Огнеупорный блок для продувки металла газами в печи

 

Изобретение относится к металлургии , в частности к устройствам для продувки высокотемпературных расплавов. Цель изобретения -.повышение производительности печи путем обеспечения надежности кислородной конверсии природного газа. В огнеупорном блоке, выполненном из газонепроницаемого материала и имеющем наклоненные к продольной оси симметрии каналы, сочетающие участки цилиндрической и конической формы с расширяюпщмся наружу конусом, каналы выполнены пересекаемыми в центре блока. Два из них, цилиндрической формы, расположены в одной плоскости и наклонены под углом 5-15° к продольной оси симметрии блока, а третий, конический , расположен вдоль нее. При этом конический канал и примыкающая к нему часть одного цилиндрического канала на 2/3-3/4 его длины заполнены газопроницаемым огнеупорным материалом . 1 ил.. о (Л со сд со СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 С 21 С 7/072, 5/48 улр рщ Я Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вИБЛИО И А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4092280/22-02 (22) 26.05.86 (46) 07.12,87, Бюл, Ф 45 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности и Уральский научно-исследовательский институт черных металлов (7?) В.П.Немченко, Л.М.Тункель, Л.В.Узберг, P.À.Ëàíôèëîâ и А.IT.Êóêóðóçaâ (53) 669,184,243 (088.8) (56) Заявка Японии N 59-179710, кл. С 21 С 5/48, 1984, Авторское свидетельство СССР

Ф 349729, кл. С 21 С 7/072, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Ф 617479, кл. С 21 С 5/48, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У .380717, кл. С 21 С 5/48, 1971. (54) ОГНЕУПОРНЫЙ БЛОК ДЛЯ ПРОДУВКИ

МЕТАЛЛА ГАЗАМИ В ПЕЧИ

„„SU„„1357435 А1 (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для продувки высокотемпературных расплавов. Цель изобретения вЂ,новышение производительности печи путем обеспечения надежности кислородной конверсии природного газа. В огнеупорном блоке, выполненном из газонепроницаемого материала и имеющем наклоненные к продольной оси симметрии каналы, сочетающие участки цилиндрической и конической формы с расширяющимся наружу конусом, каналы выполнены пересекаемыми в центре блока.

Два из них, цилиндрической формы, расположены в одной плоскости и нак0 лонены под углом 5-15 к продольной оси симметрии блока, а третий, конический, расположен вдоль нее. При этом конический канал и примыкающая к нему часть одного цилиндрического канала на 2/3-3/4 его длины заполнены газопроницаемым огнеупорным материалом. 1 ил.

7435

25

1 135

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для продувки высокотемпературных расплавов.

Цель изобретения — повышение производительности печи путем обеспечения надежности кислородной конверсии природного газа.

На чертеже изображен огнеупорный блок, продольный разрез, Огнеупорный блок содержит плотную огнеупорную матрицу 1 и гаэоведущие каналы 2 — 4, Их оси расположены в плоскости продольной симметрии блока и пересекаются в его центре, Каналы

3 и 4 имеют форму цилиндров, оси которых наклонены под углом 5-15 к продольной оси симметрии параллелепипеда, а вдоль нее располагается канал

2 в форме усеченного конуса, расширяющегося наружу. Весь конический канал ? и примыкающая к нему часть канала 3 на 2/3-3/4 его длины (L) заполнены газопроницаемой огнеупорной пористой массой 5, прочно связанной с матрицей 1 °

Выполнение подающего канала в виде двух каналов, переходящих в конусовидный канал, обеспечивает одновременную подачу кислорода и природного газа в заданном соотношении для получения восстановительной газовой смеси, содержащей около 307 окиси углерода и 607. водорода.

Проходя по каналу, большая часть которого заполнена газопроницаемой массой, кислород успевает нагреться о до температуры,1000 С, что ускоряет последующую конверсию природного газа, а также исключает образование взрывоопасной смеси.

Проходя по полому каналу, природный газ не успевает нагреться до 500 С, благодаря чему исключается его термическое разложение, т.е. выделение сажистого углерода.

Попадая в конический канал, заполненный газопроницаемой массой, природный газ и кислород взаимодействуют между собой. Здесь идет процесс кислородной конверсии природного газа без выделения сажистого углерода.

Продукты этой конверсии: окись углерода и водород — через конический канал подаются в расплав. Расширяющаяся наружу коническая форма канала обеспечивает минимальное сопротивление течению газов с учетом их нагрева.

Благодаря тому, что природный гаэ и кислород подводятся в зону реакции раздельно и при оптимальных температурах, а их взаимодействие протекает в узких порах между зернами огнеупорной массы, исключается возможность взрывов, приводящих к разрушению блока. Era прочность обеспечивается и той конструктивной особенностью, что наиболее ослабленная область пересечения осей каналов располагается в самом центре плотной огнеупорной матрицы, Указанный интервал углов наклона осей цилиндрических каналов является оптимальным и обусловлен следующим.

Если угол встречи потоков кислорода и.природного, газа превышает 30 (т.е.

15 + 15 ), их химическое вэаимодpAcT вие локализуется в узкой зоне, которая разогревается до 2000 С и выше, что приводит к быстрому разрушению блока. Если же угол встречи указано о ньгх потоков менее 10 (т.е. 5+5 ), зона их взаимодействия растягивается на всю длину конического канала и выходит эа его пределы,т.е. в расплав, что нежелательно, так как газы взаимодействуют с расплавом отдельно, Когда же углы наклона осей цилиндрических каналов к оси блока находятся в пределах 5 — 15 (т.е, угол встречи потоков кислорода и природного газа в пределах 10 — 30 ), зона их взаимодействия рассредотачивается по длине конического канала, но не выходит в расплав.

Указанные расплавы заполнения каналов пористой огнеупорной массой являются оптимальными, Если длина заполненной части менее 2/3 длины канала, то, проходящий по нему кислород, не успевает нагреться до температуры 1000 С, необходимой для эффективного протекаггия процесса конверсии. Если же длина заполненной части больше 3/4 длины канала, то менее 1/4 его длины> оставшейся свободной, оказывается недостаточно для осуществления надежного уплотнения между стенками канала и вводимой в него кислородподводящей трубкой. Когда гаэопроницаемой массой заполнено от 2/3 до 3/4 длины канала, достигается надежное его уплотнение и наг 3 . 13574 рев подаваемого кислорода до температуры не менее 1000 С.

Таким образом, предлагаемая конструкция огнеупорного блока обеспечивает одновременно в самом блоке определенную температурную подготовку разнородных газов в процессе их подачи, взрывобезопасное смешение газов в общей камере, с обеспечением в ней кислородной конверсии. 50

Пример. Блок размерами

465xi50x80 мм изготавливают из массы магнезиального состава (на основе периклаэа или периклаэохромита) методом прессования в специальной пресс- f5 форме с закладными элементами для формирования каналов. Давление прессования составляет 90-120 МПа. Центральный конический канал (со средним диаметром 30 мм) и один цилиндричес- 20 кий канал диаметром 15 мм (на 2/33/4 его длины) заполняют на виброплощадке или трамбованием газопро ницаемой огнупорной массой состава, мас. : плавленый периклаз фракции

2-0 5 мм 80, плавленый переклаз фракции менее 0,09 мм 15, раствор лигносульфоната кальция плотностью

1,20 г/см > 5. Блок сушат и обжигают при 1700-1800 С. При этом образуются 30 прочная керамическая связь между огнеупорной массой в каналах со стенками каналов, т.е. с матрицей. Коэффициент гаэопроницаемости спеченной пористой массы в каналах составляет 35

100-150 мкм

Предлагаемый блок эксплуатируется следующим образом.

При его установке в футеровку емкости для продувки расплавов газами 40 (например, в электродуговую печь с газопроницаемой подиной) в каналы

3 и 4 на 1/4 их длины вводятся газоподводящие металлические трубки. (не показаны). Зазоры между этими трубка-45 ми и стенками каналов 3 и 4 плотно заполняются газонепроницаемой огнеупорной массой, После заполнения емкости высокотемпературным расплавом и прогрева 50 блока в канал 3 подают сжатый кислород, а в канал 4 — сжатый природный газ. Соотношение расходов природного газа и кислорода выбирают в пределах

35 4 (от 2:1 до 4:3), необходимых для осуществления кислородной конверсии природного газа с получением газовой смеси, содержащей около 30, окиси углерода и 60% водорода.

Таким образом, конструктивные отличия предлагаемого огнеупорного блока позволяют надежно осуществлять кислородную конверсию природного газа и его подачу в высокотемпературные расплавы через футеровку емкости.

В первую очередь предлагаемый блок целесообразно использовать для восстановления металлов (железа, марганца, ванадия и др.) из оксидных расплавов. Это создает новые технологические возможности при выплавке ферросплавов, в частности, обуславливает существенную интенсификацию процесса получения ферромарганца и феррованадия. Кроме того, при выплавке стали восстановления железа из оксидного расплава снижает потери железа в шлак, что, во-первых, приводит к экономии железорудного сырья,а, вовторых, способствует повышению стойкости футеровки сталеплавильной печи за счет уменьшения корродирующего влияния шлака с пониженным содержанием оксидов железа.

Формула и з обретения

Огнеупорный блок для продувки металла газами в печи, состоящий из газонепроницаемой матрицы и расположенных в ней каналов наклоненных к продольной оси симметрии, конической формы с расширенным наружу конусом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности печи путем обеспечения надежности кислородной конверсии природного газа, каналы выполнены с пересечением в центре блока, два из которых цилиндрической формы расположены в одной плоскости и наклонены под углом

5-15 к продольной оси симметрии блока, а третий конический расположен вдоль нее, причем весь конический канал и примыкающий к нему один из цилиндрических каналов на 2/3-3/4 его длины заполнены газопроницаемым огнеупорным материалом.

1357435

Составитель Т.Афанасьева

Техред И.Попович

Редактор Л.Лашкова

Корректор M.Ïoæo

Заказ 5970/24 Тираж 550

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4