Способ доменной плавки

(Л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 3505122/22-0228.10.8215.01.84. Бюл. 9В.А. Петренко, В.Бондарь, В.Н. НикВерещакДнепропетровский орКрасного Знамени мей институт669.162.263.2(088.8)1. Вегман Е.Ф. Мета. М., МеталлургиздАвторское свидетель31, кл. С 21 В 3/00,(46) (72) В.М, В.К. (71) вого чески ( ) 067050 А(54) (57) СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ, включающий загрузку шихтовых мате-, риалов, подачу дутья, выпуск жидких продуктов, отвод и регулирование давления колошникового газа, о т - л и ч а ю щ и й с я. тем, что, с целью интенсификации восстановительного процесса и экономии кокса, на шихтовые материалы в конической шахте печи воздействуют ультразвуком . с.интенсивностью 10 4-10Вт/м 2 и частотой Г 0,063 Т , где Т - темпе 2ратура шихтовых материалов, К.Изобретение относится к чернойметаллургии и может использоватьсяв доменном производстве.Известен способ доменной плавки,включающий загрузку шихтовых материалов, подачу дутья, выпуск жидких 5продуктов и отвод колошникового газа 13,Известный способ не позволяет взначительной мере интенсифицироватьпроцессы восстановления плавки,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяспособ доменной Плавки, включающийзагрузку шихтовых материалов, подачу дутья Выпуск жидких продуктов 15отвод и регулирование давления колошникового газа Г 23.Однако такой способ доменной плавки имеет ограниченные возможностиинтенсификации восстановительныхпроцессов в шахте и повышения степени использования газа путем дальнейшего поведения давления в рабочемпространстве печи, так как резко снижается стойкость засыпных аппаратов и гаэозапорного оборудования, ирасходы на повышение давления газана 1 атм с повышением давления возрастают.Повышенное давление также угнетает реакцию газификации углерода 30кокса, что приводит к ухудшениювосстановительной способности газав вышележащих слоях шихты в сравнении с нижележащими и может способствовать отложению сажистого углерода на шихтовых материалах, что приводит к ухудшению дренажной способности шлаков в горне печи,Целью изобретения является интенсификация восстановительного процесса и экономии кокса.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу доменнойплавки, включающему загрузку шихтовых материалов подачу дутья, выпуск жидких продуктов., отвод и регулирование давления колошникового газа, на шихтовые материалы в коничес-,кой шахте печи воздействуют ультразвуком с интенсивностью 10 -10 Вт/м-7 и частотой 1=0,063 Т, где Т - тем2пература шихтовых материалов, К.Воздействие ультразвука на окислы железа в твердом состоянии приво,дит к активизации восстановительных процессов. У поверхности восстановительного окисла имеется диффузионный слой, перенос восстановителя и газообразных продуктов реакциичерез который осуществляется исключительно молекулярной диффузией. 60ультразвуковые колебания активизируют частицы восстановителя, что спо-собствует быстрейшему преодолениюдиффузионного слоя. Вместе с темультразвуковые колебания воздейст.вуют на кристаллическую решетКУокислов железа, что,понижает энергию активации восстановительных реакций и способствует преодолениюдиффузионных затруднений.Ультразвуковые колебания воздействуют также и на твердое топливо,увеличивая степень его газификации и, тем самым, обогащая гаэ восстановителем, что также способствует росту скорости восстановленияокислов железа в твердой фазе.При воздействии на окислы железаультразвука интенсивностью менее10Вт/м заметного ускорения процесса восстановления не происходит;увеличение интенсивности выше10Вт/м 2 приводит к резкому поглощению энергии. ультразвука, что ведетк изменению агрегатного состоянияокислов и,резкому снижению эффективности воздействия ультразвука.При частоте ультразвуковых колебаний менее 20 кГц заметно ослабевает эффективность воздействия ультразвука на процесс восстановления ивозникают неудобства с эксплуатаци. -ей генераторов таких колебаний, таккак эти частоты входят в диапазонслышимого звука. Увеличение частотыультразвуковых колебаний выше 80 кГцне интенсифицирует процесс восстановления окислов железа в твердойфазе, так как с дальнейшим увеличе"нием частоты колебаний уменьшаетсяих амплитуда, что не способствуетпреодолению диффузионных затруднений.Опытным путем установлено, чтомаксимальный эффект воздействияультразвуковых колебаний на шихтовые материалы достигается в томслучае, если частота ультразвуковыхколебаний выбирается с учетом температуры шихтовых материалов и рассчитывается по формуле 1=0,063 Т 2,где Т - температура шихтовых материалов в зоне воздействия ультразвука, К.Способ доменной плавки может.быть реализован следующим образом.Шахта доменной печи оборудованаультразвуковыми генераторами, например УЗГ-10, которые посредствомволноводноизлучающей системы соединены с излучателями, находящимисяу стен в рабочем пространстве доменной печи, и представляющимисобой пластину из жаропрочной стали,входящую в контакт с шихтовыми материалами. Излучатель, колеблясь с частотой 20-80 кГц, передает колебания шихтовым материалам, при этоминтенсивность ультразвука находится в пределах 10 4 -10Вт/м 2. Шихта,представляющая собой смесь железорудного материала и кокса, подвергаясь воздействию ультразвука,колеблется с частотой колебания из1067050 Рост производительности, , при воздействии ультразвука с частотой Интенсивностьультразвука,Вт/мЭкономия кокса, , привоздействии ультразвукас частотой опти- больше мальной на 15 опти- больше мальной на 15 меньше на 15 меньше на 15 0,36 10 5 О, 12 0,04 0,03 0,26 10 4 1,21 1,51 102 0,91 1,46 3,65 10 1,32 1,03 5,03 1,64 0,92 2,03 1,23 102 3,42 1,83 5,49 3,03 0,35 1,21 5,11 0,37-0,36 Составитель Б. РаковскийРедактор Т. Веселова Техред О.Неце КорректорВ. Гирняк Заказ 11156/30 Тираж 540 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лучателя. При этом интенсифицируются процессы диффузии восстановителя через диффузионный слой и отвод газообразных продуктов реакции, усиливается газификация кокса и постоянно поддерживается высокий восстано вительный потенциал фильтруемого через слой шихтовых материалов газа. Это приводит к росту скорости восстановления и повышению степени использования газа и, как следствие, к 1 О росту производительности печи и экономии кокса.Для достижения максимального эффекта при воздействии ультразвука на шихтовые материалы в шахте доменной 15 печи частоту ультразвуковых колеба,ний рассчитывают по формуле 1=0,063 Тф.Например, для зоны с температурой 800 К оптимальная частота ультразвуковых колебанйй 23,04 кГц, для зоны с температурой 1300 К -60,84 кГц,В таблице приведены результаты опытных плавок, проведенных на доменной печи полезным объемом 2000 мф которые характеризуют эффективность воздействия ультразвука на шихтовые материалы в доменной печи в сравнении с периодом без воздействия ультразвука. Таким образом, испытания предлагаемого способа доменной плавки показывают, что для печи полезным объемсм 2000 м 9 прирост производства составляет 4-7, а экономия кокса в ,1,5-2,0.Экономический эффект от применения предлагаемого способа составляет 640,0 тыс. руб. на одну доменную печь в год.