RU2198936C2

RU2198936C2 - Method of melting in furnace at pneumatic mixing by melted slag

Info

Publication number: RU2198936C2
Application number: RU2001109724/02A
Authority: RU
Inventors: А.Б. Усачев; А.В. Баласанов; В.Е. Лехерзак
Original assignee: ЗАО Научно-производственное объединение "АЛГОН"
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2003-02-20

Abstract

FIELD: metallurgy; methods of melting in furnaces at pneumatic mixing with melted slag. SUBSTANCE: proposed method includes putting on blast in melted slag, separation of combustible production gases from melted slag, putting-on oxygencontaining blast above melted slag, delivery of solid particles of charge materials, removal of flue gases, forming film of melted slag continuously flowing over surface of furnace walls; solid particles of charge materials are delivered to said film. EFFECT: reduction of consumption of oxygen-containing blast by 10%.

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам плавки в печи с пневматически перемешиваемым шлаковым расплавом. The invention relates to metallurgy, and in particular to methods of melting in a furnace with pneumatically stirred slag melt.

Изобретение может быть использовано при плавке оксидного, сульфидного сырья, при сжигании различных видов топлива и переработке отходов. The invention can be used in the melting of oxide, sulfide raw materials, when burning various types of fuel and waste processing.

Известен способ плавки в расплаве, включающий подачу дутья ниже уровня расплава, выделение горючих технологических газов из шлакового расплава, подачу кислородсодержащего дутья над ним, подачу шихтовых материалов, отвод дымовых газов, образование непрерывно стекающей по поверхности стен печи выше уровня расплава пленки жидкого металла и шлака (патент RU 2102493, С 21 В 11/00). A known method of melting in the melt, including the supply of blast below the level of the melt, the release of combustible process gases from the slag melt, the supply of oxygen-containing blast above it, the supply of charge materials, the removal of flue gases, the formation of a liquid metal and slag film continuously flowing down the surface of the furnace walls above the melt level (patent RU 2102493, C 21 V 11/00).

Этот способ позволяет осуществить процесс плавки металлургического сырья. This method allows the melting process of metallurgical raw materials.

В то же время этот способ имеет относительно низкую производительность из-за вторичного окисления металла, находящегося в пленке на стенах печи выше уровня расплава, за счет его окисления образовавшимися после дожигания технологическими газами. Кроме того, наличие металла, имеющего более высокую теплопроводность, чем шлак, в непрерывно стекающей по поверхности стен печи жидкой пленке, приводит к большим теплопотерям через стены. At the same time, this method has a relatively low productivity due to the secondary oxidation of the metal located in the film on the walls of the furnace above the level of the melt, due to its oxidation by the process gases afterburning. In addition, the presence of a metal having a higher thermal conductivity than slag in the liquid film continuously flowing down the surface of the furnace walls leads to large heat losses through the walls.

Технической задачей изобретения является уменьшение расхода кислородсодержащего дутья, подаваемого выше уровня шлакового расплава, за счет увеличения интенсивности теплообмена между зоной, лежащей выше уровня расплава, и стекающей по стенам печи пленкой жидкого шлака. An object of the invention is to reduce the consumption of oxygen-containing blast supplied above the level of the slag melt, by increasing the intensity of heat exchange between the zone lying above the level of the melt and the liquid slag film flowing down the walls of the furnace.

Для решения этой задачи в известном способе плавки в печи с пневматически перемешиваемым шлаковым расплавом, включающем подачу в шлаковый расплав дутья, выделение горючих технологических газов из шлакового расплава, подачу кислородсодержащего дутья над ним, подачу твердых частиц шихтовых материалов, отвод дымовых газов, образование непрерывно стекающей по поверхности стен печи выше уровня шлакового расплава пленки жидкого шлака, согласно предлагаемому изобретению твердые частицы шихтовых материалов подают на стекающую по поверхности стен печи выше уровня шлакового расплава пленку жидкого шлака. To solve this problem in a known method of melting in a furnace with a pneumatically stirred slag melt, including supplying blast to the slag melt, releasing combustible process gases from the slag melt, supplying oxygen-containing blast above it, supplying solid particles of charge materials, removing flue gases, continuously flowing down on the surface of the furnace walls above the level of the slag melt of the liquid slag film, according to the invention, solid particles of charge materials are fed to the flowing down surface and the walls of the furnace above the slag melt film of molten slag.

Под твердыми частицами шихтовых материалов понимают частицы сырья, твердого топлива, флюса и других добавок. Under the solid particles of charge materials understand the particles of raw materials, solid fuels, flux and other additives.

Если согласно предлагаемому изобретению на стекающую по поверхности стен печи выше уровня шлакового расплава пленку жидкого шлака подавать твердые частицы шихтовых материалов, температура шлаковой пленки понизится за счет наличия в ней нагревающихся, плавящихся или растворяющихся твердых частиц. При этом улучшится теплообмен между зоной, лежащей над шлаковым расплавом, и шлаковой пленкой на стенах печи. За счет этого улучшится теплопередача шлаковому расплаву из зоны, лежащей над ним. Это позволяет снизить расход кислородсодержащего дутья, подаваемого выше уровня шлакового расплава, по сравнению с известным способом. If, according to the invention, solid particles of charge materials are fed onto a liquid slag film flowing down the surface of the furnace walls above the slag melt, the temperature of the slag film will decrease due to the presence of heating, melting or dissolving solid particles. This will improve the heat transfer between the zone lying above the slag melt and the slag film on the walls of the furnace. Due to this, the heat transfer to the slag melt from the zone above it will improve. This allows you to reduce the consumption of oxygen-containing blast supplied above the level of the slag melt, compared with the known method.

Указанный положительный эффект будет достигнут при различных сочетаниях и пропорциях твердых частиц шихтовых материалов, подаваемых на стекающую по поверхности стен печи выше уровня шлакового расплава пленку жидкого шлака. The indicated positive effect will be achieved with various combinations and proportions of solid particles of charge materials supplied to a liquid slag film flowing down the surface of the furnace walls above the level of the slag melt.

При подаче твердых частиц шихтовых материалов на стекающую по поверхности стен печи выше уровня шлакового расплава пленку жидкого шлака в определенных сочетаниях, можно добиться и дополнительных положительных эффектов. When solid particles of charge materials are supplied to a liquid slag film flowing down the surface of the furnace walls above the level of the slag melt in certain combinations, additional positive effects can be achieved.

Так, при получении металла из окисленного сырья, когда в печь подается железная руда, уголь и флюс (известь), подача на стекающую по поверхности стен печи выше уровня шлакового расплава пленку жидкого шлака только флюса приведет, кроме снижения температуры пленки, к увеличению ее вязкости. При этом увеличится время стекания этой пленки (т.е. увеличится время ее пребывания и нагрева выше уровня шлакового расплава) и улучшится передача тепла шлаковому расплаву, снизится расход кислородсодержащего дутья. So, when metal is obtained from oxidized raw materials, when iron ore, coal and flux (lime) are fed into the furnace, feeding only flux of liquid slag to the film of liquid slag that flows on the surface of the furnace walls above the level of the molten slag will lead, in addition to lowering the temperature of the film, to increasing its viscosity . In this case, the run-off time of this film will increase (i.e., its residence time and heating will increase above the level of the slag melt), heat transfer to the slag melt will improve, and the consumption of oxygen-containing blast will decrease.

При подаче только железной руды на стекающую по поверхности стен печи выше уровня шлакового расплава пленку жидкого шлака концентрация оксидов железа в ней увеличится по сравнению с их концентрацией в шлаковом расплаве и возможно частичное восстановление оксидов железа горючими технологическими газами, выделяющимися из шлакового расплава, что приведет к увеличению производительности процесса. Дополнительное потребление тепла в пленке на частичное восстановление оксидов железа еще более снизит ее температуру, увеличит теплопередачу шлаковому расплаву, уменьшит расход кислородсодержащего дутья. When only iron ore is fed to a liquid slag film flowing down the surface of the furnace walls above the level of the slag melt, the liquid slag film will increase the concentration of iron oxides in it compared to their concentration in the slag melt and partial reduction of iron oxides with combustible process gases released from the slag melt is possible, which will lead to increase process performance. Additional heat consumption in the film for partial reduction of iron oxides will further reduce its temperature, increase heat transfer to the slag melt, and reduce the consumption of oxygen-containing blast.

Подача угля и руды на стекающую по поверхности стен печи выше уровня шлакового расплава пленку жидкого шлака обеспечит более высокую скорость восстановления железа в этой пленке за счет более высокого содержания в ней оксидов железа по сравнению с шлаковым расплавом и частичного восстановления их как горючими технологическими газами, выделяющимися из шлакового расплава, так и частицами угля, что также увеличит производительность процесса. Дополнительное потребление тепла в пленке на восстановление оксидов железа снизит ее температуру, увеличит теплопередачу шлаковому расплаву, уменьшит расход кислородсодержащего дутья. The supply of coal and ore to a liquid slag film flowing down the surface of the furnace walls above the level of the slag melt will provide a higher rate of iron reduction in this film due to the higher content of iron oxides in it compared to the slag melt and their partial recovery as combustible process gases released from slag melt and coal particles, which will also increase the productivity of the process. Additional heat consumption in the film for the reduction of iron oxides will reduce its temperature, increase heat transfer to the slag melt, and reduce the consumption of oxygen-containing blast.

Регулирование соотношения между углем и рудой, подаваемыми на стекающую по поверхности стен печи выше уровня шлакового расплава пленку жидкого шлака, позволит регулировать содержание углерода в образующемся при восстановлении в пленке жидкого шлака металле. Regulation of the ratio between coal and ore supplied to the liquid slag film flowing down the surface of the furnace walls above the level of the slag melt will allow the carbon content in the metal formed during reduction of the liquid slag to be controlled.

Подача твердых частиц шихтовых материалов на стекающую по поверхности стен выше уровня шлакового расплава пленку жидкого шлака может осуществляться различными способами. The supply of solid particles of charge materials to the liquid slag film flowing down the surface of the walls above the level of the slag melt can be carried out in various ways.

Так, возможно подавать твердые частицы шихтовых материалов на стекающую по поверхности стен выше уровня шлакового расплава пленку жидкого шлака путем пневматического воздействия на твердые частицы шихтовых материалов. Thus, it is possible to supply solid particles of charge materials to a film of liquid slag flowing down the surface of the walls above the level of the slag melt by pneumatically acting on the solid particles of charge materials.

Также целесообразно использовать для этих целей механические устройства, придающие такое направление движению твердых частиц шихтовых материалов, чтобы они попадали на стекающую по поверхности стен выше уровня шлакового расплава пленку жидкого шлака. It is also advisable to use mechanical devices for these purposes, giving such a direction to the movement of solid particles of charge materials so that they fall on a liquid slag film flowing down the surface of the walls above the level of the slag melt.

Кроме этого, возможно воздействие на твердые частицы шихтовых материалов пневматически перемешиваемым шлаковым расплавом так, чтобы они попадали на стекающую по поверхности стен выше уровня шлакового расплава пленку жидкого шлака. In addition, it is possible that solid particles of charge materials can be exposed to pneumatically mixed slag melt so that they fall onto a liquid slag film flowing down the surface of the walls above the level of the slag melt.

Ниже приведен пример реализации способа. The following is an example implementation of the method.

В шлаковый расплав подается дутье в количестве 2000 нм³/час.In the slag melt is blown in an amount of 2000 nm ³ / hour.

Состав дутья: кислород 50%, азот 50%. Выше шлакового расплава подается кислородсодержащее дутье (95% кислорода, 5% азота), образующиеся дымовые газы отводятся. За счет пневматического перемешивания расплава на поверхность стен печи выше уровня шлакового расплава непрерывно попадают брызги и наплески шлака, образуя непрерывно стекающую по поверхности стен пленку жидкого шлака. В шлаковый расплав подается железная руда (65% железа) в количестве 10 т/час, уголь (зольность 10%) в количестве 4,0 т/ч и известь в количестве 700 кг/ч. В таблице приведены показатели предлагаемого способа в сравнении с известным способом плавки в печи с пневматически перемешиваемым шлаковым расплавом. The composition of the blast: oxygen 50%, nitrogen 50%. Above the slag melt, an oxygen-containing blast is supplied (95% oxygen, 5% nitrogen), the resulting flue gases are vented. Due to pneumatic mixing of the melt, splashes and splashes of slag continuously fall on the surface of the furnace walls above the level of the slag melt, forming a film of liquid slag continuously flowing down the surface of the walls. Iron ore (65% iron) is supplied to the slag melt in an amount of 10 t / h, coal (ash content 10%) in an amount of 4.0 t / h and lime in an amount of 700 kg / h. The table shows the indicators of the proposed method in comparison with the known method of melting in a furnace with pneumatically mixed slag melt.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет снизить расход кислородсодержащего дутья на 10%. Thus, the use of the invention allows to reduce the consumption of oxygen-containing blast by 10%.

Claims

A method of melting in a furnace with a pneumatically stirred slag melt, including supplying blast to the slag melt, releasing combustible process gases from the slag melt, supplying oxygen-containing blast above it, supplying solid particles of charge materials, flue gas discharge, the formation of continuously flowing above the furnace wall surface above the level a slag melt of a liquid slag film, characterized in that the solid particles of the charge materials are fed to a film w liquid slag.