Способ непрерывной плавки материалов в расплаве

 

Изобретение относится к металлургическому производству, в частности к способам плавки материалов в расплаве (жидкой ванне). Способ непрерывной плавки материалов в расплаве предусматривает подачу шихты в герметичную шахту, сжигание на поверхности расплава шлака промышленно-бытовых отходов при 1100-1600°С и давлении до 500 мм вод.ст., дальнейшее движение газов под разделительную стенку с обтекателем для завершения процесса сжигания между гарнисажем обтекателя и расплавом шлака. Скорость движения под разделительной стенкой поддерживают в пределах 0,5 - 1,5 м/с, а соотношение шлакообразных и промышленно-бытовых отходов поддерживают в пределах 1-5. 1 ил.

Изобретение относится к металлургическому производству, в частности к способам плавки материалов в жидкой ванне.

Известен способ плавки шлакообразных отходов в печи с жидкой ванной, полученной, например, из горелой земли терриконников угольных шахт, боя отработанного шамотного кирпича или глины, хвостов фабрик обогащения, которые вводят в печь в определенном соотношении, чем обеспечивают безотходную технологию и получают такой продукт, как каменное литье. Известный способ включает ввод в печь с жидкой ванной шлакообразных отходов, их расплавление за счет продувки расплава газом, промывку запыленных отходящих газов брызгами и всплесками расплава, их отвод и раздельный выпуск продуктов плавки [1].

Недостатком указанного способа является то, что невозможно полностью провести сжигание промышленно-бытовых отходов в жидкой ванне, так как часть газообразных легких фракций отходов может выноситься из печи и неполностью сгорать в газоходах, выделяя вредные и дурнопахнущие газы в атмосферу.

Целью изобретения является повышение экологичности процесса и снижение пылевыноса при переработке промышленно-бытовых отходов в расплаве.

Цель достигается тем, что в печь дополнительно вводят промышленно-бытовые отходы, которые сжигают в герметичной камере над расплавом при давлении до 500 мм вод.ст., а после чего осуществляют окончательное сжигание при движении под опущенной в расплав разделительной стенкой с обтекателем со скоростью до 1,5 м/с, при этом соотношение шлакообразных и промышленно-бытовых отходов поддерживают в пределах 1:5.

Проведение плавки по предлагаемому способу позволяет получить: отходящие газы с низким содержанием пыли в пределах 0,3%; отходящие газы, удовлетворяющие требованиям, предельно допустимым концентрациям (ПДК) за счет их промывки расплавом шлака; высокопрочные шлаки, используемые в производстве строительных материалов.

На чертеже изображена конструкция печи для осуществления предлагаемого способа.

Печь содержит подину 1, ванну 2 расплава, фурмы 3 для подачи дутья в расплав, сифон 4 для слива металлической части расплава, шлаковый сифон 5, герметическую шахту 6, загрузочную воронку 7, разделительную стенку 8, кессонированный обтекатель 9, зеркало 10 расплава в шахте печи, газоход 11, бункер 12 с пластинчатым клапаном 13 на оси 14.

Над бункером 12 установлен бункер 15 с клапаном 16 и воронкой 17. Система пересыпных бункеров 12 и 15 обеспечивает герметизацию загрузочного тракта печи и препятствует выбросу газов из шахты 6 в атмосферу. Предусматривается дополнительная система 18 противодавления, препятствующая выбросу пиролизных газов из шахты 6 в атмосферу.

Процесс плавки осуществляют следующим образом.

Подготовленная порция компонентов шихты - шлак и промышленно-бытовые отходы из воронки 17 пересыпаются в бункер 15 при закрытом клапане 13. Закрывается клапан 16 и в воронку 17 загружается новая порция шихты. При открытии клапана 13 шихта из бункера 12 попадает в герметичную шахту 6 печи и затем на зеркало 10 расплава, где отходы, омываемые брызгами и всплесками расплава, сгорают.

В шахту 6 подается ограниченное количество дутья, необходимое для сгорания бытовых отходов. Сгорание бытовых отходов начинается в шахте печи и заканчивается в зоне обтекателя 9, где газы, двигаясь вдоль обтекателя 9, взаимодействуя с гарнисажем и расплавом, приобретают температуру, близкую к температуре расплава (1100-1600^оС). При этих температурах происходит полное сгорание промышленно-бытовых отходов и диссоциация продуктов сгорания.

Во второй части печи находится большее число фурм, так как там происходит полное выгорание углерода, находящегося в шлаке.

Из второй части печи отходящие газы по газоходу направляются на утилизацию. Плотный шлак сливается через сифон 5, а металлическая часть расплава, например легированный чугун, удаляется через сливной порог сифона 4.

Давление газов в объеме шахты 6 - не более 500 мм вод.ст. В пылевой камере газохода 11 за обтекателем 9 создается разрежение 5-10 мм вод.ст.

Оптимальная скорость движения газов под обтекателем составляет 0,5-5 м/с. Оптимальным режимом плавки является соотношение компонентов шихты: шлакообразных и промышленно-бытовых отходов, которые поддерживаются в пределах 1:5.

Способ непрерывной плавки шлаков и сжигания промышленно-бытовых отходов позволяет использовать заброшенные отвалы шлаков и ликвидировать захоронения промышленно-бытовых отходов, что улучшает экологическую обстановку в стране и дает возможность попутно получить дефицитный строительный материал.

Формула изобретения

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ПЛАВКИ МАТЕРИАЛОВ В РАСПЛАВЕ, включающий ввод в печь с жидкой ванной шлакообразных отходов, их расплавление за счет продувки расплава газом, промывку запыленных отходящих газов брызгами и всплесками расплава, их отвод и раздельный выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что, с целью повышения экологичности процесса и снижения пылевыноса, в печь дополнительно вводят промышленно-бытовые отходы, которые предварительно сжигают в герметичной камере над расплавом при давлении до 500 мм рт.ст., после чего осуществляют окончательное сжигание при движении под разделительной стенкой с обтекателем со скоростью 0,5 - 1,5 м/сек, при этом соотношение шлакообразных и промышленно-бытовых отходов поддерживают в пределах 1 - 5.

РИСУНКИ

Рисунок 1