Доменная печь Советский патент 1936 года по МПК C21B7/00 

Изобретатель дает следующее теоретическое обоснование своего изобретения.

Образование газа от горения горючего в горне доменной печи идет по двум реакциям: одна из них - реакция экзотермическая:

С + Oj 4- 3,762 N2 COj + 3,762 N. + -j-97650 кал.4-А кал.

(тепло, приносимое к фур.ушм одной молекулой углерода горючего, а также одной молекулой кислорода и азотом, представляющими нагретый воздух, вдуваемый в доменную печь); другая реакция - эндотермическая:

СО, + С 2СО - 38790 кал. По исследованиям многочисленных авторов (Kinney, Me Kenzie, Royster „Proposed hearts and bosh construction Iron Age, Febr. 12, 1925; „Iron blast furnace reactions - Technical Paper Bureau of Mines, USA, № 39, 1927; Eichenberg und Eilender, «Влияние количества дутья и его температуры на окисленную зону горна доменной печи - «Домез №№ 11-12, 1933 г. и др.) экзотермическая реакция горения углерода полностью проходит на

расстоянии 0,7-1,0 м от стенки печи, а эндотермическая реакция газификации углерода углекислотой оканчивается на расстоянии, примерно, 1,5-2 м от стенки печи.

Благодаря такому ходу реакций горения углерода горючего и образования горнового газа, а также преимущественному прохождению на периферической кольцевой части горна той же щирины - порядка 2 м - реакций восстановления и расплавления чугуна и шлака, температура, доходящая у сопла фурмы до 1600-ШОО, резко падает по направлению к центру горна и равняется на расстоянии 2-2,5 м от стенки горна 1000-1100°, что установлеио указанными выше исследованиями, а также и другими (ем. доклад нроф. И. А. Соколова «Задачи металлургических исследований в связи с возникновением в Сибири крупной промышленности по черной металлургии, а также статью «О рационализации профилей доменных печей, Уральская металлургия, №№ 7 и 8, 1933 г.).

Наличие такой низкой температуры на расстоянии 2-2,5 м от стены горна вызывает в центральной части

горна и заплечиков доменной печи с диаметром горна выше 4 м образование столба полусплавленных и полувосстановленных материалов (по терминологии немецких исследователей «Toter Mann), который, растворяясь в шлаке, -понджает температуру горна, что чрезвычайно неблагоприятно сказывается на термической мощности и коэфициенте полезного действ-ия последнего, которые, как известно, завис-ят от разности температур между температурой, получаемой в горне от горения кокса в нагретом дутье, и температурой, необходимой для получения того или другого сорта чугуна. В виду того, что горение кокса происходит на периферическом кольце шириной, примерно, до 2 м, то периферическая часть столба материалов получает усиленный сход, тогда как центральная часть сходит весьма медленно в виду того, что кокс в центральной части горна не горит, а столб полувосстановленных и полусплавлен«Ых материалов расплавляется весьма (Медленно. ,,

Весьма замедленный сход материала в центральной- части доменной печи определяет неудовлетворительное использование полезного объема доменной печи в этой части.

.Статистические данные п,о работе доменны-х печей (см. обработанный материал Ewans а. Bailey В статье проф. И. А. Соколова «О. рационализации профилей, доменных печей - Уральская металлургия №№ 7 и 8, 1933 г.) выявляют совершенно определенно, ЧТО;, доменные печи с диаметром горна свьше 5,0-5,5 м работают менее интенсивно, чем печи с диаметром горна м.еньше 5,0-5,5 м, что находится в ирямой связи с уменьшением термической мощно.сти и коэфициента полезного действия горна большого диаметра и замедлением схода материалов В центральной части доменной печи,

Для устранения указанных выше недостатков в работе горна большого диаметра для повышения его термической мош,йости и коэфициента полезного действия, для ускорения схода шихтьс в центральной части доменной кечи и улучшения использования полезного объема печи предлагается устройство горна доменной печи с кольцевым сечением, как изображено на прилагаемом чертеже.

Получение кольцевого сечепия горна доменно-й печи достигается выкладкой па лещади (поде) столба 1, имеющего в части горна форму цилиндра, в чаI сти заплечиков - форму усеченного I конуса с наклоном образующей, равным наклону стенок заплечиков, I а в части выше заплечиков - коничеI ской формы с надетЫМ на него масI сивным толстостенным конусом 2 из жароупорной стали.

Столб 1 выкладывается или набивается из любого высокоогпеупорного материала, хорошо сопротивляюп;егося разъеданию жидким шлаком. Охлаждение столба, вполне достаточное для целей его устойчивости при и.меюших место температурах 1000-1200°, происходит через лещадь печи естественным путем теп.юпередачи.

Ширина кольцевого пространства горна может быть рекомендована для плавки па коксе в 2,0-3,0 м, для плавки на каменном угле 1,5-2,0 м., а для плавки на древесном угле и торфяном коксе 1,75-2,0 .м.

Благодаря расположению столба в центральной части печи он не отнимает много места по площади и объему.

Высоту горна необходимо увеличить всего навсего на 300-500 мм в зависимости от размеров печи. Так, например, для горна диаметром в 7,6 м. (магнитогорские печи) и при ширине кольцевого пространства в 2,5 м для сохранения объема горна без изменения потребуется повысить горн с 3180 до 3600 мм; при этом выкладывается столб диаметром в 2,6 м. Вообще размеры столба, как по ширине, так и по высоте выбираются в зависимости от размеров печи и проплавляемых печью материалов. По указанию изобретателя оценить увеличение производительности доменной печи легко из сопоставления производительности па 1 м- в час при круглом горне и при кольцевом горне, причем производительность при кольцевом горне принимается равной производительности при круглом горне с диаметром двоиной ширины кольца кольцевого горна {например, при ширине кольца кольцевого горна в 2 м производительность на единицу площади принимается равной, как для круглого горна, диаметром 4 м).

По мнению заявителя, можно твердо рассчитывать при кольцевом сечении горна на производительность, на 30%

большую, чем для круглого горна равного диаметра.

Предмет изобретения.

Доменная печь, отличаюш,аяся тем, что она снабжена в центре горна огнеупорным столбом 1, опираюш,имся на лещадь печи и покрытым сверху конусом 2 из жароупорной стали.