RU2624245C2 - Method of flux bed building in furnace - Google Patents

Method of flux bed building in furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2624245C2
RU2624245C2 RU2015134904A RU2015134904A RU2624245C2 RU 2624245 C2 RU2624245 C2 RU 2624245C2 RU 2015134904 A RU2015134904 A RU 2015134904A RU 2015134904 A RU2015134904 A RU 2015134904A RU 2624245 C2 RU2624245 C2 RU 2624245C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
furnace
forming materials
bath
flux bed
Prior art date
Application number
RU2015134904A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015134904A (en
Inventor
Александр Борисович Усачев
Елена Анатольевна Баласанова
Елена Георгиевна Чегерова
Елена Владимировна Рогова
Маргарита Анатольевна Владимирская
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Институт тепловых металлургических агрегатов и технологий "Стальпроект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Институт тепловых металлургических агрегатов и технологий "Стальпроект" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Институт тепловых металлургических агрегатов и технологий "Стальпроект"
Priority to RU2015134904A priority Critical patent/RU2624245C2/en
Publication of RU2015134904A publication Critical patent/RU2015134904A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2624245C2 publication Critical patent/RU2624245C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to metallurgy and other industry sectors where furnaces with liquid flux bed are used. Namely, invention refers to a method of flux bed building in furnaces for Vanukov melting process, Romelt process, waste processing in molten slag, coal gasification in bubbled molten slag. For flux bed building in furnace by fuel combustion flare in work space of the furnace between enclosure structures and bottom, part of solid materials forming slag is fed and molten at the inner surface of furnace enclosure structures above melt level in the flux bed. Temperature at the inner surface of enclosing structures exceeds softening temperature of materials forming slag, containing particles with the size under 1 mm, by 20-100 °C.
EFFECT: reduced time of furnace launch and fuel consumption.
6 ex

Description

Изобретение относится к металлургии и другим областям промышленности, в которых используются печи с жидкой шлаковой ванной. В частности изобретение относится к способу наплавления шлаковой ванны в печах для плавки Ванюкова, процесса Ромелт, процесса переработки отходов в шлаковом расплаве, газификации угля в барботируемом шлаковом расплаве.The invention relates to metallurgy and other industries that use furnaces with a liquid slag bath. In particular, the invention relates to a method for depositing a slag bath in Vanyukov smelting furnaces, the Romelt process, a waste processing process in a slag melt, coal gasification in a bubbled slag melt.

Известен способ образования шлаковой ванны в печах, состоящий в заливке расплавленного в других печах жидкого шлака печь (Плавка в жидкой ванне. Ред. Ванюков А.И., М.: Металлургия, 1988 , стр. 102).There is a method of forming a slag bath in furnaces, which consists in pouring a molten liquid in other furnaces of a furnace slag (Melting in a liquid bath. Ed. Vanyukov A.I., M .: Metallurgy, 1988, p. 102).

Этот способ позволяет быстро образовать шлаковую ванну. Однако для осуществления этого способа необходимо наличие других печей, в которых можно расплавить шлак. Если таких печей нет, образование шлаковой ванны этим способом невозможно.This method allows you to quickly form a slag bath. However, the implementation of this method requires the presence of other furnaces in which it is possible to melt the slag. If there are no such furnaces, the formation of a slag bath in this way is impossible.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ наплавления шлаковой ванны в печи с жидкой шлаковой ванной, включающий образование факела от сжигания топлива в рабочем пространстве печи между ограждающими конструкциями и подиной, подачу твердых шлакообразующих материалов, плавление шлакообразующих материалов (Процесс Ромелт. Ред. Роменец В.А., МИСИС, 2005, стр. 53-55).Closest to the proposed invention is a method for fusing a slag bath in a furnace with a liquid slag bath, including the formation of a torch from burning fuel in the working space of the furnace between the enclosing structures and the hearth, the supply of solid slag-forming materials, melting of slag-forming materials (Romelt process. Ed. Romenets V. A., MISIS, 2005, p. 53-55).

Под ограждающими конструкциями понимают элементы печи, отделяющие ее внутреннюю часть от окружающей среды - стены и свод печи.Under the building envelope understand the elements of the furnace, separating its inner part from the environment - the walls and the arch of the furnace.

Этот способ позволяет наплавить шлаковую ванну в печи с жидкой шлаковой ванной в том случае, если нет других печей, в которых можно предварительно расплавить шлак и залить его в печь.This method allows you to weld a slag bath in a furnace with a liquid slag bath in the event that there are no other furnaces in which you can pre-melt the slag and pour it into the furnace.

Однако этот способ требует значительного времени на запуск и связан со значительными затратами топлива. Значительное время и расход топлива, необходимое для запуска печи, объясняются тем, что плавление твердых шлакообразующих материалов осуществляется на достаточно небольшой поверхности подины печи, на которую осуществляется их загрузка.However, this method requires a significant start-up time and is associated with significant fuel costs. Significant time and fuel consumption required to start the furnace are explained by the fact that the melting of solid slag-forming materials is carried out on a rather small surface of the hearth of the furnace, on which they are loaded.

Технической задачей изобретения является уменьшение времени запуска печи с жидкой шлаковой ванной и снижение расхода топлива, используемого при этом путем увеличения поверхности, на которой происходит плавление, за счет плавления части твердых шлакообразующих материалов на внутренней поверхности ограждающих конструкций печи.An object of the invention is to reduce the start-up time of a furnace with a liquid slag bath and to reduce the fuel consumption used by increasing the surface on which the melting takes place, by melting part of the solid slag-forming materials on the inner surface of the enclosing structures of the furnace.

Эта задача решается тем, что в известном способе наплавления шлаковой ванны в печи с жидкой шлаковой ванной, включающий образование факела от сжигания топлива в рабочем пространстве печи между ограждающими конструкциями и подиной, подачу твердых шлакообразующих материалов, плавление шлакообразующих материалов, согласно предлагаемому изобретению часть твердых шлакообразующих материалов подают и плавят на внутренней поверхности ограждающих конструкций печи выше уровня расплава в ванне, твердые шлакообразующие материалы содержат частицы размером менее 1 мм, а температура на внутренней поверхности ограждающих конструкций превышает температуру размягчения шлакообразующих материалов на 20-100°С.This problem is solved by the fact that in the known method of fusing a slag bath in a furnace with a liquid slag bath, including the formation of a torch from burning fuel in the working space of the furnace between the enclosing structures and the hearth, the supply of solid slag-forming materials, melting of slag-forming materials, according to the invention, part of the solid slag-forming materials are fed and melted on the inner surface of the enclosing structures of the furnace above the level of the melt in the bath, solid slag-forming materials contain an hour particles less than 1 mm in size, and the temperature on the inner surface of the building envelope exceeds the softening temperature of slag-forming materials by 20-100 ° С.

При подаче части твердых шлакообразующих материалов на поверхности ограждающих конструкций печи выше уровня расплава в ванне плавление твердых шлакообразующих материалов осуществляется не только на подине печи, но и на этих поверхностях.When a part of the solid slag-forming materials is supplied on the surface of the enclosing structures of the furnace above the melt level in the bath, the melting of solid slag-forming materials is carried out not only on the bottom of the furnace, but also on these surfaces.

При этом теплообмен между факелом от сжигания топлива в рабочем пространстве печи и плавящимися шлакообразующими материалами интенсифицируется, так как передача тепла от факела увеличивается при увеличении поверхности теплообмена, что обеспечивает увеличение скорости наплавления шлаковой ванны. Увеличивается КПД использования топлива, что обеспечивает снижение его расхода.In this case, the heat exchange between the torch from burning fuel in the working space of the furnace and melting slag-forming materials is intensified, since the heat transfer from the torch increases with an increase in the heat exchange surface, which ensures an increase in the rate of deposition of the slag bath. The fuel efficiency increases, which ensures a reduction in its consumption.

Подачу шлакообразующих материалов на внутреннюю поверхность ограждающих элементов печи выше уровня расплава осуществляют путем механического или пневматического воздействия на шлакообразующие материалы. Например, воздействием на шлакообразующие материалы струей сжатого воздуха или подачу их на устройство типа конуса.The supply of slag-forming materials to the inner surface of the enclosing elements of the furnace above the melt level is carried out by mechanical or pneumatic action on the slag-forming materials. For example, by exposing the slag-forming materials to a jet of compressed air or supplying them to a cone-type device.

Шлакообразующими материалами могут быть как минералы (известняк, кварц, базальт и т.д.) в требуемом соотношении, так и металлургические шлаки.Slag-forming materials can be both minerals (limestone, quartz, basalt, etc.) in the required ratio, and metallurgical slag.

Установлено, что если твердые шлакообразующие материалы не содержат частиц размером менее 1 мм, то они скатываются на подину печи не успевая, даже частично, расплавиться на ограждающих поверхностях печи. При этом увеличения поверхности, на которой осуществляется плавление, не происходит. Частицы с размерами менее 1 мм успевают частично расплавиться и из них на поверхности ограждающих конструкций печи формируется полужидкий слой шлака, к которому присоединяются и более крупные частицы. Этот слой на ограждающих конструкциях течет по ним и является дополнительной, к подине печи, поверхностью, на которой происходит плавление шлакообразующих материалов.It was established that if solid slag-forming materials do not contain particles less than 1 mm in size, then they roll down to the bottom of the furnace without even being able to partially melt on the enclosing surfaces of the furnace. In this case, an increase in the surface on which the melting takes place does not occur. Particles with sizes less than 1 mm have time to partially melt and from them on the surface of the enclosing structures of the furnace a semi-liquid layer of slag is formed, to which larger particles are attached. This layer on the enclosing structures flows along them and is an additional surface to the bottom of the furnace, on which the slag-forming materials melt.

Содержание в шлакообразующих материалах фракции минус 1 мм может быть любым. Даже очень небольшое их содержание обеспечивает реализацию механизма образования полужидкого слоя шлака на ограждающих поверхностях. Чем выше содержание частиц фракции минус 1 мм, тем этот процесс происходит быстрее.The content in the slag-forming materials fraction minus 1 mm can be any. Even their very small content provides the implementation of the mechanism of formation of a semi-liquid slag layer on enclosing surfaces. The higher the particle content of the fraction minus 1 mm, the faster this process.

Важно, чтобы температура на поверхности ограждающих конструкций печи была выше температуры размягчения шлакообразующих материалов не менее чем на 20°С. В противном случае даже частицы с размерами менее 1 мм не успеют частично расплавиться на поверхности ограждающих конструкций печи и поверхность, на которой осуществляется плавление, не увеличится.It is important that the temperature on the surface of the enclosing structures of the furnace be higher than the softening temperature of the slag-forming materials by at least 20 ° C. Otherwise, even particles with sizes less than 1 mm will not have time to partially melt on the surface of the enclosing structures of the furnace and the surface on which the melting is carried out will not increase.

Если температура на поверхности ограждающих конструкций печи будет выше температуры размягчения шлакообразующих материалов более чем на 100°С, то скорость стекания полужидкого слоя шлака по поверхностям ограждающих конструкций печи будет настолько высока, что попадающие в него частицы шлакообразующих материалов не успеют расплавиться и в твердом виде попадают в шлаковую ванну и уменьшения времени запуска печи и снижения расхода топлива не происходит.If the temperature on the surface of the enclosing structures of the furnace is higher than the softening temperature of the slag-forming materials by more than 100 ° C, then the rate of run-off of the semi-liquid slag layer on the surfaces of the enclosing structures of the furnace will be so high that the particles of slag-forming materials falling into it will not have time to melt and get in solid form into the slag bath and reduce the start-up time of the furnace and reduce fuel consumption does not occur.

Заданная температура на внутренней поверхности ограждающих конструкций обеспечивается факелом от сжигания топлива в рабочем пространстве печи. Если температура ниже требуемой - факел делают более интенсивным и наоборот. Интенсивность факела регулируется путем расхода топлива и окислителя.The set temperature on the inner surface of the building envelope is provided by a torch from burning fuel in the working space of the furnace. If the temperature is lower than required, the torch is made more intense and vice versa. The intensity of the torch is regulated by the consumption of fuel and oxidizer.

ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИEXAMPLES OF IMPLEMENTATION

Осуществляется наплавление шлаковой ванны в печи с площадью пода 28 м2.The slag bath is fused in a furnace with a hearth area of 28 m 2 .

Количество шлака для формирования необходимой для технологии шлаковой ванны - 120 тонн.The amount of slag for forming the slag bath necessary for the technology is 120 tons.

Температура размягчения шлакообразующих материалов - 1100°С.The softening temperature of slag-forming materials is 1100 ° C.

Пример 1 (наиболее близкий способ)Example 1 (closest method)

Шлакообразующие материалы подаются на подину печи в количестве около 3 тонн в час.Slag-forming materials are fed to the bottom of the furnace in an amount of about 3 tons per hour.

Длительность формирования шлаковой ванны составляет 37 часов, общий расход топлива (природного газа) составляет 37 тыс.м3.The duration of the formation of the slag bath is 37 hours, the total fuel consumption (natural gas) is 37 thousand m 3 .

Пример 2 Example 2

Шлакообразующие материалы подаются в печи в количестве около 3 тонн в час на подину и на внутреннюю поверхность ограждающих конструкций печи выше уровня расплава в ванне. В качестве шлакообразующих материалов используется гранулированный доменный шлак. Подача шлакообразующих материалов на стены печи осуществляется путем пневматического воздействия на них струями сжатого воздуха преимущественно в горизонтальном направлении. Расход сжатого воздуха для пневматического воздействия на шлакообразующие материалы составляет 500 м3/час.Slag-forming materials are fed in the furnace in an amount of about 3 tons per hour to the bottom and to the inner surface of the furnace enclosing structures above the melt level in the bath. As slag-forming materials, granulated blast furnace slag is used. The supply of slag-forming materials to the walls of the furnace is carried out by pneumatic impact on them with compressed air jets mainly in the horizontal direction. The consumption of compressed air for pneumatic effects on slag-forming materials is 500 m 3 / hour.

Температура на внутренней поверхности ограждающих конструкций составляет 1160°С, что обеспечивается факелом от сжигания 1000 м3 природного газа в час, расход окислителя (кислорода) 1900 м3 в час.The temperature on the inner surface of the building envelope is 1160 ° С, which is ensured by the torch from burning 1000 m 3 of natural gas per hour, the consumption of oxidizing agent (oxygen) is 1900 m 3 per hour.

Шлакообразующие материалы не содержат частиц размером менее 1 мм.Slag-forming materials do not contain particles smaller than 1 mm.

Длительность формирования шлаковой ванны составляет 37 часов, общий расход природного газа составляет 37 тыс.м3.The duration of the formation of the slag bath is 37 hours, the total consumption of natural gas is 37 thousand m 3 .

Пример 3Example 3

То же, что и пример 2, но шлакообразующие материалы содержат частицы размером менее 1 мм в количестве 0,5% от подаваемых шлакообразующих материалов.The same as example 2, but the slag-forming materials contain particles smaller than 1 mm in an amount of 0.5% of the supplied slag-forming materials.

Длительность формирования шлаковой ванны составляет 32 часов, общий расход природного газа составляет 32 тыс.м3.The duration of the formation of the slag bath is 32 hours, the total consumption of natural gas is 32 thousand m 3 .

Пример 4Example 4

То же, что и пример 3, но температура на внутренней поверхности ограждающих конструкций составляет 1110°С, что обеспечивается факелом от сжигания 1000 м3 природного газа в час, расход окислителя (кислорода) - 1800 м3 в час.The same as example 3, but the temperature on the inner surface of the building envelope is 1110 ° C, which is ensured by the torch from burning 1000 m 3 of natural gas per hour, the consumption of oxidizing agent (oxygen) is 1800 m 3 per hour.

Длительность формирования шлаковой ванны составляет 37 часов, общий расход природного газа составляет 37 тыс.м3.The duration of the formation of the slag bath is 37 hours, the total consumption of natural gas is 37 thousand m 3 .

Пример 5Example 5

То же, что и пример 4, но шлакообразующие материалы содержат частицы размером менее 1 мм.Same as example 4, but slag-forming materials contain particles less than 1 mm in size.

Длительность формирования шлаковой ванны составляет 37 часов, общий расход природного газа составляет 37 тыс.м3.The duration of the formation of the slag bath is 37 hours, the total consumption of natural gas is 37 thousand m 3 .

Пример 6 Example 6

То же, что и пример 2, но температура на внутренней поверхности ограждающих конструкций составляет 1320°С, что обеспечивается факелом от сжигания 1000 м3 природного газа в час, расход окислителя (кислорода) - 2050 м3 в час.The same as example 2, but the temperature on the inner surface of the building envelope is 1320 ° C, which is ensured by the torch from burning 1000 m 3 of natural gas per hour, the consumption of oxidizer (oxygen) is 2050 m 3 per hour.

Длительность формирования шлаковой ванны составляет 37 часов, общий расход природного газа составляет 37 тыс.м3.The duration of the formation of the slag bath is 37 hours, the total consumption of natural gas is 37 thousand m 3 .

Таким образом, применение изобретения позволяет на 13,5% уменьшить время запуска печи и расход топлива.Thus, the application of the invention allows 13.5% to reduce the start-up time of the furnace and fuel consumption.

Claims (1)

Способ наплавления шлаковой ванны в печи с жидкой шлаковой ванной, включающий образование факела от сжигания топлива в рабочем пространстве печи между ограждающими конструкциями и подиной, подачу и плавление твердых шлакообразующих материалов, отличающийся тем, что используют твердые шлакообразующие материалы, содержащие частицы размером менее 1 мм, при этом часть подаваемых твердых шлакообразующих материалов плавят на внутренней поверхности ограждающих конструкций печи выше уровня расплава в ванне, а температуру на внутренней поверхности ограждающих конструкций устанавливают выше температуры размягчения шлакообразующих материалов на 20-100°С.A method for depositing a slag bath in a furnace with a liquid slag bath, including the formation of a torch from burning fuel in the furnace working space between the enclosing structures and the hearth, feeding and melting solid slag-forming materials, characterized in that they use solid slag-forming materials containing particles smaller than 1 mm, while part of the supplied solid slag-forming materials are melted on the inner surface of the enclosing structures of the furnace above the level of the melt in the bath, and the temperature on the inner surface ited walling is set above the softening temperature of the slag-forming materials at 20-100 ° C.
RU2015134904A 2015-08-19 2015-08-19 Method of flux bed building in furnace RU2624245C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015134904A RU2624245C2 (en) 2015-08-19 2015-08-19 Method of flux bed building in furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015134904A RU2624245C2 (en) 2015-08-19 2015-08-19 Method of flux bed building in furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015134904A RU2015134904A (en) 2017-03-02
RU2624245C2 true RU2624245C2 (en) 2017-07-03

Family

ID=58454036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015134904A RU2624245C2 (en) 2015-08-19 2015-08-19 Method of flux bed building in furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2624245C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB923233A (en) * 1958-06-07 1963-04-10 Roman Rummel A process and apparatus for smelting metal oxide-containing dusts or ores in finely divided or particulate form
RU2182603C2 (en) * 2000-05-18 2002-05-20 ЗАО Научно-производственное объединение "АЛГОН" Method of control of rhomelt process
RU2299911C1 (en) * 2005-12-27 2007-05-27 Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" Device for smelting metals and alloys

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB923233A (en) * 1958-06-07 1963-04-10 Roman Rummel A process and apparatus for smelting metal oxide-containing dusts or ores in finely divided or particulate form
RU2182603C2 (en) * 2000-05-18 2002-05-20 ЗАО Научно-производственное объединение "АЛГОН" Method of control of rhomelt process
RU2299911C1 (en) * 2005-12-27 2007-05-27 Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" Device for smelting metals and alloys

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУРУНОВ И.Ф. и др. Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа. М.: Черметинформация, 2002, сс.129-138. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015134904A (en) 2017-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2090622C1 (en) Method of producing iron from iron-containing materials in converter
US6592647B2 (en) Method for producing metallic iron
CN105296694B (en) A kind of agglomerates such as carbon containing iron zinc are reduced into the processes such as molten iron, zinc for iron storing type main channel of blast furnace
CN107794381A (en) A kind of preparation method of titanium slag
WO2013070121A1 (en) Pyrometallurgical red mud processing method
RU2591925C2 (en) Method for direct melting
EA028690B1 (en) Starting a smelting process
RU2600290C2 (en) Direct smelting process for high sulphur feed
US4756748A (en) Processes for the smelting reduction of smeltable materials
RU2624245C2 (en) Method of flux bed building in furnace
KR100766346B1 (en) A method and an apparatus for recovery of metals
EP3543634B1 (en) Oxy-fuel combustion system for melting a pelleted charge material
JP2018119693A (en) Hollow electrode for electric furnace and electric furnace
RU2346057C2 (en) Advanced method of melting for receiving of iron
JP2005126732A (en) Smelting-reduction method for material containing metallic oxide, and smelting-reduction apparatus
JP2682637B2 (en) Operation method of flash furnace
KR20060111902A (en) Method of charging fine-grained metals into an electric-arc furnace
US3689251A (en) Reduction of solid iron ore to hot metallic iron in a rotary kiln-flash heater-rotary reactor complex
KR101620757B1 (en) Apparatus for Manufacturing Molten Iron and Method for Manufacturing Molten Iron Using the Apparatus
JP2011074438A (en) Method for producing reduced iron with moving type hearth furnace
KR20070060127A (en) A method and use of an apparatus for recovery of metals or metal compounds
US789648A (en) Method of continuously producing matte by dissolving ores.
RU2198936C2 (en) Method of melting in furnace at pneumatic mixing by melted slag
RU2618297C1 (en) Method of cast iron manufacture by the romelt process of liquid phase recovery
KR20220007859A (en) Methods for smelting metallic feedstock materials