Способ плавки чугуна в коксогазовой шахтной печи

(59 4 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СТВУ Н АВТОРСК в Ю ОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский энергетический институт(54) СПОСОБ ПЛАВКИ ЧУГУНА В КОКСОГАЗОВОЙ ШАХТНОЙ ПЕЧИ(57) Изобретение относится к литейному производству. Цель изобретенияувеличение эффективности плавки путемповышения жаропроизводительности охлаждающих газов до уровня природного газа.Природный гаэ и воздушно-кислородныйОтюдюигие окислитель, подаваемый с коэффициентом расхода 0,7-0,8 и содержаниемкислорода в диапазоне 58-953, подаются для сжигания в туннели 2, установленные в нижней части вагранки 3.Продукты неполного горения природного газа поступают из туннелей 2 вшахту вагранки 3, где восстанавливаются углеродом кокса, имеющего расход 83-86 кг/т чугуна, и отдают физическое тело нагреваемому металлу.После охлаждения шихтовыми материалами на выходе иэ вагранки 3 часть отходящих газов сжигается в смеси своздухом в рекуперативном подогревателе 1, а оставшийся обьем газов направляется для использдвания в смежных теплотехнологических или энергетических установках, например, дляотопления нагревательных обжиговыхпечей, сушил и т д. 1 ил., 1 табл.Изобретение относится к литейномупроизводству,Цель изобретения - увеличение эффективности плавки.На чертеже схематично изображенаустановка, реализующая описываемыйспособ.Установка содержит подогреватель 1природного газа и окислитель, соединенный с туннелями 2 вагранки 3.Предлагаемый способ плавки осуществляется следующим образом.Природный газ и воздушно-кислород.ный окислитель, подогреваемые в подогревателе 1 за счет тепла, выделяемого при сжигании части отходящихгазов, подаются для сжигания в туннели 2, установленные в нижней частивагранки 3, Продукты неполного горения природного газа поступают из туннелей 2 в шахту вагранки 2, где восстанавливаются углеродом кокса и отдают физическое тепло нагреваемомуметаллу. После охлаждения шихтовыми 25материалами на выходе из вагранки 3часть отходяпдх газов сжигается всмеси с воздухом в рекуперативномподогревателе 1, а оставшийся объемгазов направляется для использования 30в смежных теплотехнологических илиэнергетических установках, например,для отопления нагревательных обжиговых печей, сушил и т.д.Перед загрузкой металлическимиколошами холостую коксовую колошувагранки предварительно разогреваютпродуктами горения природного газа,подаваемыми через туннели 2. Природный газ подогревают в подогревателе 1 40до 500 С, а воздушно-кислородныйокислитель до 600 С, Сжигание природного газа в туннелях 2 производятпри Й= 0,7-0,85 и содержании кислорода в окислителе К = 58-95 , Продук ты горения природного газа, поднимаясь, отдают свое физическое тепло нанагрев и расплавление металла, причем СО и Н,О, контактируя с раскаленными кусками коксавосстанавливаютсяв значительной мере до СО и Н поглощая при этом часть физическоготепла газов на зндотермическую реак"цию восстановления, но благодаря повышенному содержанию кислорода в окислителе, приводящему к более высокимтемпературам в шахте вагранки 3, условия для плавки чугуна остаются благоприятными. При этом соотношение водяных эквивалентов отходящих газов и нагреваемых в вагранке материалов, составляющее около 0,8, позволяет осуществить более глубокое охлажде- . ние отходящих газов шихтовыми материалами по сравнению с известным способом, где это соотноШение больше 1,0Выгорание химических элементов металла почти не происходит, так как в холостой колоше устанавливается практически восстановительная атмосфера (эа счет почти полного восстановления СО, и НО углеродом кокса). Такая же атмосфера устанавливается по всей высоте шахты вагранки 3. Расплавленный металл с температурой 1400 С по" падает в горн вагранки 3, Отходящие горючие газы, состоящие в основном из СО, Н и Я , имеющие теплоту сгорания Яг = 8,5-9;8 МДж/нм и жаропроизводительность й2215-2087 С большую, чем у природного газа, в количестве Ч , = 442,9-458,3 нм/т чугуна используются частично дпя подогрева компонентов горения, а в основном в смежных топливных установках.П р и м е р 1, Коэффициент расхода окислителя Ы 0,7, содержание кислорода в нем К 95Природный газ, нагретый до 500 С, и окислитель, нагретый до 600 С, сжигают с коэффициентом расхода Ы0,7 и содержанием кислорода в нем К953. Удельные расходы на выплавку 1 т чугуна с температурой 1400 С составляют: кокса В = 84 кг/т; природного газа В,86 нм/т, кислорода Ч- 92 нм /т. При этом получают отходящие горючие газы в количестве Чг г= 442,9 нм/т с теплотой сгорания Я г.г = 9,8 МДж/нм и жаропроизводитепьностью й ж = 2215 С. П 1 Мведенный Удельный расход условного топлива (с учетом расхода первичного топлива на производство кислорода) на выплавку 1 т чугуна составляет В = 48,4 кг у.т./т, тепловой КПД вагранки 90 .Таким образом, жаропроиэводитепьность отходящих газов й2215 С больше, чем жаропроиэводительность природного газа, равная 2040 С.П р и м е р 2. Коэффициент расхода окислителя Ы= 0,75, содержание кислорода в нем К = 763.Природный гаэ, нагретый до 500 С, и окислитель, нагретый до 600 С, сжигают с коэффициентом расхода Ы0,751420324 и содержанием кислорода в нем К = 763. Получают удельные расходы на выплавку 1 т чугуна с температурой 1400 С: кокса В = 83 кг/т, природного газа Вд,79 нм /т; кислорода Чк =86 нм/т. При этом получают отходящие горючие газы в количестве 7 448,7 нм/т с теплотой сгорания Я р, = 9,3 Мдж/нм и жаропроизвоительностью= 2173 С. 10 Приведенный удельный расход условного топлива с учетом расхода первичного топлива на производство кислорода иа вьвлавку 1 т чугуна составляет В 48,4 кг у,т./т, тепловой КПД 16 вагранки 907,Таким образом, жаропроизводительность отходящих газов С = 2173 С больше, чем жаропроиэводительность природного газа, равная 2040 С.20П р и м е р 3. Коэффициент расхода окислителя Ы= 0,8, содержание кислорода в нем К = 587 Природный газ, нагретый до 500 С 25 и окислитель, нагретый до 600 Ссжигают с коэффициентом расхода с= 0,8 и содержанием кислорода в нем К = 583. Получают удельные расходы на выплавку 1 т чугуна с температурой 1400 С: ЗО кокса В86 кг/т, цриродного газа В,= 68 нмф/т, кислорода Ч= 80 нм /т. При этом получают отходящие горючие газы в количестве Ч , = 458,3 нм/т с теплотой сгорания 0 г,г= 8,45 ИДж/нм и жаропроиэводительностью й 2087 С. Приведенный удельный расход условного топлива с учетом расхода первичного топлива на производство кислорода на выплавку 1 т чугуна составляет 4 О Впр = 48,4 кг у.т./т тепловой КПП вагранки 907.Таким образом, жаропроиэводительность отходящих газов йр2087 С больше, чем жаропроизводительность природного газа, равная 2040 С,Результаты исследований сведены в таблицу.Приведенные в таблице данные показывают, что по сравнению с известным способом использование предлагаемого изобретения обеспечивает снижение удельного расхода кокса, повышает жаропроизводительность отходящих ваграночных газов до уровня и выше, чем у природного газа (2040 С), что позволяет рассматривать отходящие ваграночные газы как новое топливо, не уступающее природному газу по жаропроизводительности, снижает величину приведенного удельного расхода топлива. Формула изобретения г Способ плавки чугуна в коксогаэовой шахтной печи, включающий расплавление и перегрев чугуна в слое кокса, расположенного на подине печи, путем неполного сжигания природного газа с обогащенным кислородом нагретым окислителем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения эффективности плавки, сжигание природного газа производят вне печи с коэффициентом расхода окислителя в пределах 0,7-0,8, содержанием кислорода в окислителе в диапазоне 58-957 при расходе кокса 83-86 кг/т чугуна.,04 36 и е. р - коэффициент расхода окислителя прсодержание кислорода в окислителе; г, р,Фность получаемого горючего газа;горючего газа; Ь - удельный расход коудельный расход природного газа; Ьрпорода для обогащения дутья; Ч - уделгаза; 8 - удельные затраты на топливоляемые на процесс плавки, за вычетом сгорючего газа в тепловом эквиваленте пр еча Т. Чиркунаннч оста вит елехред М орректор М. Максимишинец Редактор М, Недолуженк Заказ 4313/ Тираж ВНИИПИ Государст по делам изоб 13035, Москна, Ж-Зоцпис но енного комитета СССРетений и открытийРаушская наб., д, 4/ Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор д,ная, 4 0,60 50 0,60 5565 55 ,70 95 Ь,75 55 Ь,85 58 0,90 58 010 8,57 018 8,99 021 8,87 215 9,86 нмз /т Ьр, нмз /т Ч, , вм /т Б,руб./т111 557 5,91 иродного газа; Кр - - жаропроизводительтеплота сгорания кса на плавку; Ь,- удельный расход кисьный выход горючего и кислород, потребтоимостн получаемогоиродного газа.