Газоэлектрическая вагранка (гэв) для плавки неметаллических материалов

Изобретение относится к печам, предназначенным для получения неметаллических минеральных расплавов. Техническим результатом является повышение производительности печи. Печь содержит подину, загрузочную камеру, свод, фурмы в стенках загрузочной камеры, загрузочные устройства и газоход. При этом печь представляет собой печь шахтного типа и содержит молибденовые электроды в водоохлаждаемых рубашках, установленные в нижней части печи, при этом фурмы предназначены для подачи природного газа и кислородно-воздушной смеси и установлены ниже уровня расплава так, что отношение между расстоянием от подины до осей фурм и расстоянием от подины до свода находится в диапазоне от 1:4 до 1:7, а указанные электроды установлены ниже осей фурм, причем расстояние от подины до осей электродов составляет 0,2÷0,35 расстояния от подины до осей фурм. 1 ил.

 

Изобретение относится к печам, предназначенным для получения неметаллических минеральных расплавов в производстве минеральной ваты, изделий из базальтового литья, шлакоситаллов, производстве стекла и изделий из него, других производств, использующих минеральные неметаллические расплавы.

Наиболее близким к заявленному устройству является коксогазовая вагранка по патенту РФ 2109236, относящаяся к конструкциям вагранок для плавки и перегрева расплава, в частности для получения расплава из минерального сырья, в производстве теплоизоляционных минераловатных изделий. Вагранка содержит шахту, летку для выпуска расплава и расположенные в чередующемся порядке воздушные фурмы и газовые горелки с горелочными туннелями, отличающаяся тем, что воздушные фурмы и газовые горелки с горелочными туннелями установлены в шахте вагранки с противоположной стороны летки для выпуска расплава на участке 0,6-0,75 периметра шахты.

В данной конструкции вагранки не решен вопрос дегазации расплава, кроме того эти печи очень громоздкие, требуют высоких капитальных затрат и дорогостоящей очистки отходящих газов (обеспылевание и нейтрализация NOx и SO2) и утилизации коксовых остатков. В процессе их работы выделяются горючие газы (СО; H2S), требующие создания системы дожигания с последующей утилизацией тепла.

В процессе плавки в вагранке образуется восстановительная атмосфера, способствующая восстановлению железа, содержащегося в сырье в виде окислов. Снижение содержания железа ухудшает свойства получаемого минерального волокна.

Задачей изобретения является создание высокопроизводительной печи:

- исключающей применение кокса и, следовательно, дорогостоящих систем очистки и дожигания отходящих газов, утилизации коксовых остатков;

- обеспечивающей в рабочем цикле окислительную атмосферу, исключающую восстановление железа из окислов, содержащихся в сырье;

- позволяющей производить переработку всех отходов главной технологической линии в товарную продукцию, обеспечивающую полную нейтрализацию токсичных органических веществ, содержащихся в этих отходах.

Поставленная задача решается тем, что печь для переработки шлакообразующих материалов содержит подину, загрузочную камеру, свод, фурмы в стенках загрузочной камеры, загрузочные устройства и газоход, причем печь представляет собой печь шахтного типа и содержит молибденовые электроды в водоохлаждаемых рубашках, установленные в нижней части печи, при этом фурмы предназначены для подачи природного газа и кислородно-воздушной смеси и установлены ниже уровня расплава так, что отношение между расстоянием от подины до осей фурм и расстоянием от подины до свода находится в диапазоне от 1:4 до 1:7, а указанные электроды установлены ниже осей фурм, причем расстояние от подины до осей электродов составляет 0,2÷0,35 расстояния от подины до осей фурм.

Конструкция газоэлектрической вагранки (ГЭВ), имеющая молибденовые электроды, установленные ниже осей фурм на расстоянии 0,2÷0,35 расстояния от подины до осей фурм, обеспечивает гомогенизацию и дегазацию расплава за счет стабилизации его температуры и активного перемешивания. За счет протекания электрического тока организуется так называемый «барботаж» жидкой фазы, что позволяет получить однородную дегазированную массу.

Электрический нагрев обладает значительно меньшей инерционностью в работе, а также способностью работать в режимах «дрейфа», с удержанием расплава в печи, при аварийной остановке линии получения и обработки волокна. В этих режимах расплав в зоне электродов гораздо проще контролируется, а учитывая физические особенности теплопередачи, электрический нагрев является более динамичным и точным в настройках режимов.

Применение электрического нагрева для возмещения части тепла, используемого для гомогенизации расплава (20÷30%), снижает выбросы дымовых газов и уменьшает теплопотери.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана печь в разрезе.

Предлагаемое устройство представляет собой печь шахтного типа. Печь состоит из подины 1; внутреннего горна 2; кессонированной шахты, состоящей из фурменных кессонов 3, прикладных 4 кессонов; кессонированного съемного водоохлаждаемого свода 5, к которому примыкают охлаждаемый газоход 6 и загрузочные устройства (течки) 7. В фурменных кессонах 3 расположены фурмы 9, разделяющие шахту печи на надфурменную и подфурменную зоны. В кладке печи установлены молибденовые электроды 8 в водоохлаждаемых рубашках.

Подина 1 и внутренний горн 2 печи могут быть набраны из огнеупорного кирпича или выполнены водоохлаждаемыми с огнеупорной футеровкой. Внутри шахты печи на самонесущем каркасе установлены водоохлаждаемые кессоны 3, 4, 5, жестко на нем закрепленные.

Способ плавки в печи ГЭВ позволяет перерабатывать влажный и сухой материал. Благодаря интенсивному перемешиванию расплава раскаленными газами происходит нагрев и плавление шихты, загружаемой на поверхность ванны через течки, расположенные в своде печи. Подачу кислородосодержащего дутья в смеси с природным газом в печь осуществляют в слой расплава, что позволяет использовать водоохлаждаемые элементы (кессоны) в зоне интенсивного его перемешивания.

Основной принцип новой технологии плавления сырья в ГЭВ заключается в том, что массообмен осуществляют в турбулентно перемешиваемой ванне расплава с его одновременным электроподогревом в подфурменной зоне в районе подины. Причем дутье поступает в расплав на уровне фурм со скоростью от 100 до 300 м/с, что значительно интенсифицирует теплопередачу от газового факела к расплаву (по сравнению с теплопередачей от горящего кокса в вагранках), а интенсивное перемешивание ускоряет процесс плавления шихты и гомогенизирует расплав. Подогрев электрическим током от молибденовых электродов, проходящим через расплав, осуществляемый без обогащения газовыми фракциями в зоне отбора (район подины печи) и вывода расплава на дальнейшую переработку, способствует дополнительному гравитационному перемешиванию расплава и обеспечивает необходимый уровень гомогенизации и дегазации.

ГЭВ по своим характеристикам близка к аппарату идеального смешения. Нагрев и плавление шихты осуществляется при лучистой и конвективной передаче тепла от газового факела и тепла, выделяемого при прохождении через расплав электрического тока от электродов, установленных в кладке печи к шихте. Скорость нагрева и плавление шихты лимитирует процесс теплопередачи от раскаленного газового факела и проходящего через расплав электрического тока, подаваемого молибденовыми электродами к шихте через расплав. Сырье загружают в печь в твердом виде, где под воздействием высоких температур происходит их нагрев, испарение влаги, диссоциация карбонатов и плавление смеси.

Плавка проводится в окислительной атмосфере благодаря избыточному количеству кислородно-воздушной смеси (ос«1,1), что обеспечивает неизменное содержание железа в расплаве. Состав и количество расплава в печи при установившемся режиме работы остаются практически неизменными.

Наличие окислительной атмосферы при высокой температуре дымовых газов обеспечивает полное сгорание природного газа без сверхнормативного образования СО. Значительное уменьшение количества воздуха в дутье (благодаря подаче кислорода) обеспечит многократное снижение содержания окислов азота в дымовых газах.

Исключение кокса из технологического цикла обеспечивает отсутствие SO2 и в дымовых газах, что в свою очередь исключает необходимость строительства дорогостоящих систем очистки и дожигания отходящих газов, а также утилизации коксовых шлаков.

Печь для переработки шлакообразующих материалов, содержащая подину, загрузочную камеру, свод, фурмы в стенках загрузочной камеры, загрузочные устройства и газоход, отличающаяся тем, что печь представляет собой печь шахтного типа и содержит молибденовые электроды в водоохлаждаемых рубашках, установленные в нижней части печи, при этом фурмы предназначены для подачи природного газа и кислородно-воздушной смеси и установлены ниже уровня расплава так, что отношение между расстоянием от подины до осей фурм и расстоянием от подины до свода находится в диапазоне от 1:4 до 1:7, а указанные электроды установлены ниже осей фурм, причем расстояние от подины до осей электродов составляет 0,2÷0,35 расстояния от подины до осей фурм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в конструкции металлургической печи. Печь снабжена прикладывающим к внешнему кожуху печи усилие элементом, содержащим по меньшей мере два троса, расположенных с некоторым интервалом вдоль вертикальной высоты сегментированного внешнего кожуха, проходящих вокруг внешней поверхности сегментированного внешнего кожуха с обеспечением сжатия сегментированного внешнего кожуха печи по направлению к печному пространству, при сжатии футеровки во время охлаждения печного пространства.

Изобретение относится к установке для загрузки шихты в индукционную печь. Установка содержит загрузочный бункер, передвигаемую по рельсовому пути передвижную виброзагрузочную машину с устройством для загрузки шихты, загрузочным лотком, вибрационным механизмом, согласно изобретению она снабжена устройством для удаления загрязнений из шихты в процессе ее загрузки в печь, состоящим из решетки с отверстиями, накопительного бункера и короба с ручкой для удаления загрязнений, направляющих и двух фиксаторов, крепящих короб к направляющим, при этом на сварной раме передвижной виброзагрузочной машины закреплены опоры для крепления загрузочного лотка с расположенным над ним загрузочным бункером, причем загрузочный лоток имеет заднюю и две боковые стенки и сварен из листовой стали, вибрационный механизм машины состоит из четырех дебалансных центробежных вибраторов, которые закреплены на четырех пластинах-кронштейнах, приваренных к боковым стенкам загрузочного лотка, а в конце загрузочного лотка приварен склиз, в средней части рамы на приваренной к ней стальной плите размещен привод перемещения передвижной виброзагрузочной машины по рельсам вдоль ряда печей, при этом устройство для загрузки шихты в передвижную виброзагрузочную машину состоит из четырех бункеров, опирающихся на четыре опоры, при этом к двум опорам приварена обслуживающая площадка с лестницей, кроме того, бункеры оснащены пневмовибраторами и челюстными затворами с пневмоприводом, взвешивание шихты производится на электронных платформенных весах, подача шихты в бункеры со склада шихты осуществляется ленточными транспортерами желобчатой формы, а выгрузка в бункер передвижной виброзагрузочной машины производится по стальному склизу, расположенному под каждым бункером.

Изобретение относится к шахтным печам для обжига карбонатных пород. Шахтная печь содержит нижнюю шахту и входящую в ее полость с образованием газового канала верхнюю круглую шахту.

Изобретение относится к введению кислорода в процессе газификации и может быть использовано в химической промышленности и энергетике. Кислородная фурма содержит три трубы, расположенные соосно по отношению друг к другу.

Изобретение относится к загрузочно-распределительным устройствам шахтных, преимущественно прямоточно-противоточных регенеративных печей с круглыми шахтами для обжига карбонатных материалов и может найти применение в металлургической, строительной, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к системе теплового экранирования рабочей зоны высокотемпературных печей. Система содержит по меньшей мере один экранирующий элемент, имеющий оболочку, выполненную из листа/ листов тугоплавкого металла, и расположенный в оболочке керамический материал на основе оксида циркония (ZrO2), присутствующий в виде структуры из частиц и/или волокон.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для образования смешанного потока твердых частиц и горячего газа и инжекции его в печь. Для образования смешанного потока подают топливо и окислитель в камеру сгорания устройства для образования смешанного потока твердых частиц и горячего газа, сжигают топливо и окислитель в камере сгорания для образования потока горячего газа, содержащего продукты сгорания, который проходит через сопло в упомянутый трубопровод, и подают твердые частицы через упомянутую подающую трубу в трубопровод и вовлекают твердые частицы в поток продуктов сгорания для образования смешанного потока твердых частиц и горячего газа, который выходит из открытого конца трубопровода.

Изобретение относится к устройству для разгрузки шахтной известково-газовой печи. Устройство содержит под, установленный на тела качения с возможностью движения в горизонтальной плоскости относительно шахты печи для выдачи извести на периферию через зазор между ним и нижней частью шахты, ножи с регулируемым углом атаки для сбрасывания извести в приемный бункер и конический колпак, расположенный в центре нижней части шахты над подом.

Изобретение относится к мусоросжигательным печам, предназначенным для сжигания отходов или низкосортных топлив. Техническим результатом является упрощение технологии подготовки материалов к переработке.

Изобретение относится к поворотному загрузочному устройству для шахтной печи. Устройство содержит неподвижный корпус для установки на колошнике шахтной печи и навесной ротор, установленный в неподвижном корпусе с возможностью вращения относительно по существу вертикальной оси и с образованием основной кольцевой камеры поворотного загрузочного устройства.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для сжигания твердых радиоактивных и токсичных отходов. .

Изобретение относится к производству непрерывных минеральных нитей из кристаллизационноспособных горных пород в малогабаритных газоэлектрических печах и может быть использовано в химической промышленности, а также в промышленности строительных материалов.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к области производства непрерывных минеральных волокон из основных горных пород типа базальта, и может быть использовано в ванных и прямоточных печах при производстве базальтовых волокон, а также волокон на основе других горных пород и материалов.

Изобретение относится к печи и способу формования оптических волокон. .

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано для вытяжки оптического волокна, предназначенного для изготовления световодов в линиях оптической связи, из тугоплавких материалов, например из кварцевого стекла .

Группа изобретений относится к способу обжига и охлаждения карбонатных горных пород в прямоточной регенеративной печи для обжига извести, оснащенной двумя шахтами, попеременно работающими как шахта для обжига и регенеративная шахта, а также к прямоточной регенеративной печи. Способ происходит в прямоточной регенеративной печи для обжига извести, оснащенной двумя шахтами, которые попеременно работают как шахта для обжига и регенеративная шахта. При этом карбонатная горная порода вводится в верхнюю область, сконфигурированную в виде зоны предварительного нагрева и обжига каждой шахты, и предварительно нагревается и обжигается там. Затем обожженная карбонатная горная порода охлаждается в нижней области, сконфигурированной в виде зоны охлаждения и содержащей центральное вытесняющее устройство в каждой шахте. Затем охлажденная обожженная карбонатная горная порода выгружается посредством выгружающего устройства, которым оснащена каждая шахта. В зону охлаждения для охлаждения обожженной карбонатной горной породы вводится охлаждающий воздух, одна часть которого вводится в область выгружающего устройства, а другая часть которого вводится посредством вытесняющего устройства. При этом от 90 до 100% охлаждающего воздуха, предназначенного для введения в шахту для обжига, подается посредством вытесняющего устройства. При этом самое большее 10% подается в область выгружающего устройства. От 90 до 100% охлаждающего воздуха, предназначенного для введения в регенеративную шахту, подается в область выгружающего устройства. При этом самое большее 10% подается посредством вытесняющего устройства. Техническим результатом является повышение равномерности охлаждения в зонах охлаждения прямоточной регенеративной печи с использованием небольшого количества охлаждающего воздуха. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к шахтным печам и может быть использовано в металлургии, химической, сахарной промышленности, промышленности строительных материалов. Шахтная печь для обжига кусковых материалов содержит металлический кожух, футерованную шахту с зонами подогрева, обжига и охлаждения, газораспределительный керамический керн, периферийные горелочные устройства, устройства загрузки и выгрузки. При этом она оснащена центральным горелочным устройством, расположенным на крышке печи, газораспределительный керамический керн выполнен в виде цилиндрического столба, расположенного по вертикальной оси печи, проходящего через зоны подогрева и обжига и опирающегося в зоне охлаждения на воздухоохлаждаемые балки. Керн имеет внутренний жаровой канал с отверстиями в зоне обжига для выхода продуктов сгорания в печь, соединен с центральным горелочным устройством и оснащен арочными простенками, которые расположены крестообразно над верхним ярусом отопления в шахте печи и опираются одним крылом на футеровку шахты, а другим - на газораспределительный керн. Повышается качество обжига кускового материала путем более равномерного распределения продуктов горения в печи. 2 ил.

Изобретение относится к устройству для выгрузки керамических изделий из шахтной печи. Устройство содержит устройство фиксации садки, механизм вертикального перемещения устройства фиксации, механизм снижения садки и эвакуатор. Устройство фиксации садки включает совокупность параллельных брусьев в виде стальных прямоугольных профилей, соединенных с одного конца поперечиной с образованием конструкции типа вил, опорные элементы для брусьев в задвинутом состоянии и привод горизонтального возвратно-поступательного перемещения брусьев. Механизм вертикального перемещения брусьев выполнен в виде четырех червячно-винтовых домкратов, попарно и оппозитно друг другу установленных на раме устройства, и штоками прикрепленных к каркасу брусьев. Механизм снижения садки выполнен в виде подъемно-опускной платформы с выступающими элементами балочной формы. Платформа расположена на эвакуаторе, выполненном в виде приводной тележки. Обеспечивается повышение качества керамического кирпича за счет обеспечения попадания пламени горелок непосредственно в каналы садки. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к печам, предназначенным для получения неметаллических минеральных расплавов. Техническим результатом является повышение производительности печи. Печь содержит подину, загрузочную камеру, свод, фурмы в стенках загрузочной камеры, загрузочные устройства и газоход. При этом печь представляет собой печь шахтного типа и содержит молибденовые электроды в водоохлаждаемых рубашках, установленные в нижней части печи, при этом фурмы предназначены для подачи природного газа и кислородно-воздушной смеси и установлены ниже уровня расплава так, что отношение между расстоянием от подины до осей фурм и расстоянием от подины до свода находится в диапазоне от 1:4 до 1:7, а указанные электроды установлены ниже осей фурм, причем расстояние от подины до осей электродов составляет 0,2÷0,35 расстояния от подины до осей фурм. 1 ил.

Наверх