SU1368333A1 - Способ подачи дуть в шахтную восстановительно-плавильную печь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к доменному производству. Цель изобретени  - повышение степени использовани  газов в печи и экономи  кокса. Способ заключаетс - в установлении частоты подачи 0,02 - 1,5 Гц взрывных импульсов дуть  при количестве образующихс  при взрыве газов, равном 0,1-3,0 объема прифурменной зоны рыхлени  в печи. Использование способа повьшает производительность печи и на 1-2% снижает расход кокса. 1 табл.

Description

1

Изобретение относитс  к металлургии в частности к доменному производству .

Цель изобретени  - повышение степени использовани  газов в печи и экономи  кокса.

Сущность способа заключаетс  в следующем.

В емкость, соединенную с фурмой, ввод т компоненты взрывчатого вещества , например природньш газ и кислород (воздух), в соотношении, обеспечивающем взрывание газовой смеси, и инициируют взрывчатую смесь одним из известных способов. Образующа с  при взрыве ударна  волна движетс  по оси -фурмы в печь,, увеличива  дав- ле1ше и скорость окислительного и топливно восстановительного газов.

Дополнительное количество движе- iiHH 5 сообщаемое взрывом взрывчатой газовой смеси струе окислительного и тошшвно-восстановительного газов передаетс  коксу в разрыхленной зоне перед фурмой и столбу шихты в центральной части горна, что увели- швает зону разрыхлени  и проникновени  струи дуть  к оси столба шихты , обеспеш вает более равномерное распределение газов по сечению горна активизирует его работу и улуч-

1

шает сход шихты

Указанные улучшени  работы печи достигаютс  за счет повьш1ени  давлени  и массовой скорости в струе .оуть , разрушени  части более плотного столба шихты в центральной зоне горна, а также за счет разрушени  детонаи,ионной волной взрыва сводов шихты по высоте печи, особенно в зоне разм гчени-  и плавлени .

Дл  смеси природного газа с кислородом при взрыве Дополнительное давление достигает 1500 кПа, а массова  скорость шихты м/с.

Материалы, к которым относитс  кокс, таг оке как и другие насыпные материалы разрушаютс  при давлении 1000-2000 кПа и массовых скорост х м/с. Исход  из этих результатов определено, .что допустима  максимальна  мощность взрыва, а следовательно , и максимальный объем взрывчатой смеси газов должны быть таким, чтобы объем газов - продуктов взрыва не превьшхал 3-4 объема прифурменной зоны разрыхлени . Минимальный объем взрывчатой смесир взрыв которой мо

,

10

15

  .

3683332

жет оказать заметное воздействие на работу доменной печи, определ етс  из расчета получени  количества газов-продуктов взрыва около 0,1 объема зоны разрыхлени .

Эффект воздействи  взрывных иьг- пульсов св зан с их частотой: чем она выше, тем эффективнее, а при данной частоте от мощности взрыва. Согласно экспериментальным данным частота обрушений сводов кокса, равна  частоте колебаний давлени  дуть ,составл ет 1,0 - 1,5 Гц (т.е. до 90 раз в 1 мин). Наиболее эффективна  частота взрывов - частота, совпадающа  с частотой обрушений (когда обеспечиваетс  максимальное разрыхление столба шихтовых материалов), или,по крайней мере, не чаще ее, т.е. частота взрывов должна быть не больше 90 раз в 1 мин.

При частоте взрывных импульсов 10-20 раз в 1 мин энерги  взрывов 25 может использоватьс  достаточно эффективно . Сокращение частоты взрывов снижает эффект от использовани  способа за счет проникновени  в центр печи малой части дуть . .

Доменна  печь работает на воздушном дутье с топливной добавкой, в виде природного газа. Дутье подаетс  в печь через фурмы диаметром 180 мм, скорость истечени  дуть 

20

.30

35

180 м/с. Объем зоны разрыхлени 

(фурменной) длина 1,5 м.

0,3 м , ширина 0,5 м.

Пример 1. Периодическую часть природного газа и воздуха в количестве 0,0004 (10%) и 0,0036 м (90%) при нормальной температуре и давлении 0,4 - 0,6 МПа подают во взрывную камеру объемом О,004 м, примыкающую к соплу фурменного прибора. Предельные концентрации природного газа 6о взрывной смеси с воздухом 5,5 - 14,6%, температура воспламенени  смеси 550 С .частота взрывов 45 раз в 1 мин.

При взрыве смеси образуетс  0,03 м газов - продуктов взрыва, что составл ет 0,1 объема фурменной зоны (нижнее граничное значение).Эти газы выталкивают из фурмы струю дуть  со скоростью 230 м/с, т.е. скорость дуть  при взрыве увеличиваетс  на 26%, на столько же увеличиваетс  и глубина фурменной зоны.

в практике доменного производства известен способ увеличени  длины фурменной зоны за счет уменьшени  диаметра фурм (максимум на 15-20 мм). По известному способу уменьшение диаметра фурм на 20 мм обеспечивает увеличение скорости дуть  и глубину проникновени  струи на 25%. Так как эти результаты соизмеримы с результатами по предлагаемому способу (при взрыве с получением количества взрывных газов 0,1 объема фурменной зоны), то очевидно, что использование взрыва меньшей мощности нецелесообразно .

Пример 2. При услови х, аналогичных примеру 1, периодически во взрывную камеру подают 0,0108 м (10%) природного газа и 0,0976 м (90%) воздуха. Объем взрывной камеры 0,108 м. При взрыве образуетс  0,9 м продуктов горени , что составл ет 3,0 объема фурменной зоны (верх-

1 мин нецелесообразно, так как этих услови х частота обрушений дов кокса в фурменных очагах ста витс  больше частоты обрушений,о ловленных скоростью сгорани  кок за счет кислорода дуть , что вызы ет неровный сход шихты и тугой х печи Ч

1QПримерЗ. Периодически ча

природного газа и воздуха в колич ве соответственно 0,001 (10%) и 0,009 м (90%) при нормальной те пературе и давлении 400-600 кПа п

15 дают во взрывную камеру объемом 0,010 м , примыкающую к соплу ФУр менного прибора (предельные конце рации природного газа во взрывной смеси с воздухом 5,5-14,6%, темпе

20 ратура воспламенени  смеси )

При взрыве взрывчатой смеси об зуетс  около 0,083 м газов - про тов взрыва, что составл ет 0,28 объема прифурменной разрыхленной

нее граничное значение). В этих уело- 25 ны в печи. Температура продуктов

.

3683334

1 мин нецелесообразно, так как в этих услови х частота обрушений сводов кокса в фурменных очагах становитс  больше частоты обрушений,обусловленных скоростью сгорани  кокса за счет кислорода дуть , что вызывает неровный сход шихты и тугой ход печи Ч

1QПримерЗ. Периодически часть

природного газа и воздуха в количестве соответственно 0,001 (10%) и 0,009 м (90%) при нормальной температуре и давлении 400-600 кПа по15 дают во взрывную камеру объемом 0,010 м , примыкающую к соплу ФУр- менного прибора (предельные концентрации природного газа во взрывной, смеси с воздухом 5,5-14,6%, темпе20 ратура воспламенени  смеси ).

При взрыве взрывчатой смеси образуетс  около 0,083 м газов - продуктов взрыва, что составл ет 0,28 объема прифурменной разрыхленной зо

ВИЯХ скорость дуть  на выходе из фурмы 850 м/с, а глубина зоны проникновени  дуть  увеличиваетс  до 7,2 м (или на 370%). Так как даже самые мощные доменные печи объемом 5000 м имеют радиус горна 7,3 м, то очевидно , что дальнейшее увеличение мощности взрыва нецелесообразно.

ПримерЗ. Услови  как в примере 1. При сокращении частоты взры- ВОВ до 1 раза в 1 мин (нижнее граничное значение) эффект взрыва с.нижает- с ,. глубина зоны проникновени  струи дуть  уменьшаетс  на 25% за счет образовани  плотного сло  шихты в моменты между взрывами. Однако при этом обеспечиваетс  улучшение работы горна по сравнению с известным способом уменьшением диаметра фурм). Дальнейшее снижение частоты взрыва нецелесообразно, так как эффект взрыва становитс  меньше эффекта снижени  диаметра фурм печи небольшой части дуть . При сокращении числа взрывов до 1-8 раза в 1 мин может быть еще получен положительный эффект в работе печи.

П р и м е р 4. Услови  как в примере 1. Увеличение частоты взрыва до 90 раз в 1 мин (верхнее граничное значение) увеличивает его эффективность , глубина зоны проникновени  увеличиваетс  на 25%. Однако увеличение частоты взрыва свьш1е 90 раз в

0

О

с

g

5

0

взрыва около 2000 С,

Объем полости сопла и фурмы, через которые проходит поток дуть , составл ет около 0,07 м . Газы - продукты взрыва выталкивают из сопла и фурмы струю дуть  со скоростью примерно 640 м/с, т.е. на выходе из фурмы скорость дуть  при взрыве увеличитс  на 250%. Это обеспечит при частоте подачи взрывных импульсов 10-90 раз в 1 мин увеличение глубины проникновени  дуть  в печь, а следовательно, длины зоны разрыхлени  с 1,5 до 5,2 м. Ширина разрыхлени  зоны, при этом, существенно не изменитс .

С уменьшением частоты взрывов до 1-3 раза в 1 мин глубина npoHiiKHOBe- ни  дуть  в печь уменьшаетс  до 1,9-2,1 м.

Пример 6. При услови х, аналогичных примеру 1, объем взрывной камеры и взрывчатой смеси газов берут 0,037 м из расчета получени  газов - продуктов взрыва в объеме, равном 1 объему зоны разрыхлени , т.е. 0,3 м. В этом случае скорость дуть  на выходе из фурмы при взрыве повьшаетс  до 760 м/с (на 322%),что обеспечивает при частоте взрывов 10-90 раз в I мин увеличение глубины проникновени  дуть  в печь до 6,3 м. Средн   ширина зоны разрыхлени  также увеличиваетс  на 0,05-0,2 м в св зи с повьшением давлени  газов. С уменьшением частоты взрывов до 1-3 раз в 1 мин глубина зоны разрыхлени  уменьшаетс  и составл ет 2,0-2,2 м,

В практике доменного производства известен способ увеличени  длины зоны разрыхлени  за счет уменьшени  диаметра фурмы.

В отличие от изобретени  по известному способу уменьшение диаметра фурм от 180 до 160 мм обеспечиваСпособ подачи дуть  позвол ет значительно увеличить глубину проникновени  дуть  в печь, даже от центра горна самых мощных доменных печей (диаметр горна 15 м). Одновременно существенно увеличиваетс  площадь сечени  зоны разрыхлени . Отмеченные преимущества обеспечивают повышение активности работы горна, улучшение схода шихты и более равномерное распределение газа в печи, за счет чего предоставл етс  возможность увеличить расход руть  на и повысить степень использовани  восстановительного газа. Производительность печи при этом повьшаетс , а расход кокса снижаетс  на 1-2%.

ет увеличение скорости дуть  примерно на 25%, увеличение длины зоны разрыхлени  при этом составит также

около 25%, а средн   ширина уменьшитс  с 0,5 до 0,44 м.

Сравнительна  оценка известного и предлагаемого способов (при различной частоте подачи взрывных импульсов - f, раз/мин) по активизации работы горна печи приведена в таблице .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ подачи дуть  в шахтную вое- становительно-плавильнуло печь, вкпю- чаюш;ий пульсирующую подачу через фурму окислительного газа и топлива, отлич ающий с  тем, что, с, целью повьш1ени  степени использовани  газов в печи и экономии кокса, окислительный газ и топливо подают в поток дуть  при вводе в печь в соотношении , обеспечивающем взрывание смеси с частотой 0,02-1,5 Гц, и мощностью, обеспечивающей газообразование в количестве 0,1-3,0 объема прифурменной зоны рыхлени  в печи .