Способ ведения доменной плавки Советский патент 1934 года по МПК C21B5/02 

Известно, что при выплавке чугуна, с целью удаления нежелательных в -чугуне примесей и получения легкоплавкого шлака, необходимо применение флюсов, напр., известяка, доломита и др.

С теоретической точки зрения в качестве флюса возможно было бы применить соду (Ма2СОз) или поташ (КзСОз).

Однако, применение углекислого натра (соды), при отсутствии регенерации последнего, обходилось бы чрезвычайно дорого. Учитывая, что .применение соды в качестве флюса может иметь значительные преимущества, в предлагаемом способе поставлена цель достигнуть возможности регенерации соды из отбросного шлака.

Известно, что извлечение водой щелочных металлов в виде различных их соединений с кремнием, алюминием из расплавленных силикатов, напр., шлаков, возможно при выливании последних в воду. Соединения натрия в растворе путем карбонизации углекислотой дымовых газов, всегда имеющихся в достаточном количестве, можно превратить в соду с выделением в осадке кремнекислоты, гидроокиси алюминия, углекислого кальция и пр.

Карбонизацию раствора соединений натрия, полученного при грануляции шлака, можно производить в аппаратах,

(342-343)

напоминающих аппараты для извлечения аммиака, бензола, циана, серы из; газа коксовальных печей.

Полученный раствор соды путем упаривания, с использованием теплоты дымовых газов, и повторным применением слабых растворов соды для нового тушения шлака можно довести до насыщения.

Полученный насыщенный раствор соды в смеси с выпавшими кристаллами может быть направлен для увлажнения руды и кокса, загружаемых в доменную печь.

На основании химико-термодинамических данных можно предполагать, что образование соединений натрия с кремнием и алюминием протекает в области высоких температур, получаемых в доменной печи, превращение же последних соединений натрия в углекислый натрий происходит со значительной легкостью в области пониженных температур, предполагаемых при тушении шлака и карбонизации.

Уже одно сравнение теплот образования соединений натрия с алюминием и кремнием, по сравнению с теплотой образования углекислого натрия, показывает легкость проведения карбонизации.

В самом деле, при образовании соединения натрия с алюминием или кремнием из исходных продуктов коксового производства замечается малый тепловой эффект, между тем как образование углекислого натрия при вышеописанных условиях протекает со значительным выделением тепла.

По принципу Бертло, последние факты доказывают легкость проведения карбонизации.

Протекание в природе аналогичных процессов выветривания силикатов дополнительно доказывает леТкость проведения вышеуказанных процессов в технических условиях.

С целью уменьшения потерь соды необходимо осадок, полученный при гашении шлака, промывать водой и иолученный слабый раствор соды употреблять для гашения новых порций шлака.

Для выделения осадков гидроокиси кремния, алюминия из насыш,енного раствора соды необходимо применение отстойников. Конечно, неизбежны некоторые потери соды, вызывающие необходимость ее добавки со стороны.

Для восполнения теряемой соды вовсе необязательно применение дорогой и дефицитной соды. С последней целью можно применить, как предлагает автор, дешевый сульфат натрия, проведя нижеследующие процессы:

а)в доменной печи.

rSaoSOi + 2С NajS + 2СО2,

б)при карбонизации

NaaS + СОг + НоО NasCO,, -f- H2S.

Известно, что сера из руды и кокса 3 процессе выплавки чугуна удаляется при существующих способах, главным образом, в виде соединений CaS, следовательно, образование в печи аналогичного соединения из ISa2SO4Hl не может вызвать повышенного содержания серы в чугуне. Наоборот, в связи с большей прочностью соединения Na2S, полученного при взаимодействии соды и серы, по сравнению с соединением CaS, есть основания предполагать возможность уменьшения содержания серы в чугуне при предлагаемом способе.

Таким образом, без всякого ущерба можно добавку теряемой соды восполяять сульфатом натрия, что может даже

создать дополнительные источники для получения соды.

Несмотря на некоторые недостатки смачивания кокса и руды насыщенным раствором соды в смеси с ее кристаллами, предлагаемый способ, по мнению заявителя, имеет значительные преимущества.

Отказавшись от применения современных флюсов и перейдя на смачивание кркса и руды раствором соды, проникающим в поры последних, можно, как думс1ет автор, увеличить использование рабочего пространства печи.

Возможно также использовать полученный раствор соды для мокрого тушения кокса в тушильной башне при оксовальных печах.

Возможны возражения против применения предлагаемого способа по сообрзжениям уменьшения реакционной способности кокса в связи с его искусственным „озолением.

Однако, последние опасения вряд ли являются основательными по нижеследуюш,им соображениям.

В связи с увеличенной загрузкой кокса на единицу объема печи, химические процессы в единице объема будут происходить со значительно большей интенсивностью.

Увеличение интенсивности процесса потребует подачи большего количества воздуха в печь, что создает большие оюрости его прохождения по поперечному сечению печи.

Правильность последнего заключения подтверн дают факты из эксплоатации некоторых цехов для извлечения серы и циана из коксовального газа, показывающие, что с увеличением скорости газов интенсивность химических процессов увеличивается.

Что же касается расхода топлива, то он вряд ли, несмотря на увлажнение руды и кокса, может увеличиться, так как температуру выпуска шлаков и чугуна можно держать ниже в связи с большей легкоплавкостью новых шлаков.

Предмет изобретения.

1. Способ ведения доменной плавки с применением соды (МазСО) или поташа (КаСОз) в качестве флюса, отличающийся тем, что руду или кокс, или то и другое, до загрузки в доменнукэ печь смачивают раствором одной из этнх солей или их смеси.

2. Прием осуществления способа по п. 1, отличающийся тем, что кокс смачивают раствором соды или поташа при тушении кокса.

3. Прием осуществления по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что полученный при плавке шлак выливают в воду, с целью выщелачивания солей натрия и калия для регенерации соды и потаща карбонизацией раствора газом, содержащим углекислоту, напр., колошниковым газом.