Способ кислородно-факельной плавки
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способу плавки сульфидньк концентратов во взвешенном состоянии. Цель изобретения - повышение производительности процесса. Способ осуществляют следующим образом, В шихтово-кислородные горелки предварительно разогретой печи кислородно-факельной плавки подаются сухая сульфидная шихта и кислород. Образующаяся шихтовокислородная смесь при скорости 20- 25 м/с выносится из горелок в рабочее пространство печи где она воспламеняется . 10-30 об.% дутья подают струями , возбуждаемыми акустическими колебаниями , причем 60-90% этого дутья направляют противотоком шихтово-кислородному факелу, а остальное дутье - поперек факела. Удельная мощность акустических колебаний составляет 0,1-с: 0,15 кВт на 1 м площади поверхности расплава. 1 з.п. ф-лы, 1 нл., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„1414873 А1 (д1 4 С 22 В I/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTGPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4233312/31-02 (22} 20.01.87 (46) 07.08.88, Бюл. У 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров и Уральский политехнический институт им. С.М.Кирова (72) Л.Н.Бажанов, Г.Ф.Стрижов, Н.А.Вихляев А.Ф.Мысик, Н.И.Кокарев, Г.В.Воронов, В.Г.Лисиенко, Ю.Г.Ярошенко, В.С.Белов, В.С.Чахотин, А.А.Штанг, P.À.Ãàôàðîâ, В.А.Штанг и П.В.Сидоров (53) 669.046.5(088.8) (56) Купряков Ю.П. Автогенная плавка медных концентратов во взвешенном состоянии. М.: Металлургия, 1979.
Авторское свидетельство СССР
У 351916, кл. С 22 В 1/02, 1970. (54) СПОСОБ КИСЛОРОДНО-ФАКЕЛЬНОЙ
ПЛАВКИ (57) Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способу плавки сульфидных концентратов во взвешенном состоянии. Цель изобретения — повышение производительности процесса. Способ осуществляют следующим образом. В шихтово-кислородные горелки предварительно разогретой печи кислородно-факельной плавки подаются сухая сульфидная шихта и кислород. Образующаяся шихтовокислородная смесь при скорости 2025 м/с выносится из горелок в рабочее пространство печи, где она воспламеняется. 10-30 об.X дутья подают струями, возбуждаемыми акустическими колебаниями, причем 60-903 зтого дутья направляют противотоком шихтово-кислородному факелу, а остальное дутье— поперек факела. Удельная мощность акустических колебаний составляет 0,10,15 кВт на 1 м площади поверхности расплава. 1 s.ï. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
1414873
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу плавки сульфидных концентратов во взвешенном состоянии.
Цель изобретения — повышение производительности процесса путем интенСификации окисления шихты и осаждения частиц материала на поверхность расплава. 10
На чертеже показана печь кислородно-факельной плавки для реализации предлагаемого способа.
Изобретение осуществляют следующим
Образом. 15
В печи кислородно-факельной плавки, состоящей из каркаса 1, стеи 2, вода 3, подины 4 и аптейка 5, во фронтальной стенке 6 установлены шихтово-кислородные горелки 7, посредством которых осуществляются смешивание сульфидной шихты и кислорода и г1одача образующей смеси в рабочее пространство печи.
В торцовой стене 8 установлены 25 газоструйные излучатели 9 известной конструкции, состоящие из корпуса, сопла, Лаваля, резонатора, стержня и волновода. С помощью этих излучателей противотоком шихтово-кислородному факелу подают в печь часть кисЛородсодержащего дутья струями, возбужденными акустическими колебаниями.
В своде печи 3 и аптейке 5 также установлены газоструйные излучатели 9
35 известной конструкции. Назначение этих излучателей — обеспечивать подаЧу определенной части кислородсодерЖащего дутья струями, возбуждаемыми акустическими колебаниями, с ориента- цйей поперек шихтово-кислородного факела, К излучателям кислород подается от общего коллектора. Каждый излучатель оборудован известной системой
45 управления и регулирования.
Полученная комбинация печи КФП с системой акустической сепарации технологического уноса позволяет осуществлять технологию плавки предлагаемым способом.
Разделение потока кислородсодержащего дутья и подача его части в печь помимо шихтово-кислородной горелки через акустические излучатели в виде возбужденных колебаниями звуковой частоты струй, направленных как противоточно,так и поперечно потоку шихтово-кислородного факела, позволяет резко интенсифицировать окисление сульфидного материала и улучшить осаждение оплавленных частиц и пыпи на поверхности расплава.
Это обусловлено тем, что при взаимодействии потока шихтово-кислородного факела и потоков кислородсодержащего дутья, возбужденных акустическим полем, происходит увеличение степени турбулентности потока с одновременным уменьшением толщины пограничного слоя вокруг частиц и более интенсивным выбросом частиц из потока шихтово-кислородного факела. При этом под воздействием струй акустически возбужденного кислородсодержащего дутья облегчается окисление часВ шихтово-кислородные горелки предварительно разогретой печи КФП с помощью питателей подается сухая сульфидная шихта, содержащая до 173 меди, 30-35Х серы и другие компоненты. Основная масса материала представлена частицами, размер которых менее 0,1 мм. Одновременно в горелки подается кислород. Образующаяся шихтово-кислородная смесь при скорости
20-25 и/с выносится из горелок в рабочее пространство печи, где она мгновенно воспламеняется. Температура в ядре факела составляет 1450-1550 С.
Исходная концентрация шихты в газах факела 3-4 кг/нм .
В результате взаимодействия составляющих шихты и кислорода образуется расплав, который по длине печи сепарируется на поверхность ванны разделением на штейн (1150 †12 С) и шлак {1200-1250 С). Температура отходящих газов на выходе из него достигает 1250-1300 С, а концентрация в них сернистого ангидрида — до 753.
Подача 10-307 (от общей потребности) кислородсодержащего дутья при давлении 3-4 ати на газоструйные излучатели осуществляется непрерывно по ходу плавки, прн этом 60-90 от указанного количества — противотоком шихтово-кислородному факелу, а остальные 10-407. — с ориентацией поперек
| шихтово-кислородного факела.
Удельная мощность акустических колебаний, обеспечиваемая подачей возбужденного кислородсодержащего дутья противотоком шихтово-кислородному факелу, поддерживается равной
0,10-0,15 кВт на 1 м площади поверхности расплава, 1414873 тиц сульфидной аяхты и пролет оплавленных частиц к поверхности расплава с последующим их смачиванием и поглощением ванной, Количество кислородсодержащего дутья, направляеиого в печь через газоструйные излучатели, должно составлять 10-30 об. от общего расхода дутья. При меньшем количестве (менее
10 ) дутья, подаваемого акустически возбужденными струями в печь, заметно снижается интенсивность окисления сульфидов и осаждение оплавленных частиц и пыпи в агрегате, что под- l5 тверждается снижением производительности печи и высокии пыпевыносом с технологическими газами.
При увеличении количества дутья (более 30 ), подаваемого в печь акус- 20 тически возбужденными струями, дальнейшего улучшения пылеосаждения и увеличения производительности печи не наблюдается, вместе с тем энергетические затраты на возбужцение черезмерно 25 большого количества дутья акустическими колебаниями возрастают, При этом наилучшие результаты достигаются при подаче большого количества (60-90%) акустически возбужденного дутья противотоком шихтовокислородноиу факелу и меньшего его ко.личества поперек потока шихтово-кислородного факела. !
Подача акустически возбужденными струями кислородсодержащего дутья противотоком шихтово-кислородному факелу в количестве, меньшем 60, от всего акустически возбужденного дутья приводит к снижению эффектив- 40 ности пылеподавления. Это связано с теи, что недостаточное количество акустически возбужденного дутья, подаваемого противотоком шихтово-кислородному факелу, не оказывает эффективного 4Б воздействия на значительную массу шихтово-кислородного факела.
Подача акустически возбужденного кислородсодержащего дутья противотоком шихтово-кислородному факелу в ко50 личестве, большем 90, от всего акустически возбуждаемого дутья, приводит . к снижению эффективности пыпеподавления и производительности агрегата.
Это обусловлено тем, что недостаточно эффективно происходит совместное воздействие на шихтово-кислородный факел акустически возбужденных струФ дутья, подаваемых противоточно и поперек потока шнхтово-кислородного факела.
Таким образом, совместная подача акустически возбужденных струй дутья противотоком и поперек потока шихтовокислородного факела (при соблюдении рациональных количественных соотношений, предлагаемых в данном способе) позволяет обеспечить повышение производительности печи кислородно-факельной плавки за счет интенсивности окисления сульфидов и улучшения осаждения оплавленных частиц и пыли на поверхности расплава.
Исследованиями установлено, что возбуждение части кислородсодержащего дутья, подаваемого противотоком шпхтово-кислородному факелу, предпочтительно осуществлять акустическими колебаниями удельной мощностью О, 10,15 кВт на 1 м площади поверхности расплава.
Возбуждение этого потока дутья акустическими колебаниями значительной удельной мощности позволяет дополнительно повысить степень осаждения частиц на поверхности расплава. При меньшей удельной мощности (менее
0,1 кВт/м ) снижается эффективность осаждения пыли и, как следствие, производительность печи.
При удельной мощности акустических колебаний, превышающей,О, 15 кВт/м, эффективность пыпеосаждения уже не повышается, при этом растут энергозатраты, а уровень шума превышает допустимые санитарные нормы.
Результаты опытов приведены в таблице.
Приведенные результаты получены при удельной мощности акустических колебаний О, 1-0, 15 кВт на 1 м площади поверхности расплава. При меньшей удельной мощности (менее О, 1 кВт/м-") снижается эффективность осаждения пыли. Например, при удельной мощности, равной 0,05 кВт/м (вместо
0,1 кВт/м ), содержание пыпи в отходящих газах увеличивается примерно с 250 до 270 г/м (в среднем), т.е. на 7-8 отн. . При увеличении удель-: ной мощности акустических колебаний более 0,15 кВт/м (например, 0,18 кВт/
/м ) повышение эффективности пылеосаждения практически не происходит, а уровень шума на площадке около агрегата резко увеличивается.
1414873
В результате наложения акус гических волн на движущиеся газы факела значительная часть взвешенного в нем уноса.(при концентрации 400-SOO г/нм )
5 оседает на поверхности расплава и
"захватывается" последним. При этом количество технологического уноса уменьшается до 240-300 г/нм .
Дополнительно осаждаемая на рас- 10 булав пыль в количестве 200-2б0 г/нм (40K) содержит до 18-207. меди, поэтоь у удельная производительность печи
1 ФП но выходу штейна повышается на 1,5-2Х Указанный эффект обеспечи-15 дается без капитальных затрат и при незначительных эксплуатационных расходах, ф о р м у л а изобретения 20
1. Способ кислородно-факельной плавки сульфидного сырья, включающий совместную подачу в печь шихты и кислородсодержащего дутья so взвешенном состоянии и формирование шихтовокислородного факела, направленного под углом к поверхности расплава, отличающийся тем, что„ с целью повышения производительности процесса за счет интенсификации акисления шихты и улучшения осаждения частиц материала на поверхность расплава, 10-30 об.7. кислородсодержащего дутья подают в печь струями, возбуждаемыми акустическими колебаниями, причем 60-90Х этого дутья направляют противотоком шихтово-кислородному факелу, 10-40 дутья подают поперек шихтово-кислородного факела.
2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что часть кислородсодержащего дутья, направляемого противотоком шихтово-кислородному факелу, возбуждают акустическими колебаниями удельной мощностью 0,1-0,15 кВт на 1 м площади поверхности расплава.
1414873
c a. a ct.
c ac x
O л
Ю ° о tv
° Э ВЪ о о а л
4 \ ф ь
Ф ь ч о о
O Ю э а л
1 1 <ч
tc л
Ф е еъ
6aasакеХ5е и юк an a Ф Ю М1 4"Ъ Ръ а ю еч cv ° an ° 1 е м а са! И И ь <1 csa ч С4 Ih . In Ф as ° ° Э а cst e а л <ч <ч м Ф кч еч a к» Се Ф. 1 1 Е ое! ко ЕЕ1 О1. а6 Х Ss ° a ФЯ I° о 31 о и Ф ф В 1 tl к 4 а 1а Я 8 (! 1 aiuo 3Я О ° а о s)s a ctcs аох 1 е а ° t 1.О Х хоюе е ехе Х1 5ЕÎЯХ 3оое5е etta.sc ax В ° 9 5) е C О О е б и Й и Ц ф х 11 3 Я 3 3 2 3 Я 8 М 3 8 8 о о о 8 8 î oо о 8 О О О О О О О an О О -э т .е an е юч 8 8 ф и ф 3 3 3 3 8 Й 3 И 8 Я ф Я Я 3 3 3 Я В 2 Я 3 $t Я Я Я 8 2 3 Q ь 3 3 а о а 3 3 Я я Я 53>3333333 1З3И, )3I(" 415 ° ВЗА и111 31 1414873 Ки туИосюде жащге Составитель Н.Тумин редактор A,Коэориз Техред Л.Сердюкова Корректор М.немчик Заказ 3847/27 Тирик 594 Подписное ВНИШИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
