Способ плавки чугуна в коксогазовой шахтной печи Советский патент 1988 года по МПК F27B1/00 

Изобретение относится к литейному производству.

Цель изобретения - увеличение эффективности плавки.

На чертеже схематично изображена установка, реализующая описьтаемый способ.

Установка содержит подогреватель природного газа и окислитель, соединенный с туннелями 2 вагранки 3

Предлагаемый способ гглавки осуществляется следующим образом.

Природный газ и воздушно-кислородный окислитель, подогреваемые в подогревателе 1 за счет тепла, вьщеля- емого при сжигании части отходящих газов, подаются для сжигания в туннели 2, установленные в нижней части вагранки 3. Продукты неполного горе- ния природного газа поступают из туннелей 2 в шахту вагранки 2, где вос- станавливанзтся углеродом кокса и отдают физическое тепло нагреваемому

металлу. После охлаждения шихтовыми материалами на выходе из вагранки 3 часть отходящих газов сжигается в смеси с воздухом в рекуперативном подогревателе 1, а оставшийся объем газов направляется для использования в смежных теплотехнологических или знергетических установках, например, для отопления нагревательных обжиговых печей, сушил и т.д

Перед загрузкой металлическими колошами хапостуто коксовую колошу вагранки предварительно разогревают продуктами горения природного газа, подаваемыми через туннели 2. Природный газ подогревают в подогревателе до 500°С, а воздушно-кислородный окислитель до 600°С. Сжигание природного газа в туннелях 2 производят при с/ 0,7-0,85 и содержании кислорода в окислителе К 58-95%. Продук ты горения природного газа, поднимаясь, отдают свое физическое тепло на нагрев и расплавление металла, причем COj и HjO, контактируя с раскалеными кусками кокса восстанавливаются в значительной мере до СО и Н,, , поглощая при этом часть физического тепла газов на эндотермическую реакцию восстановления, но благодаря повшенному содержанию кислорода в окис- лителе, приводящему к более высоким температурам в шахте вагранки 3, условия для плавки чугуна остаются благоприятными. При этом соотношение

10

15

25

30

20дз-лее35

40

водяных эквивалентов отходяш 1х газов и нагреваемых в вагранке материалов, составляющее около 0,8, позволяет осуществить более глубокое охлажде- . ние отходящих газов шихтовыми материалами по сравнению с известным способом, где это соотношение больше 1,0, Выгорание химических элементов металла почти не происходит, так как в холостой колоше устанавливается практически восстановительная атмосфера (за счет почти полного восстановления COj и HjO углеродом кокса). Такая же атмосфера устанавливается по всей высоте шахты вагранки 3. Расплавленный металл с температурой 1400°С попадает в горн вагранки 3. Отходящие горючие газы, состоящие в основном из СО, Hj и Nj, имеющие теплоту сгорания Qr,r 8,5-9,8 МДж/нм и жаропро- изводительность t « 2215-2087 С большую, чем у природного газа, в количестве Vpp 442,9-458,3 нм /т чугуна используются частично для подогрева компонентов горения, а в основном в смежных топливных установках.

Пример 1, Коэффициент расхода окислителя о 0,7, содержание кислорода в нем К 95%,

Природный газ, нагретый до , и окислитель, нагретый до , сжигают с коэффициентом расхода с/ 0,7 и содержанием кислорода в нем К 95%, Удельные расходы на выплавку 1 т чугуна с температурой МОО С составляют: кокса В|, 84 кг/т; природного газа Врг 86 нм /т; кислорода V к 92 нм /т. При этом получают отходящие горючие газы в количестве V 442,9 нм /т с теплотой сгорания Q гг 9,8 МДж/нм и жаропроизводитепь- ностью t - 2215 С. Поведенный удельный расход условного топлива (с учетом расхода первичного топлива на производство кислорода) на выплавку 1 т чугуна составляет -В „р 48,4 кг У.т./т, тепловой КПД вагранки 90%,

Таким образом, жаропрсизводитель- ность отходящих газов t« больше, чем жаропроизводительность природного газа, равная 2040°С,

Пример 2. Коэффициент расхода окислителя е( , содержание кислорода в нем К 76%,

Природный газ, нагретый до 500 С, и окислитель, нагретый до , сжигают с коэффициентом расхода в(«0,75

и содержанием кислорода в нем К 76%, Получают удельные расходы на выплавку 1 т чугуна с температурой 1400 С: кокса BK 83 кг/Tj природного газа В„г 79 нм /т; кислорода Уц 86нм /т При этом получают отходящие горючие газы в количестве Vr.r 448,7 с теплотой сгорания Q г- 9,3 Мдж/нм и жаропроизвоительностью t . Приведенный удельный расход условного топлива с учетом расхода первичного топлива на гфоизводство кислорода на вьпгпавку 1 т чугуна составляет ВПР « 48,4 кг Уо Т./т, тепловой КПД вагранки 90%.

Таким образом, жаропроизводитель- ность отходящих газов t больше, чем жаропроизводительность природного газа, равная 2040 С,

Пример .3. Коэффициент расхода окислителя oi 0,8, содержание кислорода в нем К 58%,

Впр 48,4 кг y.T,/Tj тепловой КПД вагранки 90%.

Таким образом, жаропроизводительность отходящих газов больше, чем жаропроизводительность природного газа, равная 2040 С,

Результаты исследований сведены в таблицу.

Приведенные в таблице данные показывают, что по сравнению с известным способом использование предлагаемого изобретения обеспечивает снижение удельного расхода кокса, повышает жароцроизводительность отходящих ваграночных газов до уровня и вьппе, чем у природного газа (2040 С), что позволяет рассматривать отходящие ваграночные газы как новое топливо, не уступающее природному газу по жа- ропроизводительности, снижает величину приведенного удельного расхода топлива.

Изобретение относится к литейному производству. Цель изобретения - увеличение эффективности плавки путем повьппения жаропроизводительности охлаждающих газов до уровня природного газа.Природный газ и воздушно-кислородный Отлодящие газы Шихта окислитель, подаваемый с коэффициентом расхода 0,7-0,8 и содержанием кислорода в диапазоне 58-95%, подаются для сжигания в туннели 2, установленные в нижней части вагранки 3. Продукты неполного горения природного газа поступают из туннелей 2 в шахту вагранки 3, где восстанавливаются углеродом кокса, имеющего расход 83-86 кг/т чугуна, и отдают физическое тело нагреваемому металлу. После охлаждения шихтовыми материалами на выходе из вагранки 3 часть отходящих газов сжигается в смеси с воздухом в рекуперативном подогревателе 1, а оставшийся объем газов направляется для использЬвания в смежных теплотехнологических или энергетических установках, например, для отопления нагревательных обжиговых печей, сушил и т..До 1 ил., 1 табл. сл Поиродмий t03 fftiMOtue tofti 4 1C о со 1С 4

Природный газ, иагретьй до 500°С, 25 Формула изобретения и окислитель, нагретый до bOO Cjсжигают с коэффициентом расхода с 0,8 и содержанием кислорода в нем К 58%. Получают удельные расходы на выплавку

Способ плавки чугуна в коксогазовой шахтной печи, включающий расплав ление и перегрев чугуна в слое кокса, расположенного на подине печи, путем неполного сжигания природного газа с обогащенным кислородом нагретым окислителем, отличающий с я тем, что, с целью увеличения эф фективности плавки, сжигание природного газа производят вне печи с коэффициентом расхода окислителя в пределах 0,7-0,8, содержанием кислорода в окислителе в диапазоне 58-95% при расходе кокса 83-86 кг/т чугуна.

1 т чугуна с температурой 1400°С: кокса Вц 86 кг/т, цриродного газа Вп.г 68 им /т, кислорода V 80 нм /т. При этом получают отходящие горючие газы в количестве V г-.г 458,3 с теплотой сгорания Q г.г 8,45 МДж/нм и жаропроизводительностью t. 2087 С. Приведенный удельный расход условного топлива с учетом расхода первич- ого топлива на производство кислорода на выплавку 1 т чугуна составляет

Формула изобретения

Способ плавки чугуна в коксогазовой шахтной печи, включающий расплавление и перегрев чугуна в слое кокса, расположенного на подине печи, путем неполного сжигания природного газа с обогащенным кислородом нагретым окислителем, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения эффективности плавки, сжигание природного газа производят вне печи с коэффициентом расхода окислителя в преелах 0,7-0,8, содержанием кислорода в окислителе в диапазоне 58-95% при расходе кокса 83-86 кг/т чугуна.

содержание кислорода в окислителе; t j - жаропроизводитель- ность получаемого горючего газа; Q - теплота сгорания горючего газа; Ъ - удельный расход кокса на плавку; &пг удельный расход природного газа; Ь, - удельный расход кис- лороца для обогащения дутья; Vr.r удельный выход горючего газа; S - удельные затраты на топливо и кислород, потребляемые на процесс плавки, за вычетом стоимости получаемого горючего газа в тепловом эквиваленте природного газа.