Спосіб доменної плавки
Номер патенту: 60594
Опубліковано: 15.10.2003
Автори: Соколовська Інна Веніаміновна, Малий Валентин Васильович, Нефедов Юрій Андрійович, Шатоха Володимир Іванович, Степанова Людмила Іванівна, Клименко Фелікс Константинович
Формула / Реферат
Спосіб доменної плавки, який включає завантаження шихти, вдування в горн з дуттям пиловугільного палива і каталізатора горіння, який відрізняється тим, що як пиловугільне паливо та каталізатор горіння використовують флюсовугільну суміш, яка містить вугілля та вапняк, причому витрату вапняку на одиницю маси вугілля, що вдувається, знаходять зі співвідношення:
,
де:
Sc - частка сірки у вугіллі (0,5-2,5 %);
Sl - частка сірки у вапняку (0,1-1,0 %);
СаОl - частка вапна у вапняку (40-55 %);
СаОс - частка вапна у золі вугілля (1,0-6,0 %);
А - частка золи вугілля (8-15 %);
k=0,013,85 - коефіцієнт ефективності обшлакування сірки, а виготовлення суміші забезпечується шляхом сумісного помелу компонентів.
Текст
Спосіб доменної плавки, який включає завантаження шихти, вдування в горн з дуттям пиловугільного палива і каталізатора горіння, який відрізняється тим, що як пиловугільне паливо та каталізатор горіння використовують флюсовупльну суміш, яка містить вугілля та вапняк, причому Винахід належить до чорної металургії і може бути використаний при виплавці чавуну в доменних печах, які працюють з вдуванням в горн пиловугільного палива Відомий спосіб доменної плавки, який включає завантаження та проплавку шихтових матеріалів на комбінованому дутті при вдуванні додаткового флюсу в горн печі, з підтриманням заданої основності шлаку, причому при накопиченні в горні шлаку 5-95% від максимально можливого витрату флюсу, що вдувається, змінюють в межах 1,250,65 від КІЛЬКОСТІ флюсу, що вдувається (Авт св СРСР №617475, С21В5/00, ЗО 07 78, Бюл 28) Зазначений спосіб не вирішує проблем управління процесами десульфурацм чавуну в доменній печі за умов вдування пиловугільного палива Найбільш близьким за технічною сутністю до способу, що заявляється та результату, який досягається при його використанні, є спосіб доменної плавки, який включає завантаження шихти, вдування в горн з дуттям пиловугільного палива і каталізаторів горіння, в якому у якості каталізатора горіння використовують азотнокислий кальцій або азотнокислий амоній при співвідношенні витрати пиловугільного палива до азотнокислого кальцію або азотнокислого амонію в межах 1 (0,05-0,4) і витрату вапняку на одиницю маси вугілля, що вдувається, знаходять зі співвідношення А-СаО с kS c 100 L СаО, - kS Де S c - частка сірки у вугіллі (0,5-2,5 %), Si - частка сірки у вапняку (0,1-1,0 %), СаОі - частка вапна у вапняку (40-55 %), СаОс - частка вапна у золі вугілля (1,0-6,0 %), А - частка золи вугілля (8-15 %), к=0,01 - - 3,85 - коефіцієнт ефективності обшлаку= вання сірки, а виготовлення суміші забезпечується шляхом сумісного помелу компонентів витраті суміші 100-500кг на 1т чавуну (Авт св СРСР №734285, С21ВЗ/00, 30 07 78, Бюл 28) В описаному способі використовуються реагенти, які лише покращують процес горіння пиловугільного палива але зовсім не сприяють протіканню процесів десульфурацм чавуну, до того ж хімічна взаємодія СаІЧОз або NH4NO3 в доменній печі за реакціями 4C+H2+2CaNO3=2HCN+2CaO+2CO2 (1) C+NH4NO3=2HCN+H2O+CO2 (2) призводить до утворення ціаністого водню, який є фактором руйнування вогнетривкої футеровки та чавунних холодильників доменної печі В основу винаходу поставлено задачу удосконалення технологічного процесу доменної плавки за рахунок вдування флюсовупльної суміші і підвищення якості чавуну за рахунок більш ефективного ошлакування сірчистих сполук, які утворюються при горінні пиловугільного палива Задача вирішується тим, що у відомому способі доменної плавки, який включає завантаження шихти, вдування в горн з дуттям пиловугільного палива і каталізатора горіння, ВІДПОВІДНО ДО винаходу у якості пиловугільного палива та каталізатора горіння використовують флюсовупльну суміш, яка містить вугілля та вапняк, причому витрату ю о (О 60594 вапняку на одиницю маси вугілля, що вдувається, знаходять зі співвідношення А-СаО г J kS,c 100 L СаО, - kS, де S c - частка сірки у вугіллі (0,5-2,5%), S| - частка сірки у вапняку (0,1-1,0%), СаО с - частка вапна у вапняку (40-55%), СаО с - частка вапна у золі вугілля (1,0-6,0), А - частка золи вугілля (8-15%), k = 0,01 - 3,85 - коефіцієнт ефективності ошлакування сірки, а виготовлення суміші забезпечується шляхом сумісного помелу компонентів Ознаками, загальними для способу, що заявляється, та відомого, який взято у якості прототипу, є завантаження шихти, вдування в горн з дуттям пиловугільного палива і каталізатора горіння Відрізняючими ознаками є використання у якості пиловугільного палива і каталізатора флюсовупльної суміші, яка містить вугілля і вапняк, причому витрату вапняку на одиницю маси вугілля, що вдувається, знаходять зі співвідношення L kS, А-СаО 100 СаО, - kS, де S c - частка сірки у вугіллі (0,5-2,5%), S| - частка сірки у вапняку (0,1-1,0%), СаОс - частка вапна у вапняку (40-55%), СаОс - частка вапна у золі вугілля (1,0-6,0), А - частка золи вугілля (8-15%), k = 0,01 - 3,85 - коефіцієнт ефективності ошлакування сірки, а виготовлення суміші забезпечується шляхом сумісного помелу компонентів За наявними у авторів відомостями сукупність ознак, що заявляється, яка характеризує сутність винаходу, невідома у існуючому рівневі техніки Тому винахід, який заявляється, відповідає критерію "новизна" Необхідність відрізняючих ознак зумовлене такими обставинами Вдування пиловугільного палива супроводжується збільшенням приходу сірки до горну доменної печі і суттєвим ускладненням процесів десульфурацм Це супроводжується погіршенням якості чавуну і необхідністю застосування технологій позапічної десульфурацм, що збільшує собівартість чавуну Управління процесом десульфурацм в доменній печі традиційним шляхом - додаванням вапняку до доменної шихти - не вирішує проблему за таких умов, оскільки сірчисті сполуки, що утворюються під час горіння вугілля переходять до складу металу на горизонті фурм де ефективність десульфурацм при фактичній основності шлаку (відношення вмісту оксидів СаО/БіОг) 1,0-1,4 є недостатньою Збільшення основності шлаку усієї маси шлаку понад 1,4 є неприпустимим за технологією доменної плавки Потрібне нове технічне рішення, яке забезпечить локальне введення вапняку безпосередньо до фурмених зон горіння, причому середня основність доменного шлаку зберігається у технологічно допустимих межах Таким рішенням є вдування флюсовупльної суміші Результати термодинамічного моделювання процесу горіння флюсовупльної суміші, які наведено на фіг 1, де показано розподіл сірки між реагуючими фазами в системі чавун-шлак-газ залежно від відношення Ca/S у флюсовупльній суміші, свідчать про те, що повне ошлакування сірки вугілля відбувається при такому співвідношенні вапняку і вугілля у суміші, коли забезпечується співвідношення кальцію і сірки на рівні Ca/S=2,75 Якщо це співвідношення виразити через CaO/S, то можна отримати максимальний коефіцієнт ефективності ошлакування сірки kmax = CaO / S = 2,75 • 56 / 40 = 3,85, де 40 - атомна маса кальцію, а 56 - молекулярна маса оксиду кальцію Збільшення частки вапняку у суміші понад значення k m a x недоцільне, оскільки воно не призведе до подальшого поліпшення ошлакування сірки Оптимальну частку вапняку у суміші можна розрахувати з рівняння І_-СаО,+ — -СаОс 100 = k (1) де S c - частка сірки у вугіллі, %, S| - частка сірки у вапняку, %, СаОс - частка вапна у золі вугілля, %, А - частка золи вугілля, %, Звідси можна отримати А-СаО100 L (2) СаО| - kS| Максимальну ефективність ошлакування сірки буде забезпечено при значеннях k = з,85 Мінімальна ефективність ошлакування сірки буде спостерігатися, якщо | = 0 тобто пиловугіль_ не паливо вдувається без вапна, при цьому ктщ буде не нижче 0,01 При збільшенні величини L в межах значень, ЯКІ забезпечуються підстановкою до рівняння (2) значень від k m до kmax ступінь ошлакування сірки m вугілля збільшується Окрім ошлакування сірки додаток вапна до пиловугільного палива має також каталітичний вплив на процес горіння, що експериментально доведено авторами Авторами виконано експериментальні дослідження, згідно з якими сумісний помел збільшує ефективність ошлакування сірчистих сполук вугілля у порівнянні зі змішуванням вапна і пиловугільного палива без їх сумісного помелу Результати експериментів наведено на фіг 2, де показано ефективність ошлакування сірки при спалюванні флюсовупльних сумішей з різним відношенням Ca/S, утворених шляхом сумісного та роздільного помелу kS, 60594 суміші потрібно додати І_=0,136кг вапняку Схему реалізації способу наведено на фіг 3 Компоненти (ПВП та вапняк) дозують з бункерів 1, 2 на конвеєр З та подають до млину 4, де здійснюють їх сумісний помел, газ-носій транспортує з млину помелену флюсовупльну суміш по трубопроводах 5 до фурм доменної печі 6 Співставлення технічних результатів способу, що заявляється, у порівнянні з прототипом наведено у таблиці Як видно з наведених даних, використання запропонованого способу дозволяє виплавляти низькосірчистий чавун при використання вугілля з будь-яким вмістом сірки Використання прототипу не забезпечує ошлакування сірки вугілля добавкою до суміші Окрім того, використання флюсовупльної суміші не впливає на стан футеровки та СаО с = 5% (наведено середні значення) Для вихолодильників доменної печі Використання протоготовлення флюсовупльної суміші при помелі вутипу пов'язане з ризиком руйнування футеровки та холодильників доменної печі при взаємодії з прогілля для ПВП до нього додається вапняк Оленівдуктами перетворення каталізатору в доменній ського родовища, який містить СаО|=53%, сірки печі S c = 0 , 1 % За формулою (2) можна розрахувати, що на 1кг ПВП для виготовлення флюсовупльної Сутність винаходу, що заявляється, явно не слідує з відомого авторам рівня техніки Сукупність ознак, які характеризують ВІДОМІ рішення, не забезпечують досягнення нових результатів і лише наявність перерахованих відрізняючих ознак дозволяє отримати новий технічний результат Отже, винахід, що заявляється відповідає критерію "винахідницький рівень" Спосіб, що заявляється, реалізується таким чином Наприклад, за технологією доменної плавки в фурми доменної печі потрібно вдувати 100кг пиловугільного палива (ПВП) на 1т чавуну Вміст золи у вугіллі Чумаковської центральної збагачувальної фабрики, з якого виготовляється ПВП, становить А = 10%, сірки S c =18%, в золі міститься Таблиця 100-600 Спосіб, що заявляється 100-600 немає даних 0,5-2,5 немає даних 8-15 немає даних 0,1-1,0 немає даних 40-55 немає даних 1,0-6,0 0 0,036-0,25 0,05-0,4 0 «1,0 немає даних немає даних негативний - можливе руйнування футеровки та холодильників «1,0 3,85
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA process for blast furnace melting
Автори англійськоюShatokha Volodymyr Ivanovych, Nefedov Yurii Andriiovych, Malyi Valentyn Vasyliovych, Stepanova Liudmyla Ivanivna
Назва патенту російськоюСпособ доменной плавки
Автори російськоюШатоха Владимир Иванович, Нефедов Юрий Андреевич, Малый Валентин Васильевич, Степанова Людмила Ивановна
МПК / Мітки
МПК: C21B 3/00
Мітки: спосіб, доменної, плавки
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-60594-sposib-domenno-plavki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб доменної плавки</a>
Попередній патент: Спосіб лікування субатрофічних і атрофічних захворювань верхніх дихальних шляхів
Наступний патент: Спосіб лікування остеомієліту п’яткової кістки при цукровому діабеті
Випадковий патент: Спосіб виготовлення труб із цирконію та його сплавів