного охлаждения жидкометаллического теплоносителя;- the lack of structurally complex secondary cooling circuits of the liquid metal coolant;
- применение безопасного и более простого конструктивно теплообменника натрий - газообразное вещество (воздух, азот, инертный газ);- the use of a safer and simpler structurally heat exchanger sodium - a gaseous substance (air, nitrogen, inert gas);
- размещение единственного теплообменника непосредственно на корпусе плавильного агрегата.- placement of a single heat exchanger directly on the body of the melting unit.
Технический результат изобретений направлен на устранение указанных недостатков ближайшего аналога и достигается следующими решениями, объединенными общим изобретательским замыслом.The technical result of the inventions is aimed at eliminating these shortcomings of the closest analogue and is achieved by the following solutions, united by a common inventive concept.
Технический результат обеспечивается тем, что в способе охлаждения корпуса плавильного агрегата, включающем охлаждение промежуточным жидкометаллическим теплоносителем корпуса плавильной камеры, выполненного в виде двустенной металлической оболочки с герметичной полостью, охлаждение промежуточного жидкометаллического теплоносителя вторичным газообразным теплоносителем, проходящим через теплообменник, согласно первому изобретению, холодный газообразный теплоноситель подают с расходом 0,05-0,50 нм3/с на 1 м2 охлаждаемой поверхности плавильной камеры в полость, образованную наружной стенкой корпуса плавильной камеры, служащей внутренней оболочкой теплообменника, и наружной оболочкой теплообменника, размещенного непосредственно на корпусе плавильной камеры и содержащего в торцах патрубки для подачи холодного и отбора нагретого газообразного теплоносителя, при этом холодный вторичный газообразный теплоноситель завихряют в полости теплообменника и подают сначала в объемы теплообменника, прилегающие к участкам корпуса плавильной камеры с наибольшими тепловыми нагрузками, а затем в объемы теплообменника, прилегающие к участкам корпуса плавильной камеры с меньшими тепловыми нагрузками.The technical result is ensured by the fact that in the method of cooling the case of the melting unit, including cooling by an intermediate liquid metal coolant of the body of the melting chamber, made in the form of a double-walled metal shell with an airtight cavity, cooling the intermediate liquid metal heat carrier by a secondary gaseous coolant passing through a heat exchanger according to the first invention, cold gaseous the coolant is fed at a rate of 0.05-0.50 nm 3 / s per 1 m 2 of cooling surface lavatory chamber into the cavity formed by the outer wall of the casing of the melting chamber, which serves as the inner shell of the heat exchanger, and the outer shell of the heat exchanger located directly on the casing of the melting chamber and containing at the ends of the pipe for supplying cold and selection of the heated gaseous heat carrier, while the cold secondary gaseous heat carrier swirls into the cavity of the heat exchanger and is fed first to the volumes of the heat exchanger adjacent to the sections of the body of the melting chamber with the greatest heat Booting and then into the volume of the heat exchanger adjacent to the melting chamber housing portions with smaller heat loads.
Кроме того, в качестве вторичного газообразного теплоносителя используют азот.In addition, nitrogen is used as a secondary gaseous coolant.
Кроме того, в качестве вторичного газообразного теплоносителя используют азот с добавлением 1-50% массовых распыленной воды.In addition, nitrogen is used as a secondary gaseous coolant with the addition of 1-50% by mass of atomized water.
Кроме того, холодный вторичный газообразный теплоноситель подают сначала в объемы теплообменника, прилегающие к участкам корпуса плавильной камеры с наибольшими тепловыми нагрузками, а затем в объемы теплообменника, прилегающие к участкам корпуса плавильной камеры с меньшими тепловыми нагрузками, не менее 2-х раз меняя направление движения вторичного газообразного теплоносителя вдоль корпуса плавильного агрегата.In addition, the cold secondary gaseous coolant is first supplied to the volumes of the heat exchanger adjacent to the sections of the melting chamber body with the highest thermal loads, and then to the volumes of the heat exchanger adjacent to the sections of the melting chamber body with lower thermal loads, changing the direction of motion at least 2 times secondary gaseous coolant along the body of the melting unit.
Кроме того, холодный вторичный газообразный теплоноситель подают раздельно и с разным расходом в объемы теплообменника, прилегающие к участкам стенки плавильной камеры с большими и малыми тепловыми нагрузками, для чего объем теплообменника разделяют перегородкой на соответствующие части.In addition, the cold secondary gaseous heat carrier is supplied separately and with different flow rates to the heat exchanger volumes adjacent to the wall sections of the melting chamber with large and low thermal loads, for which the heat exchanger volume is divided by a partition into corresponding parts.
Кроме того, нагретый в теплообменнике газообразный вторичный теплоноситель используют для сушки и подогрева шихтовых материалов перед загрузкой в плавильный агрегат.In addition, the gaseous secondary coolant heated in the heat exchanger is used for drying and heating the charge materials before loading into the melting unit.
Технический результат обеспечивается также тем, что в плавильном агрегате, содержащем плавильную камеру с полым металлическим корпусом, выполненным в виде двустенной металлической оболочки с герметичной полостью, заполненной промежуточным жидкометаллическим теплоносителем - натрием, теплообменник для охлаждения промежуточного жидкометаллического теплоносителя газообразным вторичным теплоносителем, огнеупорную футеровку ванны расплавленного металла, системы загрузки, нагрева и расплавления шихты, раздельного выпуска металла и шлака, удаления, утилизации тепла и очистки печных газов, согласно второму изобретению, теплообменник для охлаждения промежуточного жидкометаллического теплоносителя газообразным вторичным теплоносителем размещен непосредственно на корпусе плавильной камеры, его наружная оболочка выполнена в виде герметичного металлического цилиндра или его части с патрубками для подачи холодного и отбора нагретого вторичного газообразного теплоносителя, охватывающего плавильную камеру, наружная стенка которой служит внутренней оболочкой теплообменника, и расположенного на расстоянии 50-300 мм по диаметру от наружной стенки плавильной камеры, в полости между наружной стенкой плавильной камеры и наружной оболочкой теплообменника на наружной стенке плавильной камеры закреплены на расстоянии 3-300 мм друг от друга изогнутые медные полосы.The technical result is also ensured by the fact that in a melting unit containing a melting chamber with a hollow metal casing, made in the form of a double-walled metal shell with a sealed cavity filled with an intermediate liquid metal coolant - sodium, a heat exchanger for cooling the intermediate liquid metal coolant with a gaseous secondary coolant, a refractory bath refractory metal systems loading, heating and melting the mixture, separate release of metal and aka, removal, utilization of heat and purification of furnace gases, according to the second invention, a heat exchanger for cooling the intermediate liquid metal coolant with a gaseous secondary coolant is placed directly on the body of the melting chamber, its outer shell is made in the form of a sealed metal cylinder or part thereof with nozzles for supplying cold and selection heated secondary gaseous coolant, covering the melting chamber, the outer wall of which serves as the inner shell of the heat a manner, and located at a distance of 50-300 mm in diameter from the outer wall of the melting chamber, curved copper strips are fixed at a distance of 3-300 mm from each other in the cavity between the outer wall of the melting chamber and the outer shell of the heat exchanger on the outer wall of the melting chamber.
Кроме того, плавильный агрегат имеет отверстие, снабженное охлаждаемым патрубком, через которое газообразные продукты плавки отбирают из плавильной камеры и используют для подогрева шихтовых материалов перед загрузкой в плавильную камеру в специальном подогревателе, причем нагретые шихтовые материалы загружают в плавильную камеру через это же отверстие.In addition, the melting unit has an opening equipped with a cooled pipe through which gaseous melting products are taken from the melting chamber and used to preheat the charge materials before being loaded into the melting chamber in a special heater, the heated charge materials being loaded into the melting chamber through the same opening.
Кроме того, плавильный агрегат имеет отверстие и стыковочное охлаждаемое устройство, через которые газообразные продукты плавки направляют в энергетический котел-утилизатор для утилизации физического и химического тепла газообразных продуктов плавки и получения пара для выработки электроэнергии.In addition, the melting unit has an opening and a cooling docking device through which the gaseous melting products are sent to an energy recovery boiler to recover the physical and chemical heat of the gaseous melting products and generating steam for generating electricity.
Расход газообразного теплоносителя (вторичного) в пределах 0,05-0,50 нм3/с на 1 м2 охлаждаемой поверхности обеспечивает интенсивный отвод тепла с корпуса плавильного агрегата и гарантирует постоянное существование гарнисажа на рабочей поверхности корпуса.The consumption of gaseous coolant (secondary) in the range of 0.05-0.50 nm 3 / s per 1 m 2 of the cooled surface provides intensive heat removal from the casing of the melting unit and ensures the constant existence of a skull on the working surface of the casing.
Минимальный предел расхода газообразного теплоносителя составляет 0,05 нм3/с на 1 м2 охлаждаемой поверхности. Уменьшение расхода вторичного газообразного теплоносителя в теплообменнике по сравнению с величиной 0,05 нм3/с на 1 м2 охлаждаемой поверхности не обеспечивает необходимой интенсивности отвода тепла с корпуса плавильного агрегата и не гарантирует постоянное существование гарнисажа на рабочей поверхности корпуса.The minimum flow rate of the gaseous coolant is 0.05 nm 3 / s per 1 m 2 of the cooled surface. A decrease in the flow rate of the secondary gaseous coolant in the heat exchanger compared with the value of 0.05 nm 3 / s per 1 m 2 of the cooled surface does not provide the necessary intensity of heat removal from the casing of the melting unit and does not guarantee the constant existence of a skull on the working surface of the casing.
Максимальный предел расхода газообразного теплоносителя составляет 0,50 нм3/с на 1 м2 охлаждаемой поверхности. Превышение расхода вторичного газообразного теплоносителя в теплообменнике над величиной 0,50 нм3/с на 1 м2 охлаждаемой поверхности приводит к неоправданному увеличению количества тепла, уходящего из рабочего пространства плавильной камеры в результате охлаждения стен, увеличению расхода топлива и кислорода на плавление шихты, увеличению мощности и стоимости воздуходувки, увеличению эксплуатационных затрат при работе агрегата.The maximum flow rate of the gaseous coolant is 0.50 nm 3 / s per 1 m 2 of the cooled surface. The excess of the flow rate of the secondary gaseous coolant in the heat exchanger over the value of 0.50 nm 3 / s per 1 m 2 of the cooled surface leads to an unjustified increase in the amount of heat leaving the working space of the melting chamber as a result of cooling the walls, an increase in fuel and oxygen consumption for melting the charge, and an increase power and cost of the blower, increase operating costs during operation of the unit.
Подача холодного газообразного теплоносителя с расходом 0,05-0,50 нм3/с наThe supply of cold gaseous coolant with a flow rate of 0.05-0.50 nm 3 / s per
1 м2 охлаждаемой поверхности плавильной камеры в полость, образованную наружной стенкой корпуса плавильной камеры, служащей внутренней оболочкой теплообменника, и наружной оболочкой теплообменника, размещенного непосредственно на корпусе плавильной камеры, и содержащего в торцах патрубки для подачи холодного и отбора нагретого газообразного теплоносителя, обеспечивает не только интенсивный отвод тепла с корпуса плавильного агрегата и гарантирует постоянное существование гарнисажа на рабочей поверхности корпуса, но и позволяет отказаться от конструктивно сложных раздельно расположенных контуров вторичного охлаждения жидкометаллического теплоносителя с раздельным регулированием параметров потоков теплоносителя, снизить стоимость агрегата и облегчить работу персонала по его обслуживанию.1 m 2 of the cooled surface of the melting chamber into the cavity formed by the outer wall of the body of the melting chamber, which serves as the inner shell of the heat exchanger, and the outer shell of the heat exchanger, located directly on the body of the melting chamber, and containing at the ends of the pipe for supplying cold and selection of heated gaseous coolant, does not only intensive heat removal from the casing of the melting unit and guarantees the constant existence of a skull on the working surface of the casing, but also allows opening zatsya from structurally complex contours separately arranged secondary cooling liquid metal coolant with a separate regulation parameters coolant flows, to reduce the unit cost and facilitate the work of personnel for its maintenance.
Завихрение холодного вторичного газообразного теплоносителя в полости теплообменника и подача сначала в объемы теплообменника, прилегающие к участкам корпуса плавильной камеры с наибольшими тепловыми нагрузками, а затем в объемы теплообменника, прилегающие к участкам корпуса плавильной камеры с меньшими тепловыми нагрузками при не менее 2-х изменениях направления движения вторичного газообразного теплоносителя вдоль корпуса плавильной камеры позволяет лучше отводить тепло от корпуса плавильной камеры при меньших расходах газообразного теплоносителя и соответственно меньших эксплуатационных затратах.The swirling of cold secondary gaseous heat carrier in the cavity of the heat exchanger and first supply to the volumes of the heat exchanger adjacent to the sections of the body of the melting chamber with the highest thermal loads, and then to the volumes of the heat exchanger adjacent to the sections of the body of the melting chamber with lower thermal loads with at least 2 changes in direction the movement of the secondary gaseous coolant along the casing of the melting chamber allows you to better remove heat from the casing of the melting chamber at lower gas flow rates znogo coolant and therefore lower operating costs.
Использование в качестве вторичного газообразного теплоносителя азота уменьшает вероятность и скорость развития процесса коррозии внутренних поверхностей теплообменника.The use of nitrogen as a secondary gaseous heat carrier reduces the likelihood and rate of development of the corrosion process on the internal surfaces of the heat exchanger.
Использование в качестве вторичного газообразного теплоносителя азота с добавлением 1-50 мас.% распыленной воды позволяет существенно снизить расход вторичного газообразного теплоносителя, уменьшить производительность и стоимость воздуходувки, соответственно снизить капитальные и эксплуатационные затраты при сооружении и работе агрегата.The use of nitrogen as a secondary gaseous coolant with the addition of 1-50 wt.% Atomized water can significantly reduce the consumption of a secondary gaseous coolant, reduce the productivity and cost of the blower, and accordingly reduce capital and operating costs during the construction and operation of the unit.
Подача холодного вторичного газообразного теплоносителя раздельно и с разным расходом в разделенные перегородкой на соответствующие части объемы теплообменника, прилегающие к участкам корпуса плавильной камеры с большими и малыми тепловыми нагрузками, позволяет лучше отводить тепло от корпуса плавильной камеры, легче регулировать температуру рабочей поверхности стенки плавильной камеры, а также толщину слоя гарнисажа на рабочей поверхности.The supply of cold secondary gaseous heat carrier separately and with different flow rates to the heat exchanger volumes adjacent to sections of the melting chamber body with large and small thermal loads, separated by a baffle plate, allows better heat removal from the melting chamber body, it is easier to regulate the temperature of the working surface of the wall of the melting chamber, as well as the thickness of the layer of the skull on the working surface.
Использование нагретого в теплообменнике вторичного газообразного теплоносителя для сушки и подогрева шихтовых материалов перед загрузкой в плавильный агрегат позволяет повысить суммарный тепловой КПД агрегата, уменьшить расход топлива и кислорода при эксплуатации плавильного агрегата и уменьшить эксплуатационные затраты.The use of a secondary gaseous heat carrier heated in a heat exchanger for drying and heating charge materials before loading into the melting unit allows increasing the total thermal efficiency of the unit, reducing fuel and oxygen consumption during operation of the melting unit, and reducing operating costs.
Размещение теплообменника для охлаждения промежуточного жидкометаллического теплоносителя непосредственно на корпусе плавильной камеры и выполнение его наружной оболочки в виде герметичного металлического цилиндра с патрубками для подачи холодного и отбора нагретого вторичного газообразного теплоносителя, охватывающего плавильную камеру, наружная стенка которой служит внутренней оболочкой теплообменника, позволяет отказаться от конструктивно сложных раздельно расположенных контуров вторичного охлаждения жидкометаллического теплоносителя с раздельным регулированием параметров потоков теплоносителя, упростить конструкцию плавильного агрегата, снизить его стоимость и облегчить работу персонала по обслуживанию агрегата.Placing a heat exchanger for cooling an intermediate liquid metal coolant directly on the body of the melting chamber and performing its outer shell in the form of a sealed metal cylinder with nozzles for supplying cold and selecting a heated secondary gaseous coolant covering the melting chamber, the outer wall of which serves as the inner shell of the heat exchanger, allows you to abandon structurally complex separately located secondary cooling circuits of liquid metal coolant with separate control of the flow parameters of the coolant, simplify the design of the melting unit, reduce its cost and facilitate the work of personnel in maintenance of the unit.
Размещение наружной оболочки теплообменника на расстоянии 50-300 мм по диаметру от наружной стенки плавильной камеры даст возможность получить необходимые размеры внутренней полости теплообменника, позволяющие эффективно отводить тепло от промежуточного жидкометаллического теплоносителя через наружную стенку корпуса плавильной камеры, поддерживать необходимую температуру жидкометаллического теплоносителя и создавать условия для образования гарнисажа на рабочей поверхности корпуса плавильной камеры при разной емкости и производительности агрегата. Если это расстояние будет меньше 50 мм по диаметру, размеры (объем) внутренней полости теплообменника не позволят пропустить через нее необходимое количество вторичного газообразного теплоносителя с нужной скоростью и осуществить эффективный отвод тепла от промежуточного теплоносителя даже при минимально возможной емкости и производительности плавильного агрегата. Если расстояние от наружной оболочки теплообменника до наружной стенки корпуса плавильного агрегата будет больше 300 мм по диаметру, то эффективный отвод тепла от промежуточного жидкометаллического теплоносителя также не удастся осуществить из-за очень большого объема внутренней полости теплообменника и невозможности поддержания необходимой большой скорости потока газообразного вторичного теплоносителя.Placing the outer shell of the heat exchanger at a distance of 50-300 mm in diameter from the outer wall of the melting chamber will make it possible to obtain the necessary dimensions of the inner cavity of the heat exchanger, which can effectively remove heat from the intermediate liquid metal coolant through the outer wall of the housing of the melting chamber, maintain the required temperature of the liquid metal coolant, and create conditions for the formation of a skull on the working surface of the housing of the melting chamber at different capacities and production unit operation. If this distance is less than 50 mm in diameter, the dimensions (volume) of the internal cavity of the heat exchanger will not allow you to pass through it the required amount of secondary gaseous coolant at the required speed and to efficiently remove heat from the intermediate coolant even with the smallest possible capacity and performance of the melting unit. If the distance from the outer shell of the heat exchanger to the outer wall of the casing of the melting unit is more than 300 mm in diameter, then effective heat removal from the intermediate liquid metal coolant will also not be possible due to the very large volume of the internal cavity of the heat exchanger and the inability to maintain the required high flow rate of the gaseous secondary coolant .
Приваренные в полости теплообменника к наружной стенке плавильной камеры на расстоянии 3-300 мм друг от друга изогнутые медные полосы увеличивают теплоотдающую охлаждаемую поверхность и завихряют потоки газообразного вторичного теплоносителя. В результате лучше охлаждается промежуточный жидкометаллический теплоноситель и уменьшается расход газообразного вторичного теплоносителя, снижаются стоимость плавильного агрегата и эксплуатационные затраты во время работы агрегата.Curved copper strips welded in the cavity of the heat exchanger to the outer wall of the melting chamber at a distance of 3-300 mm from each other increase the heat-transferring surface to be cooled and swirl the gaseous secondary coolant flows. As a result, the intermediate liquid metal coolant is better cooled and the consumption of the gaseous secondary coolant is reduced, the cost of the melting unit and operating costs during operation of the unit are reduced.
Расчеты показали, что при расстоянии между приваренными к наружной стенке корпуса агрегата медными полосами менее 3 мм необходимого завихрения потоков и снижения расхода газообразного вторичного теплоносителя не происходит.Calculations showed that when the distance between the copper strips welded to the outer wall of the unit body is less than 3 mm, the necessary swirling of flows and a decrease in the flow rate of the gaseous secondary coolant do not occur.
При расстоянии между приваренными медными полосами более 300 мм увеличение теплоотдающей охлаждаемой поверхности корпуса агрегата недостаточно для эффективного охлаждения корпуса агрегата.When the distance between the welded copper strips is more than 300 mm, an increase in the heat-transferring cooled surface of the unit body is not enough for effective cooling of the unit body.
Использование отобранных из плавильной камеры через специальное отверстие, оформленное охлаждаемым патрубком, газообразных продуктов плавки, имеющих высокую температуру (1850-1900°С) и содержащих значительное количество монооксида углерода СО, для подогрева шихтовых материалов перед загрузкой в плавильную камеру в специальном подогревателе (вращающемся или шахтном) и последующая загрузка нагретых шихтовых материалов в плавильную камеру через то же самое отверстие для отбора газообразных продуктов плавки позволяет уменьшить расход топлива и кислорода для осуществления процесса плавки, существенно снизить эксплуатационные затраты, уменьшить количество пыли, выносимой в газоочистку из плавильной камеры (пыль оседает на шихте, находящейся в подогревателе) и уменьшить количество монооксида углерода СО, выбрасываемого в атмосферу (монооксид углерода дожигается до СO2 в подогревателе).The use of gaseous fusion products having a high temperature (1850-1900 ° C) and containing a significant amount of carbon monoxide, selected from the melting chamber through a special hole decorated with a cooled pipe, for heating the charge materials before loading into the melting chamber in a special heater (rotating or mine) and the subsequent loading of heated charge materials into the melting chamber through the same opening for the selection of gaseous smelting products allows to reduce the consumption of top willow and oxygen for smelting process, significantly reduce operating costs, reduce the amount of dust carried in the gas cleaning from the melting chamber (dust settles on the charge located in the preheater) and reduce the amount of carbon monoxide CO emitted to the atmosphere (carbon monoxide afterburned to CO 2 in the heater).
Использование газообразных продуктов плавки, отбираемых из плавильной камеры и направляемых по стыковочному охлаждаемому устройству в энергетический котел-утилизатор, для выработки пара и электроэнергии позволяет полностью обеспечить собственной дешевой электроэнергией производство кислорода, необходимого для ведения процесса плавки, и все технологические процессы плавильного участка (работу мостовых подъемных кранов, воздуходувки, загрузочных устройств и т.д.).The use of gaseous melting products taken from the smelting chamber and sent through a cooling docking device to an energy recovery boiler to generate steam and electricity allows us to fully provide our own cheap electricity for the production of oxygen, which is necessary for the melting process, and all the technological processes of the melting section (bridge work cranes, blowers, loading devices, etc.).
Ниже приводится описание способа охлаждения корпуса плавильного агрегата и плавильного агрегата для его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.The following is a description of a method for cooling the body of the melting unit and the melting unit for its implementation with reference to the accompanying drawings.
На фиг.1 изображен в изометрии (3D) общий вид плавильной камеры с теплообменником в сборе.Figure 1 shows in isometric (3D) a General view of the melting chamber with a heat exchanger assembly.
На фиг.2 изображен вид спереди плавильной камеры с теплообменником в сборе.Figure 2 shows a front view of the melting chamber with a heat exchanger assembly.
На фиг.3 изображен вид сбоку плавильной камеры с теплообменником в сборе.Figure 3 shows a side view of the melting chamber with the heat exchanger assembly.
На фиг.4 изображен вид сверху плавильной камеры с теплообменником в сборе.Figure 4 shows a top view of the melting chamber with a heat exchanger assembly.
На фиг.5 изображен вид А плавильной камеры с теплообменником в сборе.Figure 5 shows a view A of the melting chamber with the heat exchanger assembly.
На фиг.6 изображен продольный разрез Б-Б плавильной камеры с теплообменником в сборе.Figure 6 shows a longitudinal section bB of the melting chamber with the heat exchanger assembly.
На фиг.7 изображен поперечный разрез В-В плавильной камеры с теплообменником в сборе.7 shows a cross section bb of the melting chamber with the heat exchanger assembly.
На фиг.8 изображен вид В сбоку плавильной камеры без теплообменника.On Fig shows a side view of the melting chamber without a heat exchanger.
На фиг.9 изображен вид сверху Д (повернуто) плавильной камеры без теплообменника.Figure 9 shows a top view D (rotated) of the melting chamber without a heat exchanger.
На фиг.10 изображен вид Б сбоку плавильной камеры без теплообменника.Figure 10 shows a side view B of the melting chamber without a heat exchanger.
На фиг.11 изображен вид Г сбоку плавильной камеры без теплообменника.11 shows a side view G of the melting chamber without a heat exchanger.
На фиг.12 схематично изображена гофрированная медная полоса, которая приваривается к наружной стенке плавильной камеры.On Fig schematically shows a corrugated copper strip, which is welded to the outer wall of the melting chamber.
Способ охлаждения корпуса плавильного агрегата включает охлаждение корпуса плавильной камеры 1, выполненного в виде двустенной металлической оболочки с герметичной полостью, промежуточным жидкометаллическим теплоносителем и охлаждение промежуточного жидкометаллического теплоносителя вторичным газообразным теплоносителем, проходящим через теплообменник 2.The method of cooling the body of the melting unit includes cooling the body of the
Холодный газообразный теплоноситель подают с расходом 0,05-0,50 нм3/с на 1 м2 охлаждаемой поверхности плавильной камеры 1 в полость, образованную наружной стенкой корпуса плавильной камеры 1, служащей внутренней оболочкой теплообменника 2, и наружной оболочкой теплообменника 2, размещенного непосредственно на корпусе плавильной камеры 1 и содержащего в торцах патрубки для подачи холодного и отбора нагретого газообразного теплоносителя. Холодный вторичный газообразный теплоноситель завихряют в полости теплообменника 2 и подают сначала в объемы теплообменника 2, прилегающие к участкам корпуса плавильной камеры 1 с наибольшими тепловыми нагрузками, а затем в объемы теплообменника, прилегающие к участкам корпуса плавильной камеры с меньшими тепловыми нагрузками.Cold gaseous heat carrier is supplied with a flow rate of 0.05-0.50 nm 3 / s per 1 m 2 of the cooled surface of the
В качестве вторичного газообразного теплоносителя используют азот с добавлением 1-50 мас.% распыленной воды. Меняют направление движения вторичного газообразного теплоносителя вдоль корпуса плавильной камеры не менее 2-х раз. Холодный вторичный газообразный теплоноситель подают раздельно и с разным расходом в объемы теплообменника, прилегающие к участкам корпуса плавильной камеры с большими и малыми тепловыми нагрузками, для этого объем теплообменника разделяют перегородкой на соответствующие части.Nitrogen with the addition of 1-50 wt.% Atomized water is used as a secondary gaseous coolant. Change the direction of movement of the secondary gaseous coolant along the body of the melting chamber at least 2 times. Cold secondary gaseous coolant is supplied separately and with different flow rates to the heat exchanger volumes adjacent to sections of the melting chamber body with large and low thermal loads, for this the heat exchanger volume is divided by a partition into the corresponding parts.
Нагретый в теплообменнике вторичный газообразный теплоноситель используют для сушки и подогрева шихтовых материалов перед загрузкой в плавильный агрегат.The secondary gaseous heat carrier heated in the heat exchanger is used for drying and heating the charge materials before loading it into the melting unit.
Плавильный агрегат содержит плавильную камеру 1 с полым металлическим корпусом, выполненным в виде металлической оболочки с герметичной полостью, заполненной жидкометаллическим теплоносителем - натрием. Непосредственно на корпусе плавильной камеры 1 размещен теплообменник 2. Теплообменник 2 предназначен для охлаждения промежуточного жидкометаллического теплоносителя газообразным вторичным теплоносителем. Плавильный агрегат также содержит огнеупорную футеровку ванны расплавленного металла, устройства загрузки, нагрева и расплавления шихты, раздельного выпуска металла и шлака, удаления, утилизации тепла и очистки печных газов.The melting unit comprises a
Корпус плавильной камеры 1 выполнен в виде герметичной двустенной (стенки 16, 17) металлической оболочки и имеет следующие отверстия, оформленные охлаждаемыми патрубками:The body of the
4 - для отбора газообразных продуктов плавки и загрузки шихты;4 - for the selection of gaseous products of melting and loading the mixture;
5 - для размещения топливокислородных (газокислородных) горелок;5 - for placement of fuel-oxygen (gas-oxygen) burners;
6 - для установки инжекторов;6 - for installation of injectors;
7 - для выпуска расплавленного металла;7 - for the release of molten metal;
8 - для выпуска расплавленного шлака;8 - for the release of molten slag;
9 - для размещения термопары, измеряющей температуру жидкометаллического теплоносителя;9 - to place a thermocouple measuring the temperature of the liquid metal coolant;
10 - патрубок, соединяющий полость корпуса с буферным баком для жидкометаллического теплоносителя;10 - pipe connecting the body cavity with a buffer tank for a liquid metal coolant;
11 - патрубок дренажный;11 - drainage pipe;
12 - для отбора проб шлака и измерения температуры расплава;12 - for sampling slag and measuring the temperature of the melt;
13 - для смотрового отверстия.13 - for the inspection hole.
Патрубок 4 через переходное устройство соединен с подогревателем шихты (не показан). Через этот патрубок 4 газообразные продукты плавки отбираются из плавильной камеры 1, направляются в подогреватель шихты, подогретая шихта загружается в плавильную камеру 1.The
В патрубках 5 установлены газокислородные горелки для нагрева (не показаны), плавления шихтовых материалов и осуществления необходимых химических реакций в расплаве.In the
В патрубках 6 размещены инжекторы (не показаны) для вдувания в расплав в токе подогретого газа пылевидных материалов, в том числе пыли, уловленной газоочисткой.In
В патрубке 7 выполнено из огнеупорных материалов выпускное отверстие 7 с запорным устройством для слива из непрерывно работающего агрегата избыточного количества расплавленного металла (металлическая летка).In the
В патрубке 8 оформлено отверстие 8 для слива из агрегата избыточного количества расплавленного шлака (шлаковая летка) с запорным устройством.In the
В патрубке 9 размещена термопара (не показана) для контроля температуры жидкометаллического теплоносителя (натрия) во время работы плавильного агрегата.In the
Патрубок 10 связывает заполненную жидкометаллическим теплоносителем полость между стенками плавильной камеры 1 с буферным баком (не показан), куда при нагреве и расширении перемещается часть жидкометаллического теплоносителя из плавильной камеры 1 и откуда при охлаждении и уменьшении объема жидкометаллического носителя пополняется объем жидкометаллического теплоносителя в полости между стенками плавильной камеры 1.The
Отверстие 11, оформленное дренажным патрубком 11, предназначено для слива жидкометаллического теплоносителя из полости между стенками 16, 17 плавильной камеры 1 в резервную емкость при аварийных и длительных плановых остановках плавильного агрегата, а также заполнения натрием полости между стенками 16, 17 плавильной камеры в процессе запуска агрегата.The
В патрубке 12 размещено устройство для периодического замера температуры расплава и отбора проб расплавленного шлака для анализа его химического состава.In the
В патрубке 13 размещено смотровое отверстие для визуального наблюдения за процессами, протекающими в плавильной камере.In the
Наружная оболочка теплообменника 2 для охлаждения промежуточного жидкометаллического теплоносителя газообразным вторичным теплоносителем размещена непосредственно на корпусе плавильной камеры 1, изготовлена в виде герметичного металлического цилиндра с размещенными в торцах теплообменника 2 патрубком 14 для подачи холодного и патрубками 15 для отбора нагретого вторичного газообразного теплоносителя, охватывающего плавильную камеру 1. Наружная стенка 16 плавильной камеры 1 служит внутренней оболочкой теплообменника 2 и расположена на расстоянии 200 мм по диаметру от наружной стенки плавильной камеры 1.The outer shell of the
В полости между наружной стенкой 16 плавильной камеры и наружной оболочкой теплообменника 2 к наружной стенке плавильной камеры приварены на расстоянии 50 мм друг от друга изогнутые (гофрированные) медные полосы 18, увеличивающие теплоотдающую охлаждаемую поверхность и завихряющие потоки вторичного газообразного теплоносителя (фиг.6, 7, 8, 9, 10, 11).In the cavity between the
В верхнюю часть теплообменника, прилегающую к участкам корпуса с большими тепловыми нагрузками, подается холодный газообразный теплоноситель с большим расходом через патрубки большого диаметра. В нижнюю часть, прилегающую к участкам корпуса с меньшими тепловыми нагрузками, холодный газообразный теплоноситель подают отдельно через патрубки меньшего диаметра и с меньшим расходом.In the upper part of the heat exchanger adjacent to parts of the casing with high thermal loads, cold gaseous coolant with high flow rate is supplied through large diameter pipes. In the lower part adjacent to parts of the casing with lower thermal loads, cold gaseous coolant is supplied separately through pipes of a smaller diameter and with a lower flow rate.
Зона нахождения расплавленного металла, накапливающегося в нижней части плавильной камеры, футерована огнеупорным кирпичом 3, например кирпичом из плавленого периклаза (фиг.6, 7).The zone of molten metal accumulating in the lower part of the melting chamber is lined with
Способ охлаждения корпуса плавильного агрегата и плавильный агрегат для его осуществления работают следующим образом.The method of cooling the housing of the melting unit and the melting unit for its implementation are as follows.
Разогрев корпуса плавильной печи осуществляют, включив газокислородные горелки, установленные в патрубках 5, на пониженную мощность, сжигая природный газ в атмосфере кислорода. При разогреве стенок корпуса до 230-250°С включают систему разогрева жидкометаллического теплоносителя в резервной емкости и закачивают жидкометаллический теплоноситель (натрий) в полость между стенками 16, 17 корпуса плавильной камеры 1 через дренажный патрубок 11. После заполнения полости жидкометаллическим теплоносителем увеличивают подачу газа и кислорода в газокислородные горелки, затем начинают подавать холодный газообразный теплоноситель в полость теплообменника.The heating of the body of the melting furnace is carried out by turning on the gas-oxygen burners installed in the
Далее в плавильную камеру загружают через отверстие 4 для отбора газообразных продуктов плавки легкоплавкий металлосодержащий материал, например чугунную стружку, с целью заполнить объем металлической ванны и предохранить ее огнеупорную футеровку 3 от разрушения расплавленным шлаком. После заполнения футерованной части плавильной камеры металлическим расплавом в плавильную камеру через устройство подогрева шихты начинают загрузку шихты стандартного состава, включив газокислородные горелки на номинальную мощность и направив в устройство подогрева шихты расчетное количество газообразных продуктов плавки. Плавильный агрегат переходит на непрерывный режим работы. После заполнения расчетного объема шлаковой ванны открывается шлаковая летка 8, через которую шлак сливается непрерывно из камеры и по желобу направляется в установку грануляции шлака. Скорость отбора шлака согласуется со скоростью загрузки шихтовых материалов таким образом, чтобы уровень шлакового расплава в плавильной камере оставался постоянным или колебался незначительно.Next, a fusible metal-containing material, for example cast iron shavings, is loaded into the melting chamber through the
Металлический расплав, накопившийся на поду плавильной камеры, периодически сливают из нее через металлическую летку 7 по футерованному сифонному желобу в разливочный ковш в таком количестве, чтобы уровень металлического расплава не понижался более чем на 100-150 мм.The metal melt accumulated on the hearth of the melting chamber is periodically drained from it through a
Пыль, уловленная в газоочистке, через инжекторы 6 вдувается в шлаковый расплав, находящийся в плавильной камере.The dust captured in the gas purification is injected through the
В результате интенсивного отвода тепла от внутренней рабочей стенки 17 корпуса плавильной камеры 1 жидкометаллическим теплоносителем на ее поверхности в зоне нахождения шлакового расплава и в свободном пространстве над расплавом образуется слой гарнисажа, надежно защищающий внутреннюю рабочую стенку корпуса от разрушения. В зоне нахождения шлакового расплава гарнисаж образуется из шлака, температура плавления которого колеблется в пределах 1300-1500°С в зависимости от состава. В свободном пространстве гарнисаж на поверхности внутренней стенки корпуса плавильной камеры образуется из частиц разбрызгиваемого факелами горелок шлакового расплава и мелких частиц шихтовых материалов, доставляемых туда потоками газообразных продуктов плавки. Образование гарнисажа на рабочей поверхности внутренней стенки плавильной камеры обеспечивает возможность длительной непрерывной работы плавильного агрегата без остановок на ремонт футеровки при различных вариантах применения агрегата и разных составах шихтовых материалов.As a result of intensive heat removal from the inner working
Таким образом, предлагаемые изобретения позволяют реализовать длительный непрерывный процесс плавления различных шихтовых материалов без остановок плавильного агрегата для ремонта футеровки и существенно снизить эксплуатационные затраты при различных технологических процессах, осуществляемых в агрегате.Thus, the proposed invention allows to realize a long continuous process of melting various charge materials without stopping the melting unit for repairing the lining and significantly reduce operating costs during various technological processes carried out in the unit.
Источники информацииInformation sources
1. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали. - М.: Мир, 2003. 526 с.1. Kudrin V.A. Theory and technology of steel production. - M .: Mir, 2003.526 s.
2. Уткин Н.И. Производство цветных металлов. - М.: Интермет Инжиниринг, 2004. 442 с.2. Utkin N.I. Non-ferrous metal production. - M .: Intermet Engineering, 2004.442 s.
3. Патент Великобритания №1566980, кл. F27D 1/12, 1980.3. UK patent No. 1566980, cl.
4. Патент США №4913734, кл. F27В 11/08, 1990.4. US Patent No. 4913734, cl.
5. Патент США №3735010, кл. F27D 1/12, 1973.5. US patent No. 3735010, CL.
6. Патент RU 2067273 «Способ охлаждения плавильной печи и плавильная печь для его осуществления». Авторы Белинский B.C., Борисов В.В., Олейчик В.И., Поплавский В.М., Денисов В.В., Решетов О.И., Решетин А.С., Олейчик И.В., Кравченко И.Н. Патентообладатель АО «Технолига».6. Patent RU 2067273 "Method for cooling a melting furnace and a melting furnace for its implementation." Authors Belinsky BC, Borisov V.V., Oleichik V.I., Poplavsky V.M., Denisov V.V., Reshetov O.I., Reshetin A.S., Oleichik I.V., Kravchenko I.N. . Patent holder of JSC "Technoliga".
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008126086/02A RU2383837C1 (en) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | Method to cool melting unit and melting unit to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008126086/02A RU2383837C1 (en) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | Method to cool melting unit and melting unit to this end |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008126086A RU2008126086A (en) | 2010-01-10 |
| RU2383837C1 true RU2383837C1 (en) | 2010-03-10 |
Family
ID=41643605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008126086/02A RU2383837C1 (en) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | Method to cool melting unit and melting unit to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2383837C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014129921A1 (en) | 2013-02-21 | 2014-08-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Method for cooling housing of melting unit and melting unit |
| WO2015038027A1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Melting unit |
| RU2660486C1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-07-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Method for continuous purification of liquid sodium used as coolant in primary cooling system of melting unit |
| RU2690878C1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-06-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Melting unit for processing solid industrial and household wastes with liquid sodium purification device |
| RU224035U1 (en) * | 2023-09-13 | 2024-03-13 | Юрий Яковлевич Головачев | Adjustable heat exchanger with intermediate liquid metal coolant |
-
2008
- 2008-06-26 RU RU2008126086/02A patent/RU2383837C1/en active
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014129921A1 (en) | 2013-02-21 | 2014-08-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Method for cooling housing of melting unit and melting unit |
| EP2960608A4 (en) * | 2013-02-21 | 2016-11-09 | Obchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostju Promishlennaja Kompanija Tehnologija Metallov | Method for cooling housing of melting unit and melting unit |
| RU2617071C2 (en) * | 2013-02-21 | 2017-04-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Method of cooling melting unit housing and melting unit for its implementation |
| WO2015038027A1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Melting unit |
| RU2590733C2 (en) * | 2013-09-16 | 2016-07-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Melting unit |
| RU2660486C1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-07-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Method for continuous purification of liquid sodium used as coolant in primary cooling system of melting unit |
| RU2690878C1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-06-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Melting unit for processing solid industrial and household wastes with liquid sodium purification device |
| RU224035U1 (en) * | 2023-09-13 | 2024-03-13 | Юрий Яковлевич Головачев | Adjustable heat exchanger with intermediate liquid metal coolant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008126086A (en) | 2010-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2066455C (en) | Top submerged injection with a shrouded lance | |
| RU2383837C1 (en) | Method to cool melting unit and melting unit to this end | |
| JPH01201428A (en) | Method and apparatus for melting metal scrap | |
| EP3077552B1 (en) | Smelting process and apparatus | |
| JP5726614B2 (en) | Refractory brick cooling structure and method for converter | |
| KR100823014B1 (en) | Tap hole cooling structure | |
| CN212720899U (en) | Furnace body structure of ore-smelting electric furnace | |
| CN202465761U (en) | Discharge opening | |
| CN101900491A (en) | Cooling water jacket, preparation method thereof and high temperature smelting equipment with same | |
| KR101242575B1 (en) | The melting furnace which comprises a cooling equipment for slag discharging hole | |
| RU2617071C2 (en) | Method of cooling melting unit housing and melting unit for its implementation | |
| RU2067273C1 (en) | Method of cooling melting furnace and melting furnace, being cooled | |
| CN102788363A (en) | Waste heat boiler used for scrap copper smelting furnace | |
| RU2590733C2 (en) | Melting unit | |
| CN201440041U (en) | Cooling water jacket for high-temperature smelting unit and high-temperature smelting unit with cooling water jacket | |
| CN106352707A (en) | Oil-water cooling spraying gun system and cooling method of top-blowing type melting pool smelting furnace | |
| JPS6047513B2 (en) | Water cooling structure of furnace wall | |
| CN106350629B (en) | A kind of guard method of HIsmelt techniques melting and reducing inner lining of furnace | |
| KR100771662B1 (en) | Melting furnace device | |
| CN219810270U (en) | Furnace wall and solid waste gas melting furnace | |
| JP2000283425A (en) | Slag hole | |
| CN201731763U (en) | Electric furnace with self-protection furnace wall | |
| AU640955B2 (en) | Top submerged injection with a shrouded lance | |
| Roy et al. | Improving Health and Productivity of Calcining Kiln Through Several Innovations in Refractory Maintenance Practices at Rourkela Steel Plant | |
| JP3857089B2 (en) | Ash melting treatment method and ash melting treatment apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100521 |