Способ отопления отражательной печи

СОЮЗ СОВЕТСКИХОсцнддддесд РЕСПУБЛИК 3 Д) С 22 В 15/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ОСОРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯн двтодсюву саидпвъств . 21) 3377054/22-0222) 05.01.82(71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им, С.и.кирова153) 669. 332. 2 1088. 8 )56) 1. Авторское свидетельство СССР В 505725, кл. С 22 В 15/04, 1972.2. Авторское свидетельство СССР В 724901, кл. С 22 В 15/04, 1978.,ЛО 1036779 А 154) (57) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ включающий рассредоточенную подачу и неполное сжиганиетоплива с газом, содержащим свободный кислород, в шлаке, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения производительности процесса, экономии топлива, снижениясодержания цветных металлов в отваль"ном шлаке, топливо сжигают в зонеплавления при коэФФициенте расходакислорода 1,03-1,10 и в зоне отстоя с коэффициентом расхода кислорода 0,5-0,8 на расстоянии 10-12 мот места выпуска шлака.Изобретение относится к цветнойметаллургии и может быть использовано при плавке медных шихт в отражательных печах.Известен способ отопления отражательной печи, в котором, с цельюповышения коэффициента полезноготеплоиспользования и увеличенияизвлечения цветных металлов, предлагается осуществлять рассредоточенную подачу топлива и кислород"содержащего газа в расплав, а такжечастичный пиролиз топлива с последующим дожиганием продуктов пиролиза в газовом пространстве печи 1 3.Известен также способ отопленияотражательной печи, где предлагается 5-25 топлива и его расхода сжигать в расплаве совместно с кислородсодержащим газом при коэффициенте избытка воздуха О = 0,10-0,35на расстоянии 2/3 длины печи, а наостальной 1/3 в зоне отстоя шлака -сжигать топливо периодически, прекращая его подачу в период выпускаотвального шлака. Дожигание продуктов пиролиза производят вдоль печиза счет избыточного кислорода, подаваемого на торцовые горелки 2 3.Однако низкое значение о ( коэффициент расхода кислорода ) снижает теоретическую температуру горения.природного газа,в расплаве до 700-800 С, что наряду с добавкой воды в воздух приводит к охлаждениюрасплава в зоне подачи дутья.Кроме того, сравнительно низкаятемпература погруженного Факела вплавильной зоне печи уменьшает эффективность теплопередачи конвек" цией от продуктов сгорания топлива к расплаву и, соответственно, снижает производительность процесса и увеличивает расход топлива. Пониженная температура эаключенных в газовых пузырях продуктов неполного сгорания топлива (СН, СО, Н 2)уменьшает степень разрушения магнетита указанными газами, а также сульфидами шихты и штейна. Это приводит к повышенным потерям меди с отвальным шлаком.Целью изобретения является повышение производительности процесса, экономия топлива и снижение содержания цветных металлов в отвальном шлаке.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отопления отражательной печи, включающему рассредоточенную подачу и неполное сжигание топлива с газом, содержащим свободный кислород, в шлаке, топливо сжигают в зоне плавления при коэфФициенте расхода кислорода 1,03- 1,1 и в зоне отстоя с коэффициентом расхода кислорода 0,5-0,8 на расстоянии 10-12 м от места выпуска шлака. Сжигание топлива в плавильнойзоне с Х = 1,03-1-1 соответствуетмаксимальной температуре продуктовсгорания ( 2100-2200 С )и позволяет5повысить эффективность тепло-массопередачи и, соответственно, на 7,7увеличить производительность процесса и на 10,7 сократить общий расходтоплива.Сжигание природного газа в от 10 стойной зоне с Ы = 0,5-0,8 позволяет получить топливный факел с температурой 1300-1800 С. Значениес(,= 0,5 обусловлено наименьшей температурой продукто; сгорания 1300 С,15 что несколько выше обычной температуры шлака 1200-1250 С и позволяетосуществлять его нагрев за счет погруженного дутья. Максимальное значение Ы.= 0,8 соответствует завершению процесса наиболее эффективногсразрушения магнетита и обедненияшлака по цветным металлам.Продувка шлакового расплава вотстойной зоне через непосредственный контакт ( барботаж ) с ним дымовых газов, нагретых до температуры1800 С при с( = 0,8 , обеспечиваетсокращение расхода топлива с5600 нм 3/ч до 5000 нм 3/ч и увеличение удельного проплава с 8,63 т/м 2 сут30 до 9,3 т/исут. Наряду с прогревомреакционной зоны в объеме расплавапосле всплытия газовых пузырей происходит догорание сосредоточенныхв них углеводородов топлива избы 35 точным кислородом газового пространства печи, Причем., догорание осуществляется в непосредственной близости от поверхности ванны, что повышает скорость расплавления огарка,Наименьшее содержание меди в отвальном шлаке 0,43 соответствуетпродувке шлака в плавильной частипечи с о= 1,03, а в отстойной зонес Ы.= 0,5. В, этом случае продуктынеполного сгорания топлива содержатбольшее количество водорода, который является наиболее эффективнымвосстановителем магнетита.Коэффициент избытка окислителяна торцовых горелках устанавлива 50 ют больше единицы и регулируют таким образом, чтобы с учетом избыткаокислителя погружного горения вплавильной зоне догорание топливав печном пространстве происходило 55 полностью.Продувка шлака на расстоянии10-12 м от места его выпуска неувеличивает долю механических потерьмеди с отвальным шлаком, что свидетельствует о достаточно полном разделении его от штейна. Это позволяетосуществлять продувку расплава вотстойной зоне непрерывно ( включаяпериод выпуска расплавов из печи ).П р и м е р. На торцовых Форсун 65 ках отражательной печи йри перера1036779 рода от погруженного факела в плавильной зоне.При таком способе отопления установлено, что среднее значение удельной производительности п(выщается с 8,63 т/максут до 9,.3 т/м;сут при одновременном сокращении общего расхода топлива с 5600 нм З/ч до 50 ОЬИ 7 Содержание меди в отвальном шлаке снижается с 0,6 до 0,58. Продувка шлака за 12 м от места его выпуска, согласно данных минералопетрографических исследований, позволяет снизить долю механических потерь меди. и, соответственно, общее ее содержание с 0,58 до 0,54 Ъо,При сжигании топлива в расплаве на расстоянии более 12 и происходит охлаждение хвостовой части печи, шпака и уве" личение потерь с ним Меди с 0,58 до 0,61 и выше.Средние значения некоторых технологических показателей плавки, соответствующих различным условиям сжигания топлива, приведены в табл. Условия сжиганиятоплива в шлаке Удельнаяпроизводительность,т/мсут Общий Содержаниерасход топли- меди в .ва, нм /ч3шлаке,0,5 1,03 8,60 0,43 5300 1,05 0,48 0,52 0,54 8,65,0,5 5300 0,5 8,80 5100 1,07 0,5 8,70 1,09 5150 8,70 0,5 1,10 0,53 5200 0,6 1,03 5200. 0,49 8,70 1,05 5200 0,50 0,51 0,6 5150 8,84 1,07 0,6 0,54 8,80 5130 1,09 О,б 5120 1,10 0,53 8,90 0,6 1,03 5100 8,80 О,б 0,52 0,53 8,80 5100 0,7 8,80 0,7 1,07 5080 0,53 ботке медного огарка сжигают, напри мер, 56004. нм 3/ч природного газа с коэффициентом избытка воздуха 1,07, обеспечивающего полное сжигание топлива в газовом пространстве печи. Удельная производительность при этом сос.Гав" 5 ляет 8,63 т/м 2 сут, содержание меди в шлаке 0,6.Проводят плавку, когда 11 природного газа от его расхода на торцовых форсунках сжигают в шлаке. 1 О Причем, 300 нм 3/ч топлива сжигают при Ы = 1,10 в плавильной части печи, а 300 нмз/ч при Ы 0,8 в отстойной зоне печи эа 10 м от места выпуска шлака15Г Дожигание продуктов неполного сгорания топлива, подаваемого с недостатком окислителя в хвостовую часть печи, происходит за счет избыточного кислорода торцового отопления, где значение аможет быть, например, установлено 1,3 и частично за счет свободного кислов плавильной в хвосте зоне печи;Продолжение таблицы Общийрасход топлива, нм Э/ч Содержаниемеди вшлаке,Условия сжиганиятоплива в шлаке Удельнаяпроизводительностьт/м сут в плавильной в хвосте зоне печи 9,10 5100 1,09 0,56 0,7 9,10 5000 0,60 1,10 0,7 1,03 9,10 5100 0,56 0,8 0,8 9,00 5050 0,55 1,05 1,07 9,10 5100 0,55 0,8 9,28 5000 0,58 1,09 0,8 9,30 5000 0,60 1,10 0,8 Составитель А. Кальницкий Редактор Н. Джуган Техред М К узьма Корректор А. ИльинЗаказ 5945/27 Тираж 627ВНИИППодписноеИПИ Государственного комитета СССР1130по делам изобретений и откры ий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5т Филиал ППП "Патент , г. Ужгороджгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, рациональные режимы сжиганйя топлива в расплаве плавильной зоны соответствуют с = 1,03-1,10, а в хвостовой части печи о= 0,5-0,8,КоэФфициент избытка окислителя на торцовых форсунках во всех опытах устанавливают 1,2-1,3, что соответствует минимальному содержанию избыточного кислорода в газовой Фазе 0,5-0,8 и содержанию оксида углерода 0,4.Таким образом, предлагаемый способотопления отражательной печи поз воляет увеличить производительность про цесса на 7,7 и одновременно сократить общий расход топлива на 10,7.