Способ обжига смолосвязанных огнеупоров

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к футеровке огнеупорами металлургических агрегатов. Технический эффект при использовании изобретения заключается в достижении полного дожигания выделяющихся газов из смолосодержащих огнеупоров при их термообработке, в том числе бензпирена до диоксида углерода и воды. Способ отбжига смолосвязанных огнеупоров осуществляют путем воздействия газокислородным факелом с температурой не менее 2000^oС до достижения температуры поверхности огнеупора не ниже 600^oС, стенки камеры дожигания разогревают до температуры выше 1000^oС и инжектируют выделяющиеся газы кислородной струей и сжигают в кислородном факеле с температурой не менее 1300^oС.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к футеровке огнеупорами металлургических агрегатов.

Известен способ обезвреживания газов, выделяющихся при термообработке смолосвязанных огнеупоров, включающий сжигание выделяющихся газов. При этом производят сжигание аксиального потока вспомогательного топлива с получением высокотемпературных газов, подают тангенциальным потоком смесь отходящих газов и окислителя, затем смешивают потоки с получением реакционной смеси, которую выдерживают при 900-1300^оС в течение 0,05-0,4 с. После этой выдержки в смесь дополнительно подают окислитель в виде одного или нескольких потоков [1] Недостатком известного способа является баллостирование отходящих газов при предварительной температурной обработке. Это объясняется тем, что расщепление отходящих газов на углерод и водород наиболее эффективно осуществляется без баллостирования отходящих газов другими газами и при более низкой температуре. При этом снижается эффективность процесса приготовления реакционной смеси посредством смешивания потоков газов в камере дожигания. В результате не происходит полного дожигания выделяющихся из огнеупоров газов, что ухудшает экологическую обстановку при производстве смолосвязанных огнеупоров.

Наиболее близким по технической сущности является способ термообработки смолосвязанных огнеупоров, включающий разложение выделяющихся газов в присутствии реагента. При этом выделяющиеся газы нагревают в калорифере и направляют в туннель, из которого газы снова направляют в калорифер. Избыток газов отбирается и дожигается в присутствии реагентов в специальной топке с целью обезвреживания средних веществ, образующихся при разложении смолы. В зоне охлаждения имеется свой отсос газов прямо в атмосферу. Воздух для охлаждения берется из атмосферы. Температура термообработки составляет около 300^оС, огнеупорные изделия охлаждают до 50^оС, время термообработки составляет 8 ч, в том числе в зоне собственно термообработки 5 ч [2] Недостатком известного способа является неполное дожигание выделяющихся газов, в том числе бензпирена, наиболее опасного с экологической точки зрения. Это объясняется тем, что при обработке смолосвязанных изделий газами, нагретыми в калорифере, не обеспечивается необходимая интенсивность удаления бензпирена, а энергетический уровень процесса дожигания избытка этих газов в газовоздушном факеле не достаточен для разложения химически устойчивых углеводородов (акрелоин, бензпирен и др.). Степень дожигания этих углеводородов в существующих камерах дожигания не превышает 95-96% что не достаточно для обеспечения санитарных норм в рабочей зоне.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в достижении полного дожигания выделяющихся газов из огнеупоров при их термообработке, в том числе бензпирена до диоксида углерода и воды.

Указанный технический эффект достигают тем, что термообработку смолосвязанных огнеупоров осуществляют путем воздействия газокислородным факелом с температурой не менее 2000^оС до достижения температуры поверхности огнеупора не ниже 600^оС, разогревают стенки камеры дожигания до температуры выше 1000^оС, инжектируют выделяющиеся газы кислородной струей и дожигают в кислородном факеле с температурой не менее 1300^оС.

Полное дожигание и тем самым полное обезвреживание выделяющихся газов будет происходить потому, что в качестве реагента используют кислород. При этом значительно повышается температура сжигания выделяющихся газов, что интенсифицирует процесс разложения выделяющихся газов из огнеупоров на углерод и водород. Расщеплению углеводородов на более простые соединения способствует разогретая до 600^оС углеродокерамическая структура, образующаяся на поверхности футеровки и обладающая каталитическими свойствами. Указанный процесс происходит с высокой интенсивностью, так как выделяющиеся газы не баллостируются инертными веществами, например азотом воздуха. Как показывает практика, уже на этой стадии такие соединения, как бензпирен, расщепляются на более простые и легкосжигаемые углеводороды нафталинового ряда. При последующем смешении с реагентом (кислородом) инжекционным способом указанные соединения уже в горячем тоннеле камеры дожигания полностью сгорают до диоксида углерода и воды.

Температура газокислородного факела не менее 2000^оС объясняется закономерностями выделения из огнеупоров газов. При меньших значениях уменьшается степень выделения газов. Большие значения устанавливать не имеет смысла, так как при этом будет происходить перерасход энергии без дальнейшей интенсификации выделения газов.

Температура поверхности огнеупора не менее 600^оС объясняется закономерностями испарения смолистых веществ, находящихся в теле огнеупоров. При меньших значениях не будет происходить удаление газов из огнеупоров. При больших значениях будет происходить перерасход энергии без дальнейшей интенсификации удаления газов.

Температура кислородного факела не менее 1300^оС объясняется закономерностями разложения выделяющихся газов. При меньших значениях не будет достигаться необходимая интенсивность разложения выделяющихся газов. При больших значениях будет происходить перерасход энергии без дальнейшей интенсификации разложения газов.

Ниже дан пример осуществления заявляемого способа, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

П р и м е р. Изделия из смолодоломитовых огнеупоров, предназначенных для футеровки сталеразливочных ковшей или конвертеров, подвергают в рабочей зоне футерованных агрегатов воздействию газокислородным факелом с температурой не менее 2000^оС. При этом из огнеупорных изделий выделяются смолистые вещества, которые под воздействием высокотемпературного газокислородного факела расщепляются, образуя на поверхности огнеупоров углеродно-керамическую структуру.

При достижении температуры на поверхности огнеупоров не менее 600^оС его внутренний слой прогревается до температуры, достаточной для испарения вредных веществ, в том числе бензпирена, имеющего температуру кипения 495^оС.

Далее выделившиеся газы инжектируются кислородной струей в канал диффузора инжектора. При этом обеспечивается приготовление реакционной смеси с оптимальным избытком кислорода в ней в пределах 10-12% Стенки горелочного канала разогревают до температуры не менее 1000^оС, а температуру факела горения в канале поддерживают равной не менее 1300^оС. В этих условиях обеспечивается полное дожигание и обезвреживание углеродно-водородных газов, в том числе бензпирена, который разлагается на воду и диоксид углерода.

Применение предлагаемого способа с использованием газокислородной реакционной смеси позволяет увеличить степень обезвреживания выделяющихся газов из огнеупоров до уровня не ниже 99,9% в том числе полностью исключить выделение бенз-пирена, что значительно улучшает экологическую обстановку при термообработке футеровки металлургических агрегатов из смолосвязанных огнеупоров.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБЖИГА СМОЛОСВЯЗАННЫХ ОГНЕУПОРОВ путем нагрева их с последующим дожиганием выделяющихся из огнеупоров газов в камере дожигания, отличающийся тем, что нагрев смолосвязанных огнеупоров ведут газокислородным факелом с температурой не менее 2000^oС до достижения температуры на их поверхности не ниже 600^oС, стенки камеры дожигания разогревают до температуры выше 1000^oС, инжектируют туда кислородной струей выделяющиеся из огнеупоров газы и дожигают их в кислородном факеле с температурой не менее 1300^oС.

TK4A Поправки к публикациям сведений об изобретениях в бюллетенях "Изобретения (заявки и патенты)" и "Изобретения. Полезные модели"

Напечатано: (22) 15.04.1994

Следует читать: (22) 25.04.1994

Номер и год публикации бюллетеня: 3-1996

Код раздела: FG4A

Извещение опубликовано: 20.09.2010        БИ: 26/2010

---