Доменная печь


 


Владельцы патента RU 2406766:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт (RU)

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для плавки чугуна и ферросплавов в доменной печи. Доменная печь содержит горн, заплечики, распар, шахту, колошник. Тепловой режим в печи поддерживают излучением лазеров, которые крепят к кожуху печи в верхней части горна и на колошнике доменной печи. Использование изобретения обеспечит снижение расхода кокса, уменьшение капитальных затрат на строительство воздухонагревателей, снижение себестоимости выплавляемого чугуна и увеличение производительности печи. 1 ил.

 

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для плавки чугуна и ферросплавов в доменной печи.

Наиболее близкими по технической сути к предлагаемому изобретению являются доменная печь, имеющая горн, заплечики, распар, шахту и колошник, в которую для поддержания теплового режима вдувают воздух, нагретый в воздухонагревателях до температуры 1100-1400°C (Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев A.M. Общая металлургия. - М.: Металлургия, 1998. - с.66).

К недостаткам известной доменной печи следует отнести большие капитальные затраты на строительство воздухонагревателей, которые имеют площадь нагрева 60-69 м2 на 13 м полезного объема печи с встроенными камерами горения и 100 м2 на 1 м3 полезного объема печи с выносными камерами горения (Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев A.M. Общая металлургия. - М.: Металлургия, 1998. - с.156), высокие текущие затраты на нагрев холодного воздуха до температуры 1100-1400°C, а также большие потери тепла с азотом, не участвующим в технологическом процессе и покидающим доменную печь с температурой 250-300°C (Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев A.M. Общая металлургия. - М.: Металлургия, 1998. - с.122). Количество азота в отходящих газах составляет 45-55% или 700-1000 м3 на 1 тонну выплавляемого чугуна (Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев A.M. Общая металлургия. - М.: Металлургия, 1998. - с.126).

Задачей изобретения является снижение расхода кокса, уменьшение капитальных затрат на строительство воздухонагревателей, снижение себестоимости выплавляемого чугуна и увеличение производительности печи.

Поставленный технический результат достигается тем, что предлагаемая доменная печь, содержащая горн, с фурмами горячего дутья, заплечики, распар, шахту и колошник с термопарами для контроля температуры отходящих газов, причем она снабжена лазерами, расположенными в верхней части горна в порядке чередования фурма-лазер, и на колошнике - между упомянутыми термопарами с возможностью перемещения генерируемого ими излучения в горне - по направлению вверх, а в колошнике - вниз, и с изменением угла его наклона к горизонтали в пределах 80-15° - в верхней части горна, и в пределах 90-45° - в колошнике.

Изобретение обладает новизной, что следует из сравнения с прототипом, и изобретательским уровнем, так как явно не следует из существующего уровня техники, практически осуществимо в действующих доменных печах.

Предлагаемая доменная печь для плавки чугуна или ферросплавов имеет горн, заплечики, распар, шахту, колошник. Загрузку печи шихтовыми материалами осуществляют сверху через загрузочное устройство. Через фурмы в верхней части горна вводят горячее дутье - нагретый в воздухонагревателях воздух. Тепловой режим в печи поддерживают вводом дополнительного тепла излучением оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров (Физическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1990, том 2. - с.549). Лазеры устанавливают и крепят к кожуху печи, в верхней части горна, в амбразуры вместо фурм в порядке чередования фурма-лазер, так чтобы генерируемое ими излучение было направлено вверх с изменением угла его наклона к горизонтали в пределах 80-15°. Изменения угла наклона генерируемого лазерами излучения необходимы для того, чтобы не перегревать материалы в одной точке. Так, на печи объемом 1033 м3 можно установить до 8 лазеров, а на печи объемом 5500 м3 - до 21 лазера. Мощность излучения лазеров и температуру горячего дутья можно изменять. Для подогрева шихты в верхней части печи также предусмотрена установка на колошнике нескольких лазеров между термопарами для контроля температуры отходящих газов. Например, для печи объемом 1033 м3 количество лазеров на колошнике будет равно четырем. Излучение колошниковых лазеров направлено вниз с возможностью перемещения по всей поверхности шихты и с изменением угла его наклона к горизонтали в пределах 90-45°. Подогрев шихты на колошнике излучением лазеров компенсирует уменьшение прихода тепла от сгорания кокса при снижении его расхода и увеличивает производительность доменной печи. Для перемещения генерируемого излучения горновые и колошниковые лазеры оборудованы специальными устройствами. С целью ввода дополнительного тепла в доменную печь в фурменной зоне и на колошнике предпочтительнее использовать твердотельные лазеры с активной средой на стеклах, активированных Nd, с оптической накачкой, в которых при мощности накачки несколько десятков киловатт мощность излучения лазера составляет сотни мегаватт при плотности потока энергии до 10 МВт/см2. В предлагаемой доменной печи технологический процесс остается неизменным и в ней по известной технологии можно выплавлять передельный и литейный чугуны и ферромарганец.

Доменная печь, содержащая кожух, горн с фурмами горячего дутья, заплечики, распар, шахту и колошник с термопарами для контроля температуры отходящих газов, отличающаяся тем, что она снабжена лазерами, расположенными в верхней части горна в порядке чередования фурма-лазер и на колошнике между упомянутыми термопарами с возможностью перемещения генерируемого ими излучения в горне по направлению вверх, а в колошнике - вниз, и с изменением угла его наклона к горизонтали в пределах 80-15° в верхней части горна и в пределах 90-45° - в колошнике.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к доменному производству. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к завалочной машине для доменной печи. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству циклонного сепаратора для очистки доменных газов. .

Изобретение относится к области металлургии. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для загрузки и распределения материала в печь. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к оборудованию системы загрузки доменной печи. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к оборудованию системы загрузки доменной печи. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к загрузочному устройству шахтной печи. .
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке к работе воздушных фурм доменных печей. .
Изобретение относится к металлургии, а именно к очистке газов при выплавке стали и ферросплавов. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к загрузочному устройству для шахтной печи
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству чугуна

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу загрузки промышленного сырья

Изобретение относится к области металлургии, в частности к загрузке шахтной печи

Изобретение относится к области металлургии, в частности к установке для загрузки шахтной печи

Изобретение относится к области металлургии, в частности к оборудованию для охлаждения металлургической печи

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к оборудованию загрузки доменной печи

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при сухой очистке доменного газа

Изобретение относится к области металлургии, в частности к загрузочному устройству доменной печи
Наверх