RU2434744C2 - Method of powder cutting of refractory material and device to this end - Google Patents
Method of powder cutting of refractory material and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2434744C2 RU2434744C2 RU2010100297/02A RU2010100297A RU2434744C2 RU 2434744 C2 RU2434744 C2 RU 2434744C2 RU 2010100297/02 A RU2010100297/02 A RU 2010100297/02A RU 2010100297 A RU2010100297 A RU 2010100297A RU 2434744 C2 RU2434744 C2 RU 2434744C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxygen
- injector
- feeder
- mixture
- refractory
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам горячего ремонта огнеупорной кладки печей, и может быть использовано в любой другой отрасли промышленности для кислородно-флюсовой резки неметаллических материалов.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to methods for hot repair of refractory masonry furnaces, and can be used in any other industry for oxygen-flux cutting of non-metallic materials.
Известны способы кислородно-флюсовой или термитной резки бетона и железобетона, которые работают по схеме с внешней подачей флюса к резаку. Флюс к резаку в этих способах подается сжатым воздухом или, например, азотом, а в качестве расходных материалов, например, в установке УКФР-6М используются: горючий газ - пропан-бутан или метан; окислитель - кислород; флюсонесущий газ (газ-носитель) - осушенный и обезжиренный воздух по ГОСТ 17433-80 (от компрессора) или азот; флюс - железный порошок марки ПЖВ или ПЖР ГОСТ 9849-86 с частицами 120-180 мкм. Кроме того, также способы использованы в установках «ДОНМЕТ» и УГПР (ЗАО «МИДАСОТ») (Миронов В.А., Бойко М.Ю. Применение металлических порошков при кислородно-флюсовой резке материалов. Рижский технический университет, г.Рига, Латвия).Known methods of oxygen-flux or thermite cutting of concrete and reinforced concrete, which work according to the scheme with the external supply of flux to the torch. The flux to the cutter in these methods is supplied with compressed air or, for example, nitrogen, and as consumables, for example, in the UKFR-6M installation, the following are used: combustible gas — propane-butane or methane; oxidizing agent is oxygen; flux-carrying gas (carrier gas) - dried and non-fat air in accordance with GOST 17433-80 (from the compressor) or nitrogen; flux - iron powder grade ПЖВ or ПЖР GOST 9849-86 with particles 120-180 microns. In addition, the methods were also used in the DONMET and UGPR (ZAO Midasot) plants (VA Mironov, M.Yu. Boyko. Application of metal powders in oxygen-flux cutting of materials. Riga Technical University, Riga, Latvia. )
К недостаткам этих способов следует отнести то, что в них при резке всегда применяется подогревающее пламя и используются дополнительно горючие газы (метан, пропан или бутан), а в устройствах, как правило, порошкообразный флюс вдувается в режущую струю кислорода на срезе сопла копья-горелки, что приводит к нестабильности процесса резки материала.The disadvantages of these methods include the fact that they always use a heating flame during cutting and use additionally combustible gases (methane, propane or butane), and in devices, as a rule, a powdery flux is blown into the oxygen cutting stream at the nozzle-burner nozzle exit , which leads to instability of the cutting process of the material.
Также известна установка для кислородной резки (заявка 95110012 RU, 29.06.1995, опубл. 20.09.1996). Сущность резки кислородным копьем заключается в прожигании отверстий струей кислорода, причем расходуемым материалом служит не только порошок флюса и кислород, но и материал самого копья.Also known installation for oxygen cutting (application 95110012 RU, 06.29.1995, publ. 09/20/1996). The essence of cutting with an oxygen spear is to burn holes with an oxygen stream, and the consumable material is not only flux powder and oxygen, but also the material of the spear itself.
Недостатком порошково-копьевой резки является отсутствие регулировки подачи порошка в копье, а также то, что сгорает само копье, а для удаления расплавленных остатков разрезаемого материала (бетона или огнеупора) необходимы манипуляции с копьем, которым нужно производить вращательные и возвратно-поступательные движения, чтобы удалить расплав.The disadvantage of powder-lance cutting is the lack of adjustment of the powder supply to the spear, as well as the fact that the spear itself burns down, and to remove molten residues of the material being cut (concrete or refractory), manipulations with the spear, which need to make rotational and reciprocating movements, are necessary to remove the melt.
Наиболее близкими к заявляемому способу и устройству является способ горячего ремонта огнеупорной кладки нагревательных печей методом керамической наплавки и устройство для его осуществления. Способ керамической наплавки включает подачу кислорода и смеси из огнеупорного наполнителя и горючей составляющей на нагретую до температуры не менее 600°С поверхность кладки, согласованное регулирование подачи чистого кислорода и смеси, расплавление огнеупорных составляющих факелом с температурой 2000-3000°С, размягчение поверхности ремонтируемой кладки до пластического состояния и их сплавление с образованием монолитной структуры при затвердевании. Подачу кислорода осуществляют двумя потоками, один из которых направляют в питатель для псевдоожижения и обогащения смеси из огнеупорного наполнителя и горючей составляющей, а другой - в инжектор, затем псевдоожиженную и обогащенную смесь подают по технологическому трубопроводу через инжектор и наплавочное копье на поверхность ремонтируемой кладки. А устройство для осуществления способа содержит питатель, технологический трубопровод, линию подачи кислорода и регулирующие устройства. Линия подачи кислорода разделена через разветвитель потока на два технологических трубопровода, один из которых подключен к питателю, а другой через дополнительно установленный инжектор подключен к наплавочному копью через технологический трубопровод подачи готовой смеси, при этом питатель в нижней его части соединен с инжектором посредством технологического трубопровода для подачи псевдоожиженной и обогащенной смеси с размещенным на нем отсечным краном, причем в верхней части питателя смонтирован загрузочный люк-крышка с клапаном безопасности, а в нижней - газораспределительная решетка (Патент RU №2291201, С21С 5/44, F27D 1/16, опубл. 2007.01.10).Closest to the claimed method and device is a method for hot repair of refractory masonry of heating furnaces by ceramic welding and a device for its implementation. The method of ceramic surfacing includes the supply of oxygen and a mixture of refractory filler and a combustible component to a masonry surface heated to a temperature of at least 600 ° C, coordinated regulation of the supply of pure oxygen and a mixture, melting of refractory components with a torch at a temperature of 2000-3000 ° C, and softening the surface of the repaired masonry to a plastic state and their fusion with the formation of a monolithic structure during solidification. The oxygen supply is carried out in two streams, one of which is sent to the feeder for fluidization and enrichment of the mixture from the refractory filler and the combustible component, and the other to the injector, then the fluidized and enriched mixture is fed through the process pipeline through the injector and surfacing spear to the surface of the repaired masonry. A device for implementing the method includes a feeder, a process pipe, an oxygen supply line and control devices. The oxygen supply line is divided through a flow splitter into two process pipelines, one of which is connected to the feeder, and the other, through an additionally installed injector, is connected to the surfacing lance through the finished mixture supply pipeline, and the feeder in its lower part is connected to the injector by means of a technological pipeline for supply of a fluidized and enriched mixture with a shut-off valve located on it, and a loading hatch with a valve is mounted in the upper part of the feeder safety, and at the bottom - gas distribution grill (Patent RU No. 2291201, C21C 5/44, F27D 1/16, publ. 2007.01.10).
Недостатком существующего способа горячего ремонта является невозможность резки выступающих частей огнеупорной кладки, т.е. дефектов (наплывов, выступов и пр.), ввиду недостаточной термичности смесей и невысоких температур расплавов. Недостатком существующего устройства является высокое газодинамическое сопротивление газораспределительной решетки, что не позволяет обеспечить поступление порошковой псевдоожиженной смеси в стехиометрическом соотношении для осуществления процесса термитной резки для удаления дефектов кладки.The disadvantage of the existing method of hot repair is the inability to cut protruding parts of the refractory masonry, i.e. defects (influxes, protrusions, etc.), due to insufficient thermal mixes and low temperatures of the melts. The disadvantage of the existing device is the high gas-dynamic resistance of the gas distribution grid, which does not allow for the flow of the powder fluidized mixture in a stoichiometric ratio for the thermite cutting process to remove masonry defects.
Задачей настоящего изобретения является создание оптимальных условий для кислородно-флюсовой резки огнеупора с целью удаления дефектов кладки за счет многостадийного использования тепла, создаваемого компонентами термитной смеси в ходе окислительно-восстановительных реакций, а также за счет повышения степени гомогенизации псевдоожиженной кислородно-порошковой струи, выходящей из инжектора.The objective of the present invention is to create optimal conditions for oxygen-flux cutting of a refractory in order to remove masonry defects due to the multi-stage use of heat generated by the components of the thermite mixture during oxidation-reduction reactions, as well as by increasing the degree of homogenization of a fluidized oxygen-powder jet exiting injector.
Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.
В предлагаемом способе кислородно-флюсовой резки огнеупора, включающем согласованное регулирование подачи газов по технологическим трубопроводам двумя потоками на нагретую поверхность ремонтируемой кладки, ее размягчение до пластического состояния с образованием высокотемпературного расплава, первый из потоков, содержащий кислород, проходит через инжектор и копье, второй, содержащий псевдоожиженную смесь, проходит через питатель, инжектор и копье, согласно изобретению, подачу второго потока в питатель осуществляют через аэратор и в качестве газа-носителя используют, или сжатый воздух, или азот, или кислород, при этом в качестве смеси для псевдоожижения используют термитную смесь, состоящую из алюминия, кремния и предварительно прокаленных оксидов железа, а резку огнеупора осуществляют струей смеси, полученной из двух потоков после смешивания в инжекторе.In the proposed method of oxygen-flux cutting of the refractory, which includes coordinated regulation of the gas supply through technological pipelines in two streams to the heated surface of the repaired masonry, its softening to a plastic state with the formation of a high-temperature melt, the first of the streams containing oxygen passes through the injector and spear, the second, containing a fluidized mixture passes through the feeder, injector and spear, according to the invention, the second stream is fed into the feeder through an aerator and As the carrier gas, either compressed air or nitrogen or oxygen is used, while a thermite mixture consisting of aluminum, silicon and pre-calcined iron oxides is used as a fluidization mixture, and the refractory is cut using a jet of a mixture obtained from two streams after mixing in the injector.
А в заявляемом устройстве для кислородно-флюсовой резки огнеупора, содержащем питатель со смонтированным в верхней части загрузочным люком-крышкой с клапаном безопасности, регулирующие устройства и технологические трубопроводы для подачи газов, соединенные через инжектор посредством трубопровода подачи готовой смеси с копьем, при этом первый трубопровод непосредственно соединен с инжектором, а второй подключен к нему через питатель посредством трубопровода для подачи псевдоожиженной смеси с размещенным на нем отсечным краном, согласно изобретению, питатель снабжен аэратором, установленным в его нижней части, и футерован изнутри пористым огнеупором.And in the inventive device for oxygen-flux cutting of a refractory containing a feeder with a loading hatch-lid mounted in the upper part with a safety valve, regulating devices and process pipelines for supplying gases, connected through the injector through the pipeline for supplying the finished mixture with a spear, while the first pipeline directly connected to the injector, and the second is connected to it through the feeder by means of a pipeline for supplying a fluidized mixture with a shut-off valve placed on it, according to clearly the invention, a feeder is provided with an aerator installed in a lower portion thereof and a porous refractory lined inside.
Новый технический результат от использования данного способа кислородно-флюсовой резки огнеупора при помощи устройства для его осуществления заключается в том, что при создании псевдоожиженного состояния порошковой смеси, состоящей из термитных составляющих, а именно алюминия, кремния и оксидов железа, сгорающих в присутствии кислорода, их частицы гомогенизируются, что позволяет последовательно осуществлять следующие экзотермические реакции:A new technical result from the use of this method of oxygen-flux cutting of a refractory using a device for its implementation is that when creating a fluidized state of a powder mixture consisting of thermite components, namely aluminum, silicon and iron oxides, burning in the presence of oxygen, they the particles are homogenized, which allows the following exothermic reactions to be carried out sequentially:
- горение частиц алюминия и кремния в присутствии кислорода при контакте этих частиц с поверхностью раскаленной кладки;- combustion of aluminum and silicon particles in the presence of oxygen upon contact of these particles with the surface of the hot masonry;
- реакции СВС (самораспространяющегося высокотемпературного синтеза) с образованием оксидов алюминия и кремния и получение восстановленного железа;- SHS (self-propagating high-temperature synthesis) reactions with the formation of aluminum and silicon oxides and the production of reduced iron;
- повторное окисление ранее восстановленного железа.- reoxidation of previously reduced iron.
Суммарная термичность реакций, т.е. количество тепла на единицу массы порошкообразной термитной смеси, достаточна для расплавления матрицы огнеупора, а наличие струи кислорода позволяет удалять расплав из зоны разреза.The total thermal reaction, i.e. the amount of heat per unit mass of the powdered thermite mixture is sufficient to melt the refractory matrix, and the presence of an oxygen stream allows the melt to be removed from the section zone.
Вышеуказанный технический результат от использования изобретения заключается в следующем. Осуществление подачи газов двумя потоками: первым потоком, содержащим кислород и проходящим через инжектор и копье, и вторым потоком, содержащим псевдоожиженную смесь, образованную смешением газа-носителя в виде, или сжатого воздуха, или азота, или кислорода и термитной смеси, состоящим из алюминия, кремния и предварительно прокаленных оксидов железа (для исключения самовоспламенения в случае попадания масла), проходящим через питатель, инжектор и копье, обеспечивает получение равномерного потока псевдоожиженной кислородом порошковой струи из смеси, обладающей высокой тепловой эффективностью и позволяющей производить разрезание огнеупора, удаляя тем самым дефекты кладки косовых печей. Кроме того, предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, удобную в эксплуатации и надежную в работе.The above technical result from the use of the invention is as follows. The supply of gases in two streams: the first stream containing oxygen and passing through the injector and spear, and the second stream containing the fluidized mixture formed by mixing the carrier gas in the form of either compressed air, or nitrogen, or oxygen and a thermite mixture consisting of aluminum silicon and pre-calcined iron oxides (to prevent self-ignition in the event of oil ingress) passing through the feeder, injector and spear, provides a uniform flow of oxygen-fluidized powder trui from a mixture having a high thermal efficiency and allowing cutting of the refractory, thereby removing defects masonry KOSOV furnaces. In addition, the proposed device has a simple design, convenient to use and reliable in operation.
Техническая сущность изобретения заключается в следующем.The technical essence of the invention is as follows.
Подача газа-носителя в питатель, осуществляемая через аэратор, позволяет разрыхлить термитную смесь, способствуя лучшему ее псевдоожижению. Подача псевдоожиженной смеси второго потока в инжектор и ее последующее перемешивание с дополнительным количеством кислорода первого потока в инжекторе позволяет регулировать необходимое соотношение между газообразным кислородом и твердыми горючими составляющими, представленными алюминием и кремнием. Кислород в качестве газа-носителя порошкообразных частиц смеси во втором потоке используют при низкой термичности смеси, сжатый воздух и азот - при повышенной. Таким образом, подача готовой струи смеси через копье на разрезаемый огнеупор обеспечивает высокую тепловую эффективность (термичность процесса), что в свою очередь позволяет получить расплав огнеупора кладки.The supply of carrier gas to the feeder through an aerator allows to loosen the thermite mixture, contributing to its better fluidization. The supply of a fluidized mixture of the second stream to the injector and its subsequent mixing with additional oxygen of the first stream in the injector allows you to adjust the required ratio between gaseous oxygen and solid combustible components represented by aluminum and silicon. Oxygen as the carrier gas of the powdery particles of the mixture in the second stream is used at low thermal mix, compressed air and nitrogen at high. Thus, supplying the finished jet of the mixture through the spear to the cut refractory provides high thermal efficiency (thermal process), which in turn allows melt the masonry refractory.
В устройстве для кислородно-флюсовой резки огнеупора загрузочный люк-крышка с клапаном безопасности, смонтированный в верхней части питателя, позволяет производить загрузку термитной смеси, а также предотвращает попадание в питатель замасленных веществ, способных самовозгораться в присутствии кислорода. Инжектор обеспечивает бесперебойную и равномерную доставку смеси по трубопроводу подачи готовой смеси через копье к месту разреза огнеупора. Аэратор, смонтированный в нижней части питателя, создает эффект псевдоожижения термитной смеси газом-носителем: или сжатым воздухом, или кислородом, или азотом. Питатель, футерованный изнутри пористым огнеупором (например, синтезированным огнеупором, выполненным из смеси СВС, первоначально содержащим Сr2O3, В2O3 и Аl в определенных соотношениях, которая после ее инициирования и спекания превращается в пористый диборид хрома), обеспечивает повышение эффективности и безопасности псевдоожижения термитной смеси при несанкционированном попадании жиров и масел в процессе ее загрузки через люк-крышку. Подача газов по технологическим трубопроводам регулируется вентилями, а подача псевдоожиженной смеси - отсечным краном.In a device for oxygen-flux cutting of a refractory, a loading hatch with a safety valve mounted in the upper part of the feeder allows loading the thermite mixture, and also prevents oily substances that can spontaneously ignite in the presence of oxygen into the feeder. The injector ensures uninterrupted and uniform delivery of the mixture through the pipeline for supplying the finished mixture through the spear to the section of the refractory cut. The aerator mounted at the bottom of the feeder creates the effect of fluidizing the thermite mixture with a carrier gas: either compressed air, or oxygen, or nitrogen. A feeder lined inside with a porous refractory (for example, a synthesized refractory made of a mixture of SHS, initially containing Cr 2 O 3 , B 2 O 3 and Al in certain proportions, which, after its initiation and sintering, turns into porous chromium diboride), provides increased efficiency and the safety of fluidization of the termite mixture in case of unauthorized ingress of fats and oils during its loading through the hatch. The gas supply through the process pipelines is controlled by valves, and the flow of the fluidized mixture by a shut-off valve.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где изображено устройство для кислородно-флюсовой резки огнеупора.The proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a device for oxygen-flux cutting of a refractory.
Устройство содержит питатель 1, футерованный пористым огнеупором 2, который снабжен люком-крышкой 3, на котором установлен клапан безопасности 4 и натяжной винт 5, в нижней части питателя 1 расположен аэратор 6 и крышка 7. Технологические трубопроводы 8 и 9 предназначены для подачи газов, трубопровод 8 - для подачи кислорода, трубопровод 9 - для подачи газа-носителя. Трубопровод 10, предназначенный для подачи псевдоожиженой смеси, с расположенным на нем отсечным краном 11 соединен с инжектором 12, который через трубопровод 13 для подачи готовой смеси присоединен к копью 14. Контрольный манометр 15 установлен в верхней части питателя 1, манометры 16 и 17 и регулирующие устройства 18 и 19 расположены на трубопроводах 8 и 9 соответственно.The device contains a feeder 1, lined with a porous refractory 2, which is equipped with a hatch cover 3, on which a safety valve 4 and a tension screw 5 are installed, an aerator 6 and a cover 7 are located in the lower part of the feeder 1. Technological pipelines 8 and 9 are designed for gas supply, pipeline 8 for oxygen supply, pipeline 9 for carrier gas. A pipeline 10 for supplying a fluidized mixture with a shut-off valve 11 located on it is connected to an injector 12, which is connected to the lance through a pipe 13 for supplying the finished mixture 14. A control pressure gauge 15 is installed in the upper part of the feeder 1, pressure gauges 16 and 17 and control devices 18 and 19 are located on pipelines 8 and 9, respectively.
Способ кислородно-флюсовой резки огнеупора реализуется в предлагаемом устройстве следующим образом.The method of oxygen-flux cutting of a refractory is implemented in the proposed device as follows.
В питатель 1, футерованный пористым огнеупором 2, загружается смесь из предварительно прокаленных оксидов железа (например, железной окалины) и кремния и алюминия (горючих составляющих). Клапан безопасности 4, представляющий собой пружину, установленный на люке-крышке 3, прижимает его. Запирание люка-крышки 3 производится натяжным винтом 5. Регулируя натяжение винта 5 по показаниям манометра 15, производят настройку клапана безопасности 4 на «критическое давление». При достижении давления в питателе 1 больше «критического» происходит сброс газа-носителя (кислорода, сжатого воздуха или азота) в атмосферу по периметру примыкания люка-крышки 3 к горловине люка через неплотности примыкания во всех случаях нештатных ситуаций (забивка линии подачи смеси к наплавочному копью, возгорание смеси на конце копья), которые связаны с возрастанием давления в питателе 1. Крышка 7 служит для возможности замены аэратора 6. Кислород поступает на трубопровод 8 к инжектору 12, а газ-носитель - на трубопровод 9 к питателю 1, где он проходит через аэратор 6, и перемешивается с термитной смесью, образуя псевдоожиженную смесь. Регулирование подачи кислорода на трубопровод 8 осуществляют регулирующим устройством 18 (вентилем), а регулирование подачи газа-носителя на трубопровод 9 производят регулирующим устройством 19. Регулирование в обоих случаях производится по показаниям контрольных манометров 16 и 17, расположенных на трубопроводах 8 и 9. По этим показаниям изменяют количество кислорода, подаваемого к инжектору 12, и количество газа-носителя к питателю 1 через аэратор 6. Для прекращения процесса резки огнеупора первоначально прекращают подачу газа-носителя вентилем 19, а затем подачу псевдоожиженной смеси отсечным краном 11, размещенным на трубопроводе 10 для подачи псевдоожиженной смеси, и в последнюю очередь закрывают подачу кислорода вентилем 18.In the feeder 1, lined with a porous refractory 2, a mixture of pre-calcined iron oxides (for example, iron oxide) and silicon and aluminum (combustible components) is loaded. The safety valve 4, which is a spring mounted on the hatch-cover 3, presses it. The hatch-cover 3 is locked by the tensioning screw 5. By adjusting the tension of the screw 5 according to the pressure gauge 15, the safety valve 4 is set to “critical pressure”. When the pressure in the feeder 1 is greater than “critical”, the carrier gas (oxygen, compressed air or nitrogen) is discharged into the atmosphere along the perimeter of the adjoining hatch 3 to the neck of the hatch through the leakage of adjacency in all cases of emergency situations (clogging of the mixture supply line to the surfacing spear, ignition of the mixture at the end of the spear), which are associated with an increase in pressure in the feeder 1. The cover 7 serves to replace the aerator 6. Oxygen enters the pipe 8 to the injector 12, and the carrier gas - to the pipe 9 to the feeder 1, where it passes through the aerator 6, and mixes with the thermite mixture, forming a fluidized mixture. The oxygen supply to the pipeline 8 is regulated by the regulating device 18 (valve), and the carrier gas supply to the pipeline 9 is regulated by the regulating device 19. In both cases, the regulation is carried out according to the readings of control gauges 16 and 17 located on the pipelines 8 and 9. According to these the readings change the amount of oxygen supplied to the injector 12, and the amount of carrier gas to the feeder 1 through the aerator 6. To stop the process of cutting the refractory, the supply of vent carrier gas is initially stopped ilem 19, and then the supply of the fluidized mixture with a shut-off valve 11 located on the pipe 10 for supplying the fluidized mixture, and lastly close the supply of oxygen by the valve 18.
Пример. Реализацию способа кислородно-флюсовой резки осуществляют при горячем ремонте поверхности огнеупорной кладки коксовой печи, имеющей «заужение» на выходе коксового пирога и разогретой до рабочей температуры 1000-1100°С. Сначала готовят сухую термитную смесь следующим образом: горючие составляющие - алюминиевую пудру, кремний кристаллический (крупностью от 0 до 1 мм) и оксиды железа, например железную окалину метизного производства (крупностью от 0 до 1 мм), предварительно прокаленную от следов масла при температуре около 1000°С и далее остуженную до комнатной температуры, перемешивают и засыпают в питатель, футерованный пористым огнеупором. Затем по технологическим трубопроводам подают газы двумя потоками на нагретую до температуры 1000-1100°С поверхность ремонтируемой кладки. Первый из потоков, содержащий кислород, проходит через инжектор и копье, а второй поток, содержащий газ-носитель - сжатый воздух, подаваемый через аэратор в питатель, взаимодействует с компонентами термитной смеси, образуя псевдоожиженную порошковую смесь, также проходит через инжектор и копье. В инжекторе происходит смешивание этих двух потоков с образованием готовой псевдоожиженной порошково-кислородной смеси. Далее эта готовая смесь поступает в копье и выходящей из него струей смеси осуществляют кислородно-флюсовую резку участка огнеупорной кладки отопительного простенка (вертикала), смещенного относительно своей оси в камеру коксования на 8-10 мм. При контакте мелкодисперсных частиц горючих составляющих струи готовой смеси с раскаленной огнеупорной кладкой происходят многостадийные экзотермические реакции в кислородной атмосфере: воспламенение за счет физического тепла кладки, затем включение механизма твердофазного СВС (железная окалина + кремний + алюминий) с образованием оксидов алюминия, кремния и восстановленного железа, которое, вторично окисляясь в потоке кислорода, выделяет дополнительное тепло. В результате этих реакций на поверхности срезаемого огнеупора образуются легкоплавкие соединения продуктов реакции с огнеупором. Огнеупор постепенно «размывается», стекая вниз под действием сил тяжести, т.к. при локальном выделении тепла развиваются температуры свыше 3000°С в атмосфере кислорода.Example. The implementation of the method of oxygen-flux cutting is carried out during hot repair of the surface of the refractory masonry of a coke oven having a "narrowing" at the exit of the coke cake and heated to a working temperature of 1000-1100 ° C. First, a dry thermite mixture is prepared as follows: combustible constituents - aluminum powder, crystalline silicon (fineness from 0 to 1 mm) and iron oxides, for example iron oxide of hardware production (fineness from 0 to 1 mm), previously calcined from traces of oil at a temperature of about 1000 ° C and then cooled to room temperature, stirred and poured into a feeder lined with porous refractory. Then, gases are supplied through technological pipelines in two streams onto the surface of the repaired masonry heated to a temperature of 1000-1100 ° С. The first of the oxygen-containing streams passes through the injector and spear, and the second stream containing the carrier gas — compressed air supplied through the aerator to the feeder — interacts with the components of the thermite mixture to form a fluidized powder mixture and also passes through the injector and spear. In the injector, these two streams are mixed to form the finished fluidized oxygen-powder mixture. Further, this finished mixture enters the spear and the mixture stream exiting from it carries out oxygen-flux cutting of the section of the refractory masonry of the heating wall (vertical), offset from its axis into the coking chamber by 8-10 mm. When finely dispersed particles of the combustible components of the finished mixture come into contact with incandescent refractory masonry, multistage exothermic reactions occur in the oxygen atmosphere: ignition due to the physical heat of the masonry, then the solid-state SHS mechanism (iron oxide + silicon + aluminum) is activated to form aluminum, silicon and reduced iron oxides , which, being oxidized a second time in an oxygen stream, generates additional heat. As a result of these reactions, fusible compounds of reaction products with refractory are formed on the surface of the refractory being cut off. The refractory gradually “erodes”, flowing down under the action of gravity, because with local heat release, temperatures develop above 3000 ° C in an oxygen atmosphere.
При использовании способа кислородно-флюсовой резки огнеупора заявляемым устройством регулирование поступления потоков газов и псевдоожиженной смеси по технологическим трубопроводам в инжектор и копье дает возможность регулировать скорость их подачи в строгом соответствии со скоростью протекания окислительно-восстановительных реакций и создать оптимальные условия, которые соответствуют необходимым стехиометрическим соотношениям горючих составляющих, оксидов железа и кислорода в зоне реакции, а также синхронизировать протекающие химические реакции со скоростью удаления расплава огнеупора.When using the method of oxygen-flux cutting of the refractory by the claimed device, the regulation of the flow of gases and fluidized mixture through technological pipelines to the injector and spear makes it possible to adjust their feed rate in strict accordance with the rate of redox reactions and create optimal conditions that correspond to the necessary stoichiometric ratios combustible constituents, iron oxides and oxygen in the reaction zone, as well as synchronize leaking other chemical reactions with the rate of removal of the refractory melt.
Применение предлагаемого способа кислородно-флюсовой резки огнеупора и устройства для его осуществления промышленно применимо, позволяет без охлаждения динасовой кладки коксовых печей проводить горячие ремонты, осуществлять кислородно-флюсовую резку огнеупора и удалять дефекты кладки при необходимости сохранения геометрических размеров камер коксования.The application of the proposed method of oxygen-flux cutting of a refractory and a device for its implementation is industrially applicable, it allows hot repairs to be carried out without cooling the dinas masonry of coke ovens, oxygen-flux cutting of the refractory and removal of masonry defects if it is necessary to preserve the geometric dimensions of the coking chambers.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010100297/02A RU2434744C2 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Method of powder cutting of refractory material and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010100297/02A RU2434744C2 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Method of powder cutting of refractory material and device to this end |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010100297A RU2010100297A (en) | 2011-07-20 |
| RU2434744C2 true RU2434744C2 (en) | 2011-11-27 |
Family
ID=44752063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010100297/02A RU2434744C2 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Method of powder cutting of refractory material and device to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2434744C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528295C1 (en) * | 2013-01-30 | 2014-09-10 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Device for flux-oxygen cutting |
-
2010
- 2010-01-11 RU RU2010100297/02A patent/RU2434744C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Глизманенко Д.Л. Сварка и резка металлов. - М.: Высшая школа, 1974,с.223-228. * |
| Сварка. Резка. Контроль. Справочник/Под редакц. Алешина Н.П. и др., т.1. - М.: Машиностроение, 2004,с.536. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528295C1 (en) * | 2013-01-30 | 2014-09-10 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Device for flux-oxygen cutting |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010100297A (en) | 2011-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11248787B2 (en) | Consumable tip burners, submerged combustion melters including same, and methods | |
| CN102131941B (en) | Process for producing sintered ore and sintering machine | |
| JP2009532661A (en) | Integration of oxyfuel combustion and air fuel combustion | |
| US7549858B2 (en) | Combustion with variable oxidant low NOx burner | |
| WO2012106084A2 (en) | Enhanced plasma gasifiers for producing syngas | |
| EA026227B1 (en) | Top submerged lancing | |
| LU93213B1 (en) | Submerged combustion furnace | |
| CN103534339B (en) | Moving-burden bed reactor | |
| RU2434744C2 (en) | Method of powder cutting of refractory material and device to this end | |
| RU2453608C2 (en) | Method of manufacturing of molten cast iron | |
| CA2088438A1 (en) | Operation of vertical shaft furnaces | |
| RU2627091C2 (en) | Managed injection of solid particles | |
| JP2008291358A (en) | Method for producing sintered ore and sintering machine therefor | |
| GB2103959A (en) | Repairing refractory substrates | |
| SK367392A3 (en) | Method of working of industrial furnaces | |
| JP5504619B2 (en) | Method for producing sintered ore | |
| US6571721B1 (en) | Ash melting apparatus | |
| RU2291201C1 (en) | Method of ceramic surfacing and device for realization of this method | |
| CN107429910A (en) | Burner with precombustion chamber | |
| RU2788662C1 (en) | Method for production of mineral insulation | |
| JP7348467B2 (en) | Blast furnace operating method and pig iron manufacturing method | |
| JP5428194B2 (en) | Sintering machine | |
| CN114616349B (en) | Method for manufacturing molten iron based on electric furnace | |
| JP6160839B2 (en) | Oxygen enrichment method for sinter heat-retaining furnace and its heat-retaining furnace | |
| RU2340855C1 (en) | Method of hydrocarbon fuel burning in cupola furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200112 |