СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ШЛАКОВЫХ НАСТЫЛЕЙ В ШАХТНЫХ ПЕЧАХ Российский патент 2012 года по МПК F27B1/00 F27D1/16 

Описание патента на изобретение RU2459167C2

Способ относится к металлургии, а именно к производству жидкого расплава в плавильных агрегатах шахтного типа (чугунолитейные и минераловатные вагранки, шахтные печи цветной металлургии и др.)

Целью изобретения является снижение затрат на обслуживание шахтных печей путем разрушения шлаковых настылей, образующихся при нагреве исходных компонентов в верхней части шахты печи.

При работе плавильных печей вследствие последовательного расплавления компонентов шихты восходящим газовым потоком и охлаждающего действия стен происходит образование шлакового гарнисажа (настылей), наличие которого уменьшает внутреннее сечение печи и снижает производительность агрегата.

Известен способ удаления шлаковых настылей с боковых поверхностей при помощи простых механических приспособлений (В.И.Смирнов. Шахтная плавка в металлургии цветных металлов. Свердловск: ГНТИ, 1955, с.424-427). Он отличается простотой реализации. Однако значительный объем ручного труда, затруднения, возникающие при удалении настылей в труднодоступных местах, снижают эффективность очистки внутренней поверхности рабочего пространства плавильных печей.

Существующие способы удаления настылей в высокотемпературных шлаковых массивах с использованием взрывчатых веществ (Удаление взрывным способом высокотемпературных настылей в металлургических агрегатах. Бершак В.И., Двоскин Е.М., Щурчков В.П., Бочкарев Л.М., Тюменцев В.Г., Гагаринский В.П., Аранович В.Л. - Цветная металлургия, 1984, №3, с.73-74) характеризуются сложностью реализации (Требуется специальное разрешение на использование, спецсредства для доставки, хранения и т.д.). При этом конструкция печи испытывает дополнительное механическое воздействие от взрывной волны, что снижает срок ее эксплуатации.

Группа способов, позволяющих уменьшить процесс настылеобразования в рабочем пространстве металлургических агрегатов, предполагает использование дополнительных источников тепла в виде химической теплоты топлива, сжигаемого в непосредственной близи от шлаковых образований (Способ удаления настылей в металлургических печах. Интыкбаев A.M., Багаев И.С., Гасуха Н.А. Усть-Каменогорский свинц.-цинк. комб. им. В.И.Ленина. А.с. СССР 1084575, заяв. 14.12.82 №3521295/22-02, опубл. В БИ 1984, №13, МКИ F27D 1/16) или применение специальных реагентов в виде высокотемпературных расплавов (Способ удаления настыли в поворотных медерафинировочных печах и передаточных технологических ковшах: Пат 2118387 Россия, МПК6 C22B 15/14/ Ерошевич С.Ю., Никольский А.А., Лазарев В.И., Кучеренко Е.А., Макарова Т.А., Кручинин А.А., Макаров Д.Ф., Бабаков В.И., Старостин С.Н.: АО Норил. горно-металург. комб. - №97115601/02. Заявл. 22.09.97. Опубл. В БИ 27.08.98, №24).

Эти способы требуют дополнительного расхода топлива, времени для оплавления настылей, что снижает производительность основного агрегата, а также увеличивают объемы вредных выбросов в атмосферу. Их использование существенно увеличивает затраты на производство, снижая его эффективность.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению является удаления настылей в высокотемпературных шлаковых массивах с использованием взрывчатых веществ (Удаление взрывным способом высокотемпературных настылей в металлургических агрегатах. Бершак В.И., Двоскин Е.М., Щурчков В.П., Бочкарев Л.М., Тюменцев В.Г., Гагаринский В.П., Аранович В.Л. - Цветная металлургия, 1984, №3, с.73-74), который принят в качестве прототипа. Способ характеризуется сложностью реализации: требуется специальное разрешение на использование спецсредства для доставки, хранения и т.д. При этом конструкция печи испытывает дополнительное механическое воздействие от взрывной волны, что снижает срок ее эксплуатации.

Анализ описанных выше аналогов и прототипа выявил, что ни в одном из них не достигается желаемый результат - создание более простого экономичного способа удаления настылей в шахтных печах без увеличения объемов вредных выбросов в атмосферу.

Авторами изобретения по настоящей заявке способ разрушения шлаковых настылей в шахтных печах с достижением указанного технического результата создан.

Сущность изобретения заключается в том, что на настыли воздействуют акустическим полем, создаваемым подачей потока акустических колебаний в спутный поток воздушного дутья, подаваемого через фурмы в рабочее пространство нижней части печи, с обеспечением распределения акустического поля непосредственно в слое, причем акустическое поле создают звуковой мощностью 0,1-0,6 Вт/м3 и частотой колебаний, устанавливаемой в зависимости от толщины образовавшихся настылей в диапазоне 100-1000 Гц.

Формируемое акустическое поле непосредственно в рабочем пространстве шахтных печей создает условия для периодического механического воздействия на спеченные частицы слоя с определенной амплитудой, что приводит к разрушению их агломератов. Акустическое поле создается с помощью акустических излучателей газоструйного принципа действия, устанавливаемых в нижней части печи в соответствии с распределением настылей. Для этого на специальном патрубке, установленном на воздушной фурме в спутный поток воздушного дутья, подается поток акустических колебаний заданной звуковой мощности. Выходя из фурмы, акустическое поле распределяется непосредственно в слое, обеспечивая воздействие на образовавшиеся настыли. При этом большая часть его энергии используется в рабочем пространстве печи без потерь в окружающей среде.

В табл.1 приведен характер распределения объема спеченных частиц шихты в зависимости от размеров рабочего пространства плавильного агрегата.

Таблица 1 Средний объем настылей в зависимости от объема печи Объем рабочего пространства, м3 2,5 4,5 12,5 36 54 Объем настылей, м3 0,56 0,75 1,25 3,0 4,2

Из приведенных данных видно, что объем настылей в значительной степени зависит от объема рабочего пространства печи. Поэтому мощность формируемого акустического поля должна выбираться в зависимости от производительности и размеров агрегата. Чем больше объем его рабочего пространства, тем выше должна быть звуковая мощность акустического поля, способного разрушить шлаковые образования. Кроме того, чем больше толщина настылей, тем меньше должна быть частота колебаний для обеспечения резонансных условий между внешними периодическими колебаниями и разрушаемыми спеками.

Эффективность разрушения шлаковых образований достигается при частоте колебаний 100…1000 Гц. При этом работа акустических излучателей в диапазоне частот ниже 100 Гц характеризуется низким КПД и требует значительного расхода компрессорного воздуха. Повышенный расход дополнительного воздуха, подаваемого в шахту печи, ухудшает условия горения кокса в слое, теплообмена и работу газоотводящего тракта. При частоте колебаний выше 1000 Гц не достигается резонанс с настылями и процесс их разрушения не происходит.

Мощность звукового поля, формируемого в рабочем пространстве шахтной печи должна находиться в пределах 0,1…0,6 Вт/м3. Превышение максимального уровня используемой звуковой мощности снижает эффективность разрушения настылей за счет распределения подводимой резонансной мощности на весь слой. Снижение уровня звуковой мощности ниже 0,1 Вт/м3 не обеспечивает необходимого усилия для разрушения настылей на внутренней поверхности рабочего пространства шахтных печей (табл.2), вызывая увеличение затрат на их дополнительное удаление.

Используемое изобретение создает условия для постоянного разрушения образующихся шлаковых спеков в верхней части шахтной печи, что увеличивает производительность агрегата на 10…15%.

Таблица 2 Примеры осуществления предлагаемого способа № примеров Звуковая мощность акустического излучения, Вт/м3 Частота излучения, Гц Количество дополнительных взрывов для удаления настылей, шт./месяц 1 0,1 50 12 2 0,1 1000 10 3 0,3 100 9 4 0,3 1000 5 5 0,6 100 5 6 0,6 1000 2 7 0,6 1100 10 8 0,8 1100 14 9 прототип - - 22

Похожие патенты RU2459167C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ГАШЕНИЯ ПЕНЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ГАШЕНИЯ ПЕНЫ 2015
  • Матюхин Владимир Ильич
  • Матюхин Олег Владимирович
  • Зорин Максим Викторович
  • Косогоров Сергей Александрович
  • Стуков Михаил Иванович
  • Загайнов Владимир Семенович
  • Мамаев Михаил Владимирович
  • Бидило Игорь Викторович
  • Лысенко Алексей Владимирович
  • Сухов Сергей Витальевич
  • Валявин Геннадий Георгиевич
  • Запорин Виктор Павлович
RU2591986C1
СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ СТРУЙНО-АКУСТИЧЕСКОЙ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В РАБОЧЕМ ПРОСТРАНСТВЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ 2001
  • Лисенко В.Г.
  • Воронов Г.В.
  • Засухин А.Л.
  • Осетров В.Д.
  • Петухов В.И.
RU2203327C2
СПОСОБ ДОЖИГАНИЯ И ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ 2010
  • Лисиенко Владимир Георгиевич
  • Засухин Анатолий Леонтьевич
RU2451092C2
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОКИСЛЕННЫХ РУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЖЕЛЕЗО, НИКЕЛЬ И КОБАЛЬТ 2011
  • Быстров Валентин Петрович
  • Комков Алексей Александрович
  • Федоров Александр Николаевич
  • Дитятовский Леонид Исаакович
RU2463368C2
СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩЕЙ ШИХТЫ 2006
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Годик Леонид Александрович
  • Поляков Николай Серафимович
  • Моренко Андрей Владимирович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Томских Сергей Геннадьевич
  • Поляков Виталий Николаевич
  • Фукс Виктор Леонтьевич
RU2321642C2
Способ отопления шахтных агрегатов 2017
  • Матюхин Владимир Ильич
  • Матюхин Олег Владимирович
  • Матюхина Анна Владимировна
RU2636596C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИКЕЛЕВОГО ШТЕЙНА 2011
  • Шашмурин Павел Иванович
  • Загайнов Владимир Семенович
  • Стуков Михаил Иванович
RU2455375C1
Способ опыления пламенных печей 1988
  • Лисиенко Владимир Георгиевич
  • Ярошенко Юрий Гаврилович
  • Кокарев Николай Иванович
  • Воронов Герман Викторович
  • Селиванов Сергей Петрович
  • Стрижов Геннадий Федорович
  • Багров Олег Николаевич
  • Миронов Александр Викторович
  • Абзалов Юрий Михайлович
  • Тюлебаев Владислав Григорьевич
  • Кудря Константин Евстафьевич
SU1629324A1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЦОВОГО СЫРЬЯ 2005
  • Быстров Валентин Петрович
  • Дитятовский Леонид Исаакович
  • Комков Алексей Александрович
  • Федоров Александр Николаевич
RU2283359C1
ПЕЧЬ ВАНЮКОВА ДЛЯ ПЛАВКИ МАТЕРИАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЦВЕТНЫЕ И ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ 2006
  • Салихов Зуфар Гарифуллинович
  • Щетинин Анатолий Петрович
RU2336478C2

Реферат патента 2012 года СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ШЛАКОВЫХ НАСТЫЛЕЙ В ШАХТНЫХ ПЕЧАХ

Изобретение относится к производству жидкого расплава в плавильных агрегатах шахтного типа. Для разрушения шлаковых настылей в шахтных печах на настыли воздействуют акустическим полем, создаваемым подачей потока акустических колебаний в спутный поток воздушного дутья, подаваемого через фурмы в рабочее пространство нижней части печи, с обеспечением распределения акустического поля непосредственно в слое. Причем акустическое поле создают звуковой мощностью 0,1-0,6 Вт/м3 и частотой колебаний, устанавливаемой в зависимости от толщины образовавшихся настылей в диапазоне 100-1000 Гц. Изобретение обеспечивает удаление настылей без увеличения объемов вредных выбросов в атмосферу простым экономичным способом, что увеличивает производительность печи. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 459 167 C2

Способ разрушения шлаковых настылей в шахтных печах, отличающийся тем, что на настыли воздействуют акустическим полем, создаваемым подачей потока акустических колебаний в спутный поток воздушного дутья, подаваемого через фурмы в рабочее пространство нижней части печи, с обеспечением распределения акустического поля непосредственно в слое, причем акустическое поле создают звуковой мощностью 0,1-0,6 Вт/м3 и частотой колебаний, устанавливаемой в зависимости от толщины образовавшихся настылей в диапазоне 100-1000 Гц.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2459167C2

Способ удаления настылей в шахтных печах 1987
  • Интыкбаев Алтынбек Мырзадылович
  • Багаев Иван Сергеевич
  • Касенов Нукежан Сатыбаллдиевич
  • Чернышев Сергей Витальевич
SU1421960A1
Способ удаления настылей в металлургических печах 1982
  • Интыкбаев Алтынбек Мырзадылович
  • Багаев Иван Сергеевич
  • Гасуха Николай Александрович
SU1084575A1
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ НАСТЫЛИ В ПОВОРОТНЫХ МЕДЕРАФИНИРОВОЧНЫХ ПЕЧАХ И ПЕРЕДАТОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОВШАХ 1997
  • Ерошевич С.Ю.
  • Никольский А.А.
  • Лазарев В.И.
  • Кучеренко Е.А.
  • Макарова Т.А.
  • Кручинин А.А.
  • Макаров Д.Ф.
  • Бабаков В.И.
  • Старостин С.П.
RU2118387C1
Топка с несколькими решетками для твердого топлива 1918
  • Арбатский И.В.
SU8A1

RU 2 459 167 C2

Авторы

Матюхин Владимир Ильич

Матюхин Олег Владимирович

Кийк Андрей Александрович

Ориничев Виктор Анатольевич

Федотов Вячеслав Владимирович

Берняев Олег Геннадьевич

Журавлев Андрей Геннадьевич

Лобацевич Матвей Владимирович

Швецов Сергей Геннадьевич

Прохоров Вячеслав Владимирович

Коновалов Игорь Сергеевич

Даты

2012-08-20Публикация

2010-11-30Подача