Способ десульфурации шлака

(71) Липецкое отделение Государствен-ного союзного института по проектированию агрегатсв сталеплавильногопрокатного производства для чернойметаллургии "Стальпроект"(56) Авторское свидетельство СССРР 1030633, кл. Р 27 В 15/00, 1982,Авторское свидетельство СССРМф 1134607, кл. С 21 С 1/00, 1983. и В ДЕСУЛЬФУРАЦИИ Ш) Спосо к металдесульфу олучения ие относитс но к способ 57) Изобрет ургии, а им ации металл ет быть исп варочного флю ргических льзовано д л а для автоматичес ся к металлурам десульфураИзобретение отн На чеществленпечи. менно к спосо гии, ации мет лаков, и може получения сва матической св ллургиче ских ользовано для бассей с распла- сварочноерж ног Печь сом 2 коно флюса быть рочн ки. продуктабочую каморной фа 4 са для авт 4, огвкой 5.иволиней и р огнеуденныеРабочая повышение эцип и снижеорода. зобретения - ти десульфуримеет кр одводом исло оверхность расхода топл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ сварки, Целью изобретения являетсяповышение эффективности десульфурации и снижение расхода топлива и кислорода. В способе расплавление и десульфурацию шлака ведут в капельнослоевом пристенном потоке. Капельнослоевой поток образуют путем подачипорошка шлака фракцией 0,5 - 3 мм натопливный Факел, имеющий скорость 80120 м/с, при этом частицы шлака проплавляются и дробятся, образуя мелкоднсперсные капли шлака диаметром неболее 0,5 мм. На поток расплава состороны стенки воздействуют струямикислорода. Топливный факел неполностью сгоревшего топлива формируют,регулируя подачу окислителя, с коэфициентом по избытку кислорода 0,70,9, а количество кислорода устанавливают равным необходимому для полного дожигания топлива и горючих составляющих шлака с общим коэффициентом избытка по кислороду процессасжигания, равным 1. Способ позволяетснизить содержание серы в шлаке с1.до 0,1%. 1 з,п. Ф-лы, 1 ил. 1 табл. еже изображен вариант осуя предлагаемого способа в3 1497233рода 7, образующим на криволинейнойповерхности слой - подушку 8.Факел 9 от сжигания топлива размещается в рабочей камере 4. На него подается порошок 10 исходного материала, который увлекается факелом9, и в .виде капель 11 осаждается накриволинейной поверхности 6, образуямелкодисперсный пристенный слой 12, 10из капель 11.Сжигание топлива осуществляетсяпосредством горелки 13, имеющей выходное сопло 14 калибром 15. Расплавление шлака ведут в капельно-слоевом 15пристенном пооке.Капельно-слоевой поток образуютпутем подачи порошка шлака Фракцией0,5-3 мм на топливный факел, имеющийскорость 80-120 м/с, при этом частиицы шлака проплавливаются и дробятся,образуя мелкодисперсные капли шлакадиаметром не более 0,5 мм,Факел 9 формируют сжиганием топлива в воздухокислородной смеси с коэффициентом избытка по кислородуо 6 = 0,7-0,9. Снижение коэффициентаизбытка воздуха практически не сказывается на температурном поле начально.го участка факела (протяженностью до 3010 калибров), так как на этом участкееще не заканчивается процесс горе-ния и смешение топлива и окислителя.Снижение коэффициента менее М = 0,7не рационально, так как в этом случае 35начинает сказываться недостаток окислителя, приводящий к снижению тепловыделения .на 5 Е на расстоянии 10 калибров 15 от корня факела 9. Повьппение сС = 0,9 также не рационально, 46так как окислитель балластируетсяпродуктами сгорания, снижая своиокислительные свойства.На факел 9 подают порошок 10 исходного материала, который увлекается Факелом 9 и отбрасывается на криволинейную поверхность 6. Для эффективного выжигания серы из шлака последний целесообразно, как это имеет место при сжигании жидкого топлива, перевести в мелкодисперсное состояние с размером капель 11 до 0,3-0,5 мм. Это достигается тем, что, перемещаясь факелом 9, частицы порошка 10 проплавляются и образуют на криволинейной поверхности 6 пристенный мелкодисперсный слой 12 из капель 11, с размером капель менее 0,3-0,5 мм.Факел 9 при этом должен иметь следующие параметры: температуру, по крайней мере, на 157 превышающую температуру плавления исходного материала, скорость 80-100 м/с, фракцию частиц исходного материала 0,5-3 мм.При уменьшении температуры факела от предельной материал проплавляется частично, что сказывается отрицательно на процессе десульфурации. При уменьшении скорости факела его энергии не хватает для разрыва проплавившихся капель 11, что также сказывается отрицательно на процессе десульфурации, При фракции частиц исходного материала 10 более 3 мм последние не проплавляются, а при фракции частиц менее 0,5 мм возрастает унос материала 10 с газами. При увеличении значений температуры и скорости факела процесс становится менее экономичным из-за возрастанияэнергетических затрат.Взаимодействуя с криволинейной поверхностью 6, факел 9 расслаивается, так как центробежными силами проплавившие капли 11 отбрасываются к поверхности, дробятся и образуют пристенный слой 12 из мелкодисперских капель 11 размером до 0,3-0,5 мм. Для увеличения эффективности выжигания серы этот слой обрабатывают с пристенной стороны 12 кислородом 7, рассредоточенно подавая его на поверхность слоя 12, примыкающую к стене. Кислород 7, постоянно поступая, вынужден внедряться в слой 12, а ввиду мелкодисперсности капель 11 активнв взаимодействует с находящейся в них серой, выжигая ее до содержания 0,01 Х. Активному выгоранию серы способствует также то обстоятельство, что, пронизывая слой капель 11, не прореагировавший кислород вступает во взаимодействие с оставшимся топливом, образуя на поверхности шлаковых капель 11 вторичный факел, увеличивающий их жидкотекучесть, что благоприятно сказывается на интенсивности выжигания серы (с противоположной стороны слой шлаковых капель 11 находится на,кислородном слое - подушке 8 с относительно низкой теплопроводностью, что препятствует рассеиваниюБ 14тепла и сосредотачивает его в микрообъемах с активно идущей реакциейвыжигания серы) .,д Количество кислорода, необходимогодля процесса, выбирают таким образом,чтобы общее количество его с учетомсжигания топлива было равно стехиометрическому (значение коэффициентаизбытка по кислороду процесса в целом равно 1). При недостатке кислорода (ос 1) в отходящих газах появляются продуктЫ неполного сгораниятоплива (СО, Н), что не желательнодля безопасного ведения процесса.При избытке кислорода (Мъ 1) эффективность обработки снижается из-зазатрат тепла на нагрев балласта изгазов. Капли 11 с выженной серой впотоке газов направляют на поверхность бассейна 1 с расплавом 2 шла-,ка, где газы сепарируются от частицшлака и направляются,в дымоотводящую,систему, а расплав шлака охлаждается,мелется и используется в качествесварочного флюса.Предлагаемый способ выжигания се 1 ры для сварочных флюсов иллюстрируется примером - сопоставлением проведения предлагаемого способа посравнению с известным способом выжигания серы из шлаков топливнокислородным факелом,Данные представлены в таблице.Значение величин, представленныхв таблице, по предлагаемому процессуполучены при проведении опытных плавок с выжиганием серы из марганцовистых шлаков. 97233 40 Параметр Де сульфурация огружным топ- Капельно-слоливо-кислород- евым пристенным факелом ным потоком 0,01До 1500 0,05До 1900 1,25 400 400 600 600 Начальное содержаниесеры в шлаке, 7Конечное содержаниесеры в шлаке, 7оТемпература расплава, СКоэффициент избыткапроцесса сжигания покислородуРасход природного газана процесс, м /тРасход кислорода,м /т Предлагаемый способ позволяет получить относительно дешевый сварочный флюс, отвечающий предъявленным требованиям по качеству. Экономическая целесообразность предлагаемого способа состоит в утилизации относительно дешевых исходных материалов, являющихся отходами ферросплавного произ О водства,Формула и з о б р е т е н и я 1. Способ десулъфурации шлака,включающий расплавление и обработку топливно-кислородным факелом, о т - .л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения эффективности десульфу. рации, снижения расхода топлива икислорода, расплавление ведут в капельно-слоевом пристенном потоке, образованном путем подачи шлака фракцией 0,5-3 мм на топливно-кислород ный факел, скорость которого 80120 м/с, при этом на поток расплава со стороны стенки воздействуют струями кислорода. 30 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что топливно-кислородный факел формируют с коэффициентомизбытка по кислороду, равному 0,70,9, а .количество кислорода устанавЗ 5 ливают равным необходимому для пол,ного дожигания топлива и горючих составляющих шлака с общим коэффициентомизбытка по кислороду процесса сжига.ния 114 97233 Составитель Т.Морозовар Н.Киштунинец Техред М,Ходанич Редак ректор В, Гири каз 4408/3 ираж 53 Подпис роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 1 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5