Способ доменной плавки Советский патент 1980 года по МПК C21B3/02 

Изобретение относится к способу уничтожения отходов резины, в частности изношенных автомобильных покрьлшек. Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам являет Ся способ доменной плавки с использова нием органических отходов 1. Сопутствугацим явлением зкономиче кого развития является увеличенг е из года в год во всем мире колич ест ва отходов резины, в основном за счет Изношенных автомобильных покры шек. Поскольку нельзя Не считаться с естественным распадом предметов из резины, создающим опасность загрязнения окружающей среды, ликвидация этих продуктов распада craHijвится важной задачей охраны ркружаю щей среды. Известны различные способы уничтожения и повторного использования в промышленном производстве резиновых отходов. В соответствии с одним из извест ных способов резиновые изделия измельчаются механическими дробильными установками, с целью удаления те тильных прокладок, их подвергают :химической обработке для получения размельченного материала, исполь- : .зуют в строительстве или в других целях в качестве вспомогательного материала. Согласно этому способу измельчение этих в побледнев время затруднено вследствие все воз растающего применения в производстве автопокрышек элементов из металла и корда (например для радикальных шин), высокой стоимости химической Обработки и, наконец, экономической и количественной ограниченности вторичного использов.ания получаемого измельчённого рёЭйнЬвогб материала. В промышленно развитых странах переработанная в отходы резина, используемая описанным выше способом, составляет .лишь 1-2% от общего годового количества, идущей в отходы резины. Измельчение резиновых отходов и вторичное их использование до сих пор не было решено с экономической точки зрения. Известные способы не обеспечивают полного экономического уничтожзния отходов изношенной резины и вторич ного использования в промышленном производстве, содержащихся в резине ценных веществ. Использование в ка. честве добавок не может считаться lioiBTopHtjM использованием, поскольку .железо, углерод, содержамийся в резине, и углеводороды в подобном вид в процессах промышленного производс ва, не используются, Реэййбвая промышленность в проти воположность бумажной, текстильной и металлообрабатывающей и многим другим отраслям промышленности является отраслью, в которой сверхнор мативные отходы не могут быть повто НоИйпрльзованы В качестве свгрья. Проблемы уничтожения резиновых отходов состоят главным образом в том, что объем капиталовложенийпри известных применяемых способах несоизмёрйм со стЪимостью средств, применяемых для этих целей. Целью изобретения является создание способа, посредством которого отходы отработавшей резины могут -уничтожаться экономично и по сущест ву без дополнительных капиталовложений, а, кроме того, ценные веществ содержащиеся в резине, могут быть повторно выгодно использованы в про цессе промышленного производства. Суть изобретения состоит в том, что химические и физические процесс происходящие при выплавке чугуна в менной печи, пригодны также и для ра зложения oтxoдoв резины, и что вещества/ вьщеляющиеся из зтих отходов в результате пиролитическог разложеНия, по Существу идентичны веществам, содержащимся там и инжек тируемым в доменную печь, в связи с чем добавка резиновых отходов не оказывает отрицательного воздей ствияна ХОДпроцесса выплавки чугун В соответствии с предлагаемым способом отходы резины смешиваются с сырьем, загружае алл в доменную печь, а затем доменная печь загружа ся этой, смесью. Резиновые отходы участвуют в процессах,протекающих в доменной печи, а соединения, возн кающие при их распаде под действием температуры, оказывают благоприятно в.оздействие на плавку чугуна, описа ную подробнее ниже. Для упрощения добавки и для того чтобы обеспечить равномерное прохож дение резиновых отходовв обменную печь, предпочтительно измельчить резиновые отхсды механическим путем. Целесообразно, чтобы вес каждого куска не превышал 2 кг, а особенно предпочтительно, чтобы он был в пределах между 0,3 и 1 кг. . . Поскольку в доменной печи из рези новых отхсдов образуется 40-60 вес. углерода, который добавляется к первоНачально загруженному количеству кокса, количество кокса, содержащегося в шихте и/или количество добавляемого жидкого топлива может быть уменьшено за счет этого настолько, что количество образованного углерода окажется вполне достаточно. В конкретном примере исполнения способа вследствие использования тепла сгорания горючего доменного газа, выделяющегося из резиновых отходов, уменьшается количество горючего газа, потребляемого в воздухонагревателях доменной печи. Для того чтобы при выплавке чугуна не возникало никаких пЬмех, количество резиновых отходов в смеси с шихтой, из расчетов на количество вы- . плавляемого чугуна, устанавливается не более 20%. Пропорции загружаемого материала в большей степени зависят от качества железной руды и качества других загружаемых материалов; оптимальное значение в указанных пределах следует устанавливать экспериментальным путем. Преимущества способа согласно изобретению состоят в том, что резиновые отходы вновь используются в прои.зводственном процессе, что обеспечивает экономичный режим работы доменных печей, и что способ не требует специальных капиталовложений. .В промышленно развитых странах существует целая сеть металлургических предприятий, расположенных однако не слишком далеко друг от друга, что обеспечивает организацию сбора отходов резины на относительно небольших территориях ( в окрестности металлургических предприятий) . Благодаря этому значительно сокращаются расходы на транспортировку и хранение. Поскольку выплавка чугуна по количеству значительно превышает изготовление резины, следует учесть, что для решения проблемы достаточно в среднем закладки 10% отходов резины по отношению к объему выплавляемого чугуна. А это значит, что существующим металлургическим предприятиям для уничтожения появляющихся резиновых отходов никаких дополнительных капитал.овложений не потребуется. Основная проблема, а именно за-, грязнение окружающей среды резиновыми отходами, может быть решена просто и одновременно экономично, способом согласно настоящему изобретению. Подробнее изобретение описывается с помощью конкретного примера исполнения. На чертел.е схематически изображена в разрезе доменная печь. После сбора резиновые отходы подготовляют для транспортировки. Подготовка состоит из механического дробления,при котором резиновые отходы измельчаются на куски весом от 0,3 до 1 кг. После измельчения отходи могут быть поданы в доменную печь посредством транспортных средст Измельченные резиновые отходы подаются на смесительную площадку доменной печи и там выгружаются. После этого резиновые отходы попадают в устройство, готовящее смесь для загрузки доменной печи, при этом для ее переработки никаких особых процессов больше не требуется. Материал для загрузки приготовля ют в смесительном устройстве. При этом резиновые отходы смешиваются с другими составными частями шихты. Загрузка, смеси относится к обычно му рабочему процессу доменной печи. При этом резиновые отходы, смешанные с материалом загрузки, оказываю ся в замкнутом пространстве доменной печи. На колошниковой площадке 1, образующей начальную часть рабочей зоны доменной печи, резиновые отходы вместе с другими составными частями загрузочной смеси нагреваются и при температуре 200 начи 1ается пиролитическое разложение резины. Дальше этот процесс происходит в шахте 2,.после нагрева шихты до тем ратуры 500-700 0 разложение резины заканчивается. Из отходов резины (в случае отходов обычйых изношенны автомобильных покрышек) появляются следунадие продукты разложения: стал углерод, углеводороды с разной длин цепи, но в основном метан, а кроме того, двуокись углерода, окись угле рода, водород и сероводород. Газообразные распада смешиваются с .колошниковым газом доменной печи и удаляются из нее вместе с доменным газом через газоотвод. Твердые составные части или прсдукты распада перемещаются смесью шихтЫ вниз и вовлекаются в процесс переплавки. Частицы стали, являющиеся компонентами резиновых отходов, поглощаю углерод, плавятся и превращаются в доменный чугун, который вместе с остальным чугуном из зоны плавления 3 попадает в заплечики 4. Углерод, образованный из резиновых отходов, так же как кокс участвует в процессе восстановления руды и при этом вырабатывает энерги Соотношение компонентов процесса протекающегов доменной печи, без добавки резиновых отходов и с ними, может быть представлено следующим образом: 1) без добавки резиновых отходов для получения одной тонны чугуна требуется следующее сырье: 2 тонны руды среднего качества 1 тонна металлургического кокса (с содержанием серы около 1%), 0,5 тонны шлакообразующей добавки (известняка) ;. 2) с добавкой резиновых отходов для получения одной тонны чугуна требуется следующее сырье: 2 тонны руды среднего качества, 0,95 тонны металлургического (с содержанием серы около 1%), 0,5 тонны шлакообразующей добавки (известняка), 0,1 тонны резиновых отходов (с содержанием железа около 10%, с содержанием серы около 1%, причем сталь из ;йтходов резины увеличивает количество чугуна с 1 тонны до 1,01 тонны). Из этого сравнения видно, что при добавке 10% резиновых отходов требуется на 5% меньше кокса, причем одновременноколичество выплавляемого чУгуна увеличивается на 1%, Уменьшение расхода кокса объясняется наличием углерода, образующегося в результате пиролитического разложения резины. Расход топлива для доменной печи сокращается вследствие этого с 1:1 до 1,01:0,95. Приведенные в качестве примера соотношения могут меняться в зависимости от качества руды, соотношения компонентов смеси резиновых отходов и ее состава, причем количество топлива, необходимого для доменной печи, уменьшается в каждом отдельном случае. . Теплота сгорания выделяющегося доменного газа в результате добавки водорода, выделяющегося из резиновых отходов, и углеводорода увеличивается примерно на 7-8%. Энергия (природный газ) для нагревания воздухонагревателей доменной печи может быть соответственно уменьшена. Предположим, что для доменной печи средней мощности может быть обеспечено непрерывное применение резиновых отходов в количестве 10% по отношению к чугуну. В этом случае при ежегодной производительности 300000т чугуна посредством способа согласно изобретению, в доменной печи ежегодно может перерабатываться 30000 т резиновых отходов. Благодаря этому ежегодное производство чугуна возрастет на 30000 т.,расход кокса уменьшится на 15000 т, и кроме того, обеспечивается экономия горючего газа примерно на 5%. Эти цифровые данные доказывают, что посредством предложенного способа резиновые , до сих пор считавшиеся ничего не стоящими и загрязняющими окружающую среду, оказываются промышленным сырьем, имеющим большое значение без дополнительных капиталовложений. Формулаизобретения Способ доменной плавки,включающий загрузку через колошник кокса.,желеэорудных кс 4понентов, флюса, добавок органических отходов, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода кокса на плавку - чугуна, в качестве отходов используют прецварительно изношенные

автомобильные покрьлики в количестве самое большее до 20% от веса чугуна.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 317103, кл.С 21 В 5/00, 1971.