RU2059178C1 - Furnace for continuous heat of materials in molten bath - Google Patents
Furnace for continuous heat of materials in molten bath Download PDFInfo
- Publication number
- RU2059178C1 RU2059178C1 RU94005788A RU94005788A RU2059178C1 RU 2059178 C1 RU2059178 C1 RU 2059178C1 RU 94005788 A RU94005788 A RU 94005788A RU 94005788 A RU94005788 A RU 94005788A RU 2059178 C1 RU2059178 C1 RU 2059178C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zone
- furnace
- loading
- separation chamber
- chamber
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 20
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 20
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 24
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 abstract description 11
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 abstract 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 15
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к плавке сульфидных материалов в расплаве. The invention relates to non-ferrous metallurgy, namely to the smelting of sulfide materials in the melt.
Известная печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне [1] состоящая из прямоугольной шахты, кессонированного пояса с фурмами, подины, приспособления для выпуска жидких продуктов плавки, отличающаяся тем, что фурмы расположены на высоте, разделяющей кессонированный пояс на надфурменную и подфурменную зоны с соотношением их высот от 1,5:1 до 1:3, причем торцовые стенки кессонированного пояса выполнены не доходящими до подины, с соотношением высот от фурм до нижних кромок торцовых стенок от 0,3 до 0,9. Данная печь обеспечивает переработку увлажненного и кускового сырья с раздельным выпуском жидких продуктов плавки. Known furnace for the continuous melting of sulfide materials in a liquid bath [1] consisting of a rectangular shaft, a coffered belt with tuyeres, a hearth, a device for releasing liquid melting products, characterized in that the tuyeres are located at a height separating the coffered belt into a tuyere and tuyere zone with the ratio of their heights from 1.5: 1 to 1: 3, and the end walls of the coffered belt are made not reaching the bottom, with a ratio of heights from the tuyeres to the lower edges of the end walls from 0.3 to 0.9. This furnace provides the processing of moistened and lumpy raw materials with a separate release of liquid smelting products.
Недостатками конструкции этой печи являются низкая удельная производительность и соответственно ее значительные габаритные размеры, а также пылевынос из печи, достигающий 4,0% от ее производительности. The design disadvantages of this furnace are low specific productivity and, accordingly, its considerable overall dimensions, as well as dust removal from the furnace, reaching 4.0% of its productivity.
Известна печь для непрерывной плавки материалов в расплаве (прототип), содержащая плавильную камеру, кессонированный пояс с фурмами, подину, свод, шлаковый сифон со сливными порогами, загрузочное устройство и газоотводящий тракт, отличающаяся тем, что в плавильной камере печи перпендикулярно оси фурм установлена перегородка с окном в нижней части, разделяющая камеру на барботируемую зону с кессонированным поясом и фурмами, и загрузочную, причем расстояние между перегородкой и кессонированным поясом с фурмами составляет 7-30 калибров выходного отверстия фурмы, а соотношение площадей горизонтальных сечения на уровне фурм барботируемой и загрузочной зон не менее 0,2. A known furnace for continuous melting of materials in the melt (prototype), comprising a melting chamber, a coffered belt with tuyeres, a bottom, a vault, a slag siphon with drain thresholds, a loading device and a gas exhaust duct, characterized in that a partition is installed perpendicular to the axis of the tuyeres in the furnace melting chamber with a window in the lower part, dividing the chamber into a bubbling zone with a coffered belt and tuyeres, and a loading one, the distance between the partition and the coffered belt with tuyeres being 7-30 calibres bottom of the lance, and the ratio of the horizontal sectional areas at the level of the lances of the bubbled and loading zones is at least 0.2.
Отличительные особенности конструкции печи обеспечивают повышение скорости массообменных процессов при плавке за счет увеличения удельных дутьевых нагрузок, интенсивной газлифтной циркуляции шлакового расплава вокруг перегородки. Вовлечение загружаемого материала в циркулирующий поток расплава и подача сульфидов непосредственно на фурмы позволяет вести процесс с меньшим переокислением ванны. Distinctive features of the furnace design provide an increase in the rate of mass transfer processes during melting due to an increase in specific blasting loads, and an intensive gas lift circulation of slag melt around the partition. The involvement of the feed material in the circulating melt flow and the supply of sulfides directly to the tuyeres allows the process to be carried out with less reoxidation of the bath.
Недостатком данной конструкции является значительный вынос из печи частиц загружаемого материала и капель шлака (т.е. пылевынос и брызгоунос) вследствие увеличения скорости отходящих из печи газов из-за высоких удельных дутьевых нагрузок. The disadvantage of this design is the significant removal from the furnace of particles of the loaded material and droplets of slag (i.e., dust removal and spraying) due to an increase in the velocity of the exhaust gases from the furnace due to high specific blast loads.
Целью изобретения является усовершенствование конструкции печи, а именно конструкции ее свода, обеспечивающее снижение брызгоуноса и пылевыноса до минимальных величин. The aim of the invention is to improve the design of the furnace, namely the design of its arch, which reduces spraying and dust removal to minimum values.
Цель достигается тем, что свод печи дополнительно снабжен сепарационной камерой, установленной над загрузочной и отстойной зонами перед газоотводом, причем объем сепарационной камеры составляет 0,2-0,6 объема плавильной камеры, площадь ее горизонтального сечения на уровне свода в 2-5 раза больше площади горизонтального сечения барботажной зоны на уровне фурм, при этом вертикальная перегородка, разделяющая загрузочную и отстойную зоны плавильной камеры, входит в сепарационную камеру и делит ее горизонтальное сечение на уровне свода в отношении не менее 2:1. The goal is achieved in that the furnace roof is additionally equipped with a separation chamber installed above the loading and settling zones in front of the gas outlet, the volume of the separation chamber being 0.2-0.6 of the volume of the melting chamber, its horizontal sectional area at the level of the roof is 2-5 times larger the horizontal sectional area of the bubbling zone at the tuyere level, while the vertical partition separating the loading and settling zones of the melting chamber enters the separation chamber and divides its horizontal section at the level of the roof in relation to enii at least 2: 1.
Отличительными признаками заявляемой конструкции печи от прототипа являются: наличие дополнительной футерованной сепарационной камеры, установленной над загрузочной и отстойной зонами плавильной камеры; соотношение объемов сепарационной и плавильной камер; соотношение площадей горизонтальных сечений сепарационной камеры на уровне свода и барботажной зоны на уровне фурм; разделение горизонтального сечения сепарационной камеры на уровне свода перегородкой в заданном соотношении. Distinctive features of the claimed furnace design from the prototype are: the presence of an additional lined separation chamber installed above the loading and settling zones of the melting chamber; ratio of volumes of separation and melting chambers; the ratio of the horizontal sections of the separation chamber at the level of the vault and the bubble zone at the level of the tuyeres; separation of the horizontal section of the separation chamber at the level of the vault by a partition in a predetermined ratio.
В предлагаемой конструкции печи снижение брызгоуноса и пылевыноса достигается за счет двукратного резкого изменения скорости и направления потока печных газов. Именно установка сепарационной камеры обеспечивает сначала резкое снижение скорости отходящих газов, изменение направления газового потока, а затем резкое увеличение скорости этого потока с последующим изменением направления его движения на 90о.In the proposed design of the furnace, the reduction of the mudguard and dust removal is achieved due to a twofold sharp change in the speed and direction of the flow of furnace gases. It is the installation of the separation chamber that provides first a sharp decrease in the speed of the exhaust gases, a change in the direction of the gas stream, and then a sharp increase in the speed of this stream, followed by a change in the direction of its movement by 90 ° .
На фиг.1 изображена предлагаемая печь; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Печь содержит плавильную камеру с подиной и сводом, которая разделена вертикальными перегородками, имеющими окна в нижней части, на три зоны: барботажную 1, загрузочную 2 и отстойную 3. Перегородка 4, разделяющая барботажную 1 и загрузочную 2 зоны, не доходит до свода печи и обеспечивает переток расплава при газлифтной циркуляции расплава в плавильной камере. В барботажной зоне 1 установлен кессонированый пояс с фурмами 8 для ввода окислительного газа. На своде печи в загрузочной зоне 2 установлено герметизированное устройство 6 для ввода материалов в расплав. Над загрузочной 2 и отстойной 3 зонами плавильной камеры свод печи поднят и образует сепарационную камеру 7. Вертикальная перегородка 5, разделяющая загрузочную 2 и отстойную 3 зоны, входит в сепарационную камеру и делит ее горизонтальное сечение на 2 части: сечение на входе в сепарационную камеру не менее чем в 2 раза превышает сечение на выходе из нее. Для выпуска продуктов плавки печь снабжена шлаковым сифоном 9, шпуровым отверстием 10 и газоотводящим патрубком 11, подключаемым к системе газоочистки и утилизации тепла отходящих газов. Если плавление материалов сопряжено с дефицитом тепла, то в барботажной зоне дополнительно устанавливаются топки 12. Figure 1 shows the proposed furnace; figure 2 section aa in figure 1. The furnace contains a melting chamber with a hearth and a vault, which is divided by vertical partitions with windows in the lower part into three zones: bubbler 1,
Печь работает следующим образом. The furnace operates as follows.
После разогрева футеровки печи через шлаковый сифон 9 при работающих фурмах 8 производится заливка порции шлакового расплава затравки и включается загрузка материала. Объем затравки обеспечивает расчетную величину массовой скорости газлифтной циркуляции расплава шлака в барботажной и загрузочной зонах вокруг перегородки 4. Материал, подаваемый через загрузочное устройство 6 в нисходящий поток циркулирующего расплава шлака, увлекается в барботажную зону 1. По мере проплавления материала в циркулирующем потоке расплава образующийся шлак непрерывно выдается через шлаковый сифон 9, а штейновая фаза периодически выпускается через шпуровое отверстие 10 или посредством штейнового сифона. Отходящие из барботажной зоны 1 газы, проходя через сепарационную камеру 7 и отстойную зону 3, освобождаются как от крупных, так и мелкодисперсных частиц загружаемого материала и шлака, и направляются в газоотводящий патрубок 11. При необходимости дополнительного подогрева расплава в барботажной зоне 1 используют топки 12, установленные на боковых стенках барботажной зоны. After heating the lining of the furnace through a
Сечение сепарационной камеры принято исходя из соотношения площадей горизонтальных сечений на уровне фурм барботажной и загрузочной зон (не менее 0,2), максимальной дутьевой нагрузке, достигаемой в газлифтных установках и соответствующей скорости газа в барботажной зоне (до 15 м/с), а также необходимого снижения этой скорости на входе в сепарационную камеру для осаждения частиц заданного размера. The cross-section of the separation chamber is taken based on the ratio of the horizontal cross-sectional areas at the level of the tuyeres of the bubbling and loading zones (at least 0.2), the maximum blowing load achieved in gas-lift installations and the corresponding gas velocity in the bubbling zone (up to 15 m / s), and the necessary reduction of this speed at the entrance to the separation chamber for the deposition of particles of a given size.
Гидродинамические расчеты скорости витания частиц различной крупности, а также практика работы конвертеров показывает, что снижение скорости газа до 8-10 м/с обеспечивает существенное уменьшение брызгоуноса: частицы размером 1 мм и более осаждаются на ванну. Расширение газового потока на входе в сепарационную камеру в 3-5 раз позволяет исключить вынос более мелких частиц. Дальнейшее увеличение горизонтального сечения сепарационной камеры ограничено размерами загрузочной зоны, связано с увеличением тепловых потерь и капитальных затрат. Hydrodynamic calculations of the speed of the soaring of particles of various sizes, as well as the practice of converters, shows that a decrease in the gas velocity to 8-10 m / s provides a significant reduction in spraying: particles 1 mm or more are deposited on the bath. The expansion of the gas stream at the inlet to the separation chamber by 3-5 times eliminates the removal of smaller particles. A further increase in the horizontal section of the separation chamber is limited by the size of the loading zone, due to an increase in heat losses and capital costs.
Таким образом заявляемые пределы отношения площадей горизонтального сечения сепарационной камеры на уровне свода и барботажной зоны плавильной камеры на уровне фурм 2-5 обеспечивают резкое снижение скорости отходящих газов на входе в сепарационную камеру и соответственно выпадение крупных капель шлака и частиц загружаемого материала на ванну загрузочной зоны плавильной камеры печи. Thus, the claimed limits of the ratio of the horizontal cross-sectional area of the separation chamber at the level of the vault and the bubble zone of the melting chamber at the level of tuyeres 2-5 provide a sharp decrease in the velocity of the exhaust gases at the inlet of the separation chamber and, accordingly, the precipitation of large droplets of slag and particles of the loaded material onto the bath of the melting loading zone oven chambers.
Заявляемое отношение (не менее 2:1) горизонтальных сечений на входе и выходе сепарационной камеры, образуемых вертикальной перегородкой, обеспечивает увеличение скорости нисходящего потока газов сепарационной камеры и разгон мелкодисперсных частиц материала и шлака на входе в отстойную зону. Последующее изменение направления движения отходящих газов в отстойной зоне способствует выпаданию частиц на ванну, и в газоотводящий тракт газы поступают с минимальным количеством пыли. The claimed ratio (at least 2: 1) of horizontal sections at the inlet and outlet of the separation chamber, formed by a vertical partition, increases the speed of the downward flow of gases of the separation chamber and accelerates fine particles of material and slag at the entrance to the settling zone. A subsequent change in the direction of movement of the exhaust gases in the settling zone contributes to the precipitation of particles into the bath, and gases enter the exhaust duct with a minimum amount of dust.
Замеры запыленности газов на одной из действующих газлифтных установках показали, что при скорости нисходящего потока в сепарационной камере 20 м/с, что соответствует соотношению сечений на входе и выходе сепарационной камеры 2: 1, пылевынос практически отсутствует. При снижении этого соотношения до 1,5:1 пылевынос становится заметным, что приводит к зарастанию газоотводящего тракта. Measurements of gas dust content at one of the existing gas-lift installations showed that at a downward flow velocity in the separation chamber of 20 m / s, which corresponds to a ratio of the cross sections at the inlet and outlet of the separation chamber 2: 1, dust removal is practically absent. When this ratio is reduced to 1.5: 1, the dust removal becomes noticeable, which leads to overgrowth of the exhaust pipe.
Соотношение объемов сепарационной и плавильной камер, равное 0,2-0,6, ограничивает высоту сепарационной камеры при заданном ее сечении и обеспечивает минимальную величину дополнительных потерь тепла через футеровку камеры, что не ухудшает тепловой режим работы печи. The ratio of the volumes of the separation and melting chambers, equal to 0.2-0.6, limits the height of the separation chamber at a given cross-section and provides a minimum amount of additional heat loss through the lining of the chamber, which does not impair the thermal regime of the furnace.
Предлагаемая конструкция печи может быть использована не только для плавки сульфидных материалов, но и для обеднения шлака. При этом вместе с загружаемым материалом (шлаком) производится ввод твердого восстановителя, а через фурмы подается газообразный восстановитель. The proposed furnace design can be used not only for sulphide materials smelting, but also for slag depletion. At the same time, a solid reducing agent is introduced along with the feed material (slag), and a gaseous reducing agent is supplied through the tuyeres.
Claims (1)
5 раз больше площади горизонтального сечения барботажной зоны на уроне фурм, при этом перегородка, разделяющая загрузочную и отстойную зоны, входит в сепарационную камеру и делит ее горизонтальное сечение на уровне свода в отношении не менее 2 1.OVEN FOR CONTINUOUS MELTING OF MATERIALS IN THE MELT, containing a vault, a hearth, a melting chamber divided by partitions with windows in the lower part into a bubble zone with a caisson belt and tuyeres installed perpendicular to the partition, a boot with a device for inputting materials and a settling tank with a gas outlet and a device liquid smelting products, characterized in that the furnace is additionally equipped with a lined separation chamber mounted above the loading and settling zones in front of the gas outlet, it the separation chamber volume is 0.2 0.6 of the melting chamber, while the area of its horizontal section at the level of the arch 2
5 times the horizontal sectional area of the bubble zone at the tuyere damage, while the partition separating the loading and settling zones enters the separation chamber and divides its horizontal section at the level of the roof with respect to at least 2 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94005788A RU2059178C1 (en) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | Furnace for continuous heat of materials in molten bath |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94005788A RU2059178C1 (en) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | Furnace for continuous heat of materials in molten bath |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94005788A RU94005788A (en) | 1996-04-10 |
| RU2059178C1 true RU2059178C1 (en) | 1996-04-27 |
Family
ID=20152687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94005788A RU2059178C1 (en) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | Furnace for continuous heat of materials in molten bath |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2059178C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2140615C1 (en) * | 1998-08-17 | 1999-10-27 | Васильев Михаил Георгиевич | Furnace for processing materials in liquid bath |
-
1994
- 1994-02-18 RU RU94005788A patent/RU2059178C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент РФ N 2003010, кл. F 27B 1/00, 1993. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2140615C1 (en) * | 1998-08-17 | 1999-10-27 | Васильев Михаил Георгиевич | Furnace for processing materials in liquid bath |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94005788A (en) | 1996-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI64189C (en) | FRAMEWORK FOR CONTAINING CONTAINER FRAMSTAELLNING AV RAOKOPPAR UR SULFIDKOPPARMALM | |
| US3527449A (en) | Reverberatory smelting of copper concentrates | |
| US4252560A (en) | Pyrometallurgical method for processing heavy nonferrous metal raw materials | |
| US5258054A (en) | Method for continuously producing steel or semi-steel | |
| US4294433A (en) | Pyrometallurgical method and furnace for processing heavy nonferrous metal raw materials | |
| US4025059A (en) | Device for the continuous production of steel | |
| US4005856A (en) | Process for continuous smelting and converting of copper concentrates | |
| RU2059178C1 (en) | Furnace for continuous heat of materials in molten bath | |
| US3901489A (en) | Continuous process for refining sulfide ores | |
| US3985549A (en) | Process for continuously refining molten metals | |
| US3999979A (en) | Removal of sulphur from molten metal | |
| CN116144941B (en) | Smelting device for reducing and removing copper from high lead slag and reducing and removing copper method | |
| RU2087820C1 (en) | Furnace | |
| RU2003010C1 (en) | Furnace for continuous melting in melt | |
| RU2060286C1 (en) | Method for smelting of sulfide materials in melt | |
| NO125594B (en) | ||
| KR100233705B1 (en) | Raw material charging method of upright iron scrap melting furnace | |
| US4895595A (en) | Direct smelting process for non-ferrous metal sulfide ores | |
| RU2038558C1 (en) | Furnace | |
| RU2093585C1 (en) | Method and assembly for processing iron-containing material | |
| RU2009424C1 (en) | Furnace for processing sulfide starting materials | |
| RU2068533C1 (en) | Unit for continuous impoverishment of melted slag | |
| RU2148865C1 (en) | Method and furnace for processing radioactive metal wastes | |
| US3591159A (en) | Apparatus for producing steel from pig iron in continuous process | |
| RU2044210C1 (en) | Furnace |