Способ отопления отражательной печи Советский патент 1974 года по МПК C22B15/04 

1

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к отражательной плавке медных концентратов.

Известен способ отопления отражательной печи, включающий пиролиз природного газа и его сжигание на воздушно-кислородном дутье.

Предлагаемый способ отличается тем, что пиролиз производят непосредственно в печи путем контактирования газа с расплавом, например, в режиме продувки, а дутье подают в печь рассредоточенно вдоль ее фронтальной стены, что позволяет упростить процесс пиролиза. С целью подавления брызгообразования до 30% дутье подают настильно к поверхности расплава в зоне продувки с начальным давлением 1,5-6 ати, а для того, чтобы исключить захолаживание ванны расплава, пиролизу подвергают 70% газа, остальную же часть газа сжигают в голове печи.

Контактирование газа с расплавом осуществляют в голове печи, например в режиме продувки ванны расплава сверху или сбоку. Минимально необходимая температура расплава для осуществления процесса пиролиза составляет не менее 1100°С. Так как в отражательной нечи температура расплава определяется технологическими требованиями процесса и обычно находится в пределах 1200-1250°С, то состав продуктов пиролиза выбирают оптимальным путем измеиения режима взаимодействия газа с расплавом, времени их контакта, а также исходного состава газа. При продувке расплава газом в некоторых случаях возможно захолаживание ванны, вследствие чего пиролизу подвергают не менее 70% газа от его расхода, а до 30% газа сжигают в голове печи посредством одной или нескольких горелок в известных режимах. Процесс продувки расплава газом сопровождается брызгообразованием, которое может привести к образованию настылей на стенках и своде печи. Поэтому до 30% поступающего в голову печи для сжигания газа дутья подают настильно к поверхности расплава в зоне продувки с начальным давлением 1,5-6 ати. Указанное дутье изменяет траектории выносимых газом капель расплава в направлении к поверхности расплава.

Способ может быть осуществлен на отражательной печи любого медеплавильного завода, которая отапливается природным газом на воздушно-кислородном дутье. В печи перерабатывается, например, шихта состава: 83% концентрата, 7% известняка и 10% оборотных материалов. При этом заливается 60% конверторного шлака от веса твердой шихты. Суммарный расход газа на отопление печи составляет 9000 . Температура ванны поддерживается в пределах 1200-1250°С. 30% газа сжигаются посредством установленных во фронтальной стене печи двух горелок на воздушном дутье с коэффициентом подачи кислорода 0,86. Остальной газ подвергается термическому пиролизу путем продувки шлаковой ванны. Для этого во фронтальной стене печи с превышением над поверхностью расплава на 50 мм, под углом к последнему в 40° вмонтированы четыре стальных трубы дпаметром 50 мм, соединенные коллектором с газовой магистралью, из которой газ поступает в трубки с давлением 2,5 ати. В результате продувки через шлак газ нагревается до температуры около 1100°С и разлагается с образованием сажи, водорода, ацетилена и других непредельных углеводородов. При контакте со шлаком, например, 3%-ного газа он взаимодействует с его компонентами, поэтому в печи выделяется 6120 пиролизованного газа. Для подавления брызгообразования через фронтальную стену печи в зону продувки пастильно к поверхности шлака вводят струи кислорода с начальным давлением 2,5-3 ати. Вводимый настильно кислород отжимает капли расплава к поверхности шлака, а также участвует в перемешивании газовой среды внутри печи и в сжигании пиролизованного газа. Суммарный коэффициент подачи кислорода в голову печи поддерживают равным 0,7 с учетом режима сжигания на горелках, для чего расход кислорода через фронтальную стену составляет 7750 . Дожигание топлива производят подачей 6150 кислорода через свод по длине печи вдоль фронта загрузки шихты. Пиролиз поступающего в печь на сжигание газа позволяет резко повысить степень черноты факела и тем самым интенсифицировать процесс теплоотдачи излучением, понизив температуру в печи на 25- 40°С при фиксированной производительности. В рассматриваемом случае тепловая нагрузка печи примерно равна 70-10 ккал/час и общая степень обогащения дутья кислородом - 50%. Максимальная температура внутри печи не превышает 1560°С. Удельный проплав равен, например, 9 т/м в сутки необожженной шихты; при часовой переработке 90 т шихты в печь заливаются 54 т конверторного шлака. Количество магнетита, поступающего с конверторным шлаком в отражательную печь, составляет около 10 т/час. Взаимодействующий со шлаком газ восстанавливает до 7,5 т/час магнетита в вюстит. Поэтому преобладающая часть поступающего с конверторными шлаками магнетита подвергается восстановлению, что обеспечивает также понижение содержания меди в отвальных шлаках отражательной печи до 0,25-0,3%.

Таким бразом, предлагаемый способ отопления позволяет подвергнуть природпый газ пиролизу непосредственно в слое шлака печи, что упрощает осуществление пиролиза, снизить при заданной производительности температуру в печи на 25-40°С, а также попутно- содержание меди в отвальных шлаках. Снижение температуры в печи на 25-40°С значительно повышает срок эксплуатации свода. При фиксации заданной температуры внутри печи путем увеличения расхода газа ее производительность может быть повышена на 8- 10%.

Предмет изобретения

1.Способ отопления отражательной печи, включающий пиролиз природного газа и его сжигание на воздушно-кислородном дутье, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса пиролиза, его производят непосредственно в печи путем контактирования газа с расплавом, например, в режиме продувки, а дутье подают в печь рассредоточенно вдоль ее фронтальной стены.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью подавления брызгообразования, до 30% дутья подают настильно к поверхности расплава в зоне продувки с начальным давлением 1,5-6 ати.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что пиролизу подвергают не менее 70% газа, а остальную часть газа сжигают в голове печи.