RU2652044C1 - Газоэлектрическая вагранка (гэв) для плавки неметаллических материалов - Google Patents
Газоэлектрическая вагранка (гэв) для плавки неметаллических материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652044C1 RU2652044C1 RU2017105421A RU2017105421A RU2652044C1 RU 2652044 C1 RU2652044 C1 RU 2652044C1 RU 2017105421 A RU2017105421 A RU 2017105421A RU 2017105421 A RU2017105421 A RU 2017105421A RU 2652044 C1 RU2652044 C1 RU 2652044C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- distance
- tuyeres
- axes
- melt
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 title description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 title description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000012173 estrus Effects 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/08—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces heated otherwise than by solid fuel mixed with charge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/029—Furnaces therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
- F23G5/14—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion
- F23G5/18—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion in a stack
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к печам, предназначенным для получения неметаллических минеральных расплавов. Техническим результатом является повышение производительности печи. Печь содержит подину, загрузочную камеру, свод, фурмы в стенках загрузочной камеры, загрузочные устройства и газоход. При этом печь представляет собой печь шахтного типа и содержит молибденовые электроды в водоохлаждаемых рубашках, установленные в нижней части печи, при этом фурмы предназначены для подачи природного газа и кислородно-воздушной смеси и установлены ниже уровня расплава так, что отношение между расстоянием от подины до осей фурм и расстоянием от подины до свода находится в диапазоне от 1:4 до 1:7, а указанные электроды установлены ниже осей фурм, причем расстояние от подины до осей электродов составляет 0,2÷0,35 расстояния от подины до осей фурм. 1 ил.
Description
Изобретение относится к печам, предназначенным для получения неметаллических минеральных расплавов в производстве минеральной ваты, изделий из базальтового литья, шлакоситаллов, производстве стекла и изделий из него, других производств, использующих минеральные неметаллические расплавы.
Наиболее близким к заявленному устройству является коксогазовая вагранка по патенту РФ 2109236, относящаяся к конструкциям вагранок для плавки и перегрева расплава, в частности для получения расплава из минерального сырья, в производстве теплоизоляционных минераловатных изделий. Вагранка содержит шахту, летку для выпуска расплава и расположенные в чередующемся порядке воздушные фурмы и газовые горелки с горелочными туннелями, отличающаяся тем, что воздушные фурмы и газовые горелки с горелочными туннелями установлены в шахте вагранки с противоположной стороны летки для выпуска расплава на участке 0,6-0,75 периметра шахты.
В данной конструкции вагранки не решен вопрос дегазации расплава, кроме того эти печи очень громоздкие, требуют высоких капитальных затрат и дорогостоящей очистки отходящих газов (обеспылевание и нейтрализация NOx и SO2) и утилизации коксовых остатков. В процессе их работы выделяются горючие газы (СО; H2S), требующие создания системы дожигания с последующей утилизацией тепла.
В процессе плавки в вагранке образуется восстановительная атмосфера, способствующая восстановлению железа, содержащегося в сырье в виде окислов. Снижение содержания железа ухудшает свойства получаемого минерального волокна.
Задачей изобретения является создание высокопроизводительной печи:
- исключающей применение кокса и, следовательно, дорогостоящих систем очистки и дожигания отходящих газов, утилизации коксовых остатков;
- обеспечивающей в рабочем цикле окислительную атмосферу, исключающую восстановление железа из окислов, содержащихся в сырье;
- позволяющей производить переработку всех отходов главной технологической линии в товарную продукцию, обеспечивающую полную нейтрализацию токсичных органических веществ, содержащихся в этих отходах.
Поставленная задача решается тем, что печь для переработки шлакообразующих материалов содержит подину, загрузочную камеру, свод, фурмы в стенках загрузочной камеры, загрузочные устройства и газоход, причем печь представляет собой печь шахтного типа и содержит молибденовые электроды в водоохлаждаемых рубашках, установленные в нижней части печи, при этом фурмы предназначены для подачи природного газа и кислородно-воздушной смеси и установлены ниже уровня расплава так, что отношение между расстоянием от подины до осей фурм и расстоянием от подины до свода находится в диапазоне от 1:4 до 1:7, а указанные электроды установлены ниже осей фурм, причем расстояние от подины до осей электродов составляет 0,2÷0,35 расстояния от подины до осей фурм.
Конструкция газоэлектрической вагранки (ГЭВ), имеющая молибденовые электроды, установленные ниже осей фурм на расстоянии 0,2÷0,35 расстояния от подины до осей фурм, обеспечивает гомогенизацию и дегазацию расплава за счет стабилизации его температуры и активного перемешивания. За счет протекания электрического тока организуется так называемый «барботаж» жидкой фазы, что позволяет получить однородную дегазированную массу.
Электрический нагрев обладает значительно меньшей инерционностью в работе, а также способностью работать в режимах «дрейфа», с удержанием расплава в печи, при аварийной остановке линии получения и обработки волокна. В этих режимах расплав в зоне электродов гораздо проще контролируется, а учитывая физические особенности теплопередачи, электрический нагрев является более динамичным и точным в настройках режимов.
Применение электрического нагрева для возмещения части тепла, используемого для гомогенизации расплава (20÷30%), снижает выбросы дымовых газов и уменьшает теплопотери.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана печь в разрезе.
Предлагаемое устройство представляет собой печь шахтного типа. Печь состоит из подины 1; внутреннего горна 2; кессонированной шахты, состоящей из фурменных кессонов 3, прикладных 4 кессонов; кессонированного съемного водоохлаждаемого свода 5, к которому примыкают охлаждаемый газоход 6 и загрузочные устройства (течки) 7. В фурменных кессонах 3 расположены фурмы 9, разделяющие шахту печи на надфурменную и подфурменную зоны. В кладке печи установлены молибденовые электроды 8 в водоохлаждаемых рубашках.
Подина 1 и внутренний горн 2 печи могут быть набраны из огнеупорного кирпича или выполнены водоохлаждаемыми с огнеупорной футеровкой. Внутри шахты печи на самонесущем каркасе установлены водоохлаждаемые кессоны 3, 4, 5, жестко на нем закрепленные.
Способ плавки в печи ГЭВ позволяет перерабатывать влажный и сухой материал. Благодаря интенсивному перемешиванию расплава раскаленными газами происходит нагрев и плавление шихты, загружаемой на поверхность ванны через течки, расположенные в своде печи. Подачу кислородосодержащего дутья в смеси с природным газом в печь осуществляют в слой расплава, что позволяет использовать водоохлаждаемые элементы (кессоны) в зоне интенсивного его перемешивания.
Основной принцип новой технологии плавления сырья в ГЭВ заключается в том, что массообмен осуществляют в турбулентно перемешиваемой ванне расплава с его одновременным электроподогревом в подфурменной зоне в районе подины. Причем дутье поступает в расплав на уровне фурм со скоростью от 100 до 300 м/с, что значительно интенсифицирует теплопередачу от газового факела к расплаву (по сравнению с теплопередачей от горящего кокса в вагранках), а интенсивное перемешивание ускоряет процесс плавления шихты и гомогенизирует расплав. Подогрев электрическим током от молибденовых электродов, проходящим через расплав, осуществляемый без обогащения газовыми фракциями в зоне отбора (район подины печи) и вывода расплава на дальнейшую переработку, способствует дополнительному гравитационному перемешиванию расплава и обеспечивает необходимый уровень гомогенизации и дегазации.
ГЭВ по своим характеристикам близка к аппарату идеального смешения. Нагрев и плавление шихты осуществляется при лучистой и конвективной передаче тепла от газового факела и тепла, выделяемого при прохождении через расплав электрического тока от электродов, установленных в кладке печи к шихте. Скорость нагрева и плавление шихты лимитирует процесс теплопередачи от раскаленного газового факела и проходящего через расплав электрического тока, подаваемого молибденовыми электродами к шихте через расплав. Сырье загружают в печь в твердом виде, где под воздействием высоких температур происходит их нагрев, испарение влаги, диссоциация карбонатов и плавление смеси.
Плавка проводится в окислительной атмосфере благодаря избыточному количеству кислородно-воздушной смеси (ос«1,1), что обеспечивает неизменное содержание железа в расплаве. Состав и количество расплава в печи при установившемся режиме работы остаются практически неизменными.
Наличие окислительной атмосферы при высокой температуре дымовых газов обеспечивает полное сгорание природного газа без сверхнормативного образования СО. Значительное уменьшение количества воздуха в дутье (благодаря подаче кислорода) обеспечит многократное снижение содержания окислов азота в дымовых газах.
Исключение кокса из технологического цикла обеспечивает отсутствие SO2 и в дымовых газах, что в свою очередь исключает необходимость строительства дорогостоящих систем очистки и дожигания отходящих газов, а также утилизации коксовых шлаков.
Claims (1)
- Печь для переработки шлакообразующих материалов, содержащая подину, загрузочную камеру, свод, фурмы в стенках загрузочной камеры, загрузочные устройства и газоход, отличающаяся тем, что печь представляет собой печь шахтного типа и содержит молибденовые электроды в водоохлаждаемых рубашках, установленные в нижней части печи, при этом фурмы предназначены для подачи природного газа и кислородно-воздушной смеси и установлены ниже уровня расплава так, что отношение между расстоянием от подины до осей фурм и расстоянием от подины до свода находится в диапазоне от 1:4 до 1:7, а указанные электроды установлены ниже осей фурм, причем расстояние от подины до осей электродов составляет 0,2÷0,35 расстояния от подины до осей фурм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017105421A RU2652044C1 (ru) | 2017-02-20 | 2017-02-20 | Газоэлектрическая вагранка (гэв) для плавки неметаллических материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017105421A RU2652044C1 (ru) | 2017-02-20 | 2017-02-20 | Газоэлектрическая вагранка (гэв) для плавки неметаллических материалов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652044C1 true RU2652044C1 (ru) | 2018-04-24 |
Family
ID=62045826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017105421A RU2652044C1 (ru) | 2017-02-20 | 2017-02-20 | Газоэлектрическая вагранка (гэв) для плавки неметаллических материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652044C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4346661A (en) * | 1980-03-20 | 1982-08-31 | Osaka Gas Kabushiki Kaisha | Furnace for treating industrial wastes |
| SU1801195A3 (ru) * | 1991-06-25 | 1993-03-07 | Hopильckий Гopho-Metaллуpгичeckий Komбиhat Иm.A.П.Зabehягиha | Печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне |
| RU2109236C1 (ru) * | 1997-05-16 | 1998-04-20 | Акционерное общество открытого типа "Термостепс" | Коксогазовая вагранка |
| RU2215238C1 (ru) * | 2002-07-24 | 2003-10-27 | Закрытое акционерное общество "Первый международный фонд реабилитации и развития предприятий РФ" | Печь для переработки шлакообразующих материалов |
| US20090293548A1 (en) * | 2008-03-13 | 2009-12-03 | Thomas Niehoff | Device and method for preparing siliceous melts |
| RU2380325C1 (ru) * | 2008-11-06 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) | Способ плавки в газовой вагранке |
-
2017
- 2017-02-20 RU RU2017105421A patent/RU2652044C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4346661A (en) * | 1980-03-20 | 1982-08-31 | Osaka Gas Kabushiki Kaisha | Furnace for treating industrial wastes |
| SU1801195A3 (ru) * | 1991-06-25 | 1993-03-07 | Hopильckий Гopho-Metaллуpгичeckий Komбиhat Иm.A.П.Зabehягиha | Печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне |
| RU2109236C1 (ru) * | 1997-05-16 | 1998-04-20 | Акционерное общество открытого типа "Термостепс" | Коксогазовая вагранка |
| RU2215238C1 (ru) * | 2002-07-24 | 2003-10-27 | Закрытое акционерное общество "Первый международный фонд реабилитации и развития предприятий РФ" | Печь для переработки шлакообразующих материалов |
| US20090293548A1 (en) * | 2008-03-13 | 2009-12-03 | Thomas Niehoff | Device and method for preparing siliceous melts |
| RU2380325C1 (ru) * | 2008-11-06 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) | Способ плавки в газовой вагранке |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2009532661A (ja) | 酸素燃料燃焼及び空気燃料燃焼の一体化 | |
| PL174544B1 (pl) | Sposób i urządzenie do ciągłego podgrzewania materiałów wsadowych do pieca stalowniczego | |
| US3958919A (en) | Method at melting in a shaft furnace | |
| US2526658A (en) | Process for smelting iron ore | |
| RU2498949C2 (ru) | Способ производства минеральной ваты | |
| CA3037681C (en) | Oxy-fuel combustion system and method for melting a pelleted charge material | |
| FI67880C (fi) | Anordning foer smaeltning och raffinering av oraffinerad koppar | |
| RU2137068C1 (ru) | Способ плавления металлических шихтовых материалов в шахтной печи | |
| US2035550A (en) | Process for producing pig iron or steel simultaneously with portland cement | |
| RU2652044C1 (ru) | Газоэлектрическая вагранка (гэв) для плавки неметаллических материалов | |
| GB972335A (en) | Improved apparatus for continuous steelmaking | |
| SE7905725L (sv) | Kontinuerligt arbetande ugn for smeltning av metall | |
| US2515670A (en) | Manufacture of open-hearth steel | |
| GB1532204A (en) | Cupola furnace and a method for the melting and refining of cement copper | |
| US3188065A (en) | Smelting-furnace, particularly for the production of steel | |
| DE202021100566U1 (de) | Gaselektrischer Schachtofen (GES) zum Schmelzen von nichtmetallischen Materialien | |
| SU814903A1 (ru) | Устройство дл термообработки шихты | |
| US742018A (en) | Reducing-furnace. | |
| SU50316A1 (ru) | Способ вдувани песка или других флюсующих веществ через воздушные формы на ходу доменной печи | |
| RU2230709C2 (ru) | Безванновое плавление горных пород по способу р.д.тихонова и устройство для его осуществления | |
| SU941823A1 (ru) | Вагранка | |
| RU2407805C2 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи и устройство для его осуществления | |
| US486540A (en) | siemens | |
| US470712A (en) | Carl siemens | |
| US3865576A (en) | Method of melting solid charges in open hearth furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190221 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200220 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210628 Effective date: 20210628 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20211102 |