Способ доменной плавки Советский патент 1984 года по МПК C21B7/24 

о Изобретение относится к черной металлургии и может использоваться в доменном производстве. Известен способ доменной плавки, включающий загрузку шихтовых материалов, подачу дутья, выпуск жидких продуктов и отвод колошникового газа С13. Известный способ не позволяет в значительной мере интенсифицировать процессы восстановления плавки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ доменной плавки, включающий загрузку шихтовых материалов, подачу дутья, выпуск жидких продуктов, отвод и регулирование давления колошникового газа Г23. Однако такой способ доменной пла ки имеет ограниченные возможности интенсификации восстановительных процессов в шахте и повышения степе ни использования газа путем дальнейшего повышения давления в рабоче пространстве печи, так как резко сн жается стойкость засыпных аппаратов и газозапорного оборудования, и расходы на повышение давления газа на 1 атм с повьтением давления возрастают. Повьошенное давление также угнетает реакцию газификации углерода кокса, что приводит к ухудшению восстановительной способности газа в вышележащих слоях шихты в сравнении с нижележащими и может способст вовать отложению сажистого углерода на шихтовых материалах, что приводит к ухудшению дренажной способности шлаков в горне печи, Целью изобретения является интен сификация восстановительного процес (са и экономии кокса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу доменной плавки, включающему загрузку шихтовых материалов,, подачу дутья, выпуск жидких продуктов., отвод и регу лирование давления колошникового га за, на шихтовые материалы в коничес кой шахте печи воздействуют ультразвуком с интенсивностью 10 -10 Вт/ и частотой ,063 Т, где Т - температура шихтовых материалов, К. Воздействие ультразвука на окислы железа в твердом состоянии приво дит к активизации восстановительных процессов. У поверхности восста новительного окисла имеется диффузионный слой, перенос восстановителя и газообразных продуктов реакции через который осуществляется исключительно молекулярной диффузией. Ультразвуковые колебания активизируют частицы восстановителя, что сп собствует быстрейшему преодолению диффузионного слоя. Вместе с тем ультразвуковые колебания воздействуют на кристаллическую решетку окислов железа, что,понижает энергию активации восстановительных реакций и способствует преодолению диффузионных затруднений. Ультразвуковые колебания воздействуют также и на твердое топливо, увеличивая степень его газификации и, тем самым, обогащая газ восстановителем, что также способствует росту скорости восстановления окислов железа в твердой фазе. При воздействии на окислы железа ультразвука интенсивностью менее заметного ускорения процесса восстановления не происходит; увеличение интенсивности выше Вт/м2 приводит к резкому поглощению энергии, ультразвука, что ведет к изменению агрегатного состояния окислов и,резкому снижению эффективности воздействия ультразвука. При частоте ультразвуковых колебаний менее 20 кГц заметно ослабевает эффективность воздействия ультразвука на процесс восстановления и возникают неудобства с эксплуатацией генераторов такихколебаний, так как эти частоты входят в диапазон слышимого звука.Увеличение частоты ультразвуковых колебаний выше 80 кГц не интенсифицирует процесс восстановления окислов железа в твердой фазе, так как d дальнейшим увеличением частоты колебаний уменьшается их амплитуда, что не способствует преодолению диффузионных затруднений. Опытным путем установлено, что максимальный эффект воздействия ультразвуковых колебаний на шихтовые материалы достигается в том случае, если частота ультразвуковых колебаний выбирается с учетом температуры шихтовых материалов и рассчитывается по формуле ,063 Т, где Т - температура шихтовых материалов в зоне воздействия ультразвука, К. Способ доменной плавки может быть реализован следующим образом. Шахта доменной печи оборудована ультразвуковыми генераторами, например УЗГ-2-10, которые посредством волноводноизлучающей системы соедц;нены с излучателями, находящимися у стен в рабочем пространстве доменной печи, и представляющими собой пластину из жаропрочной стали, входящую в контакт с шихтовьми материалами. Излучатель,.колеблясь с частотой 20-80 кГц, передает колебания шихтовым материалам, при этом интенсивность ультразвука находится в пределах Вт/м. Шихта, представляющая собой смесь железорудного материала и ifOKca, подвергаясь воздействию ультразвука, колеблется с частотой колебания излучателя. При этом интенсифицируются процессы диффузии восстановителя через диффузионный слой и отвод газообразных продуктов реакции, усиливается газификация кокса и постоянно поддерживается высокий восстановительный потенциал фильтруемого через слой шихтовых материалов газа. Это приводит к росту скорости восстановления и повышению степени использования газа и, как следствие, к росту производительности печи и экономии кокса.

Для достижения максимального зффекта при .воздействии ультразвука на шихтовые материалы в шахте доменной печи частоту ультразвуковых ксэлеба.НИИ рассчитывают по формуле 0,063 Т Например, для зоны с температурой 800 К оптимальная частота ультразвуковых колебаний 23,04 к.Гц, для

зоны с температурой 1300 к 60,84 кГц.

В таблице приведены результаты опытных плавок, проведенных на доменой печи полезным объемом 2000 м кторые характеризуют эффективность воздействия ультразвука на шихтовые материалы в доменной печи в сравнении с периодом без воздействия ультразвука.

Таким образом, испытания предлагаемого способа доменной плавки показывают, что для печи полезншл . объемом 2000 мЗ прирост производства составляет 4-7%, а экономия кокса - ,1,5-2,0%.

Экономический эффект от применения предлагаемого способа составляет 640,0 тыс. руб. на одну доменную печь в год.

СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ, включающий загрузку шихтовых мате-, риалов, подачу дутья, выпуск жидких продуктов, отвод и регулирование, давления колошникового газа, отличающийся тем, что, с целью интенсификации восстановительного процесса и-экономии кокса, на шихтовые материалы в конической шахте печи воздействуют ультразвуком . с .интенсивностью Вт/м и частотой f 0,063 Т, где Т - температура шихтовых материалов, К.