RU2297396C1 - Method of production of the melt from the rocks and the melt from the scrap of the mineral wool production and the device for the method realization - Google Patents
Method of production of the melt from the rocks and the melt from the scrap of the mineral wool production and the device for the method realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297396C1 RU2297396C1 RU2005136747/03A RU2005136747A RU2297396C1 RU 2297396 C1 RU2297396 C1 RU 2297396C1 RU 2005136747/03 A RU2005136747/03 A RU 2005136747/03A RU 2005136747 A RU2005136747 A RU 2005136747A RU 2297396 C1 RU2297396 C1 RU 2297396C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- production
- melt
- loading
- hearth
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000155 melt Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 42
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 42
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 abstract 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 208000010201 Exanthema Diseases 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 chromium-aluminum-zirconium Chemical compound 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 201000005884 exanthem Diseases 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 238000009439 industrial construction Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 206010037844 rash Diseases 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000003238 silicate melt Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к технологии получения расплава безванновым способом из горных пород и отходов минераловатного производства, в частности к плавлению шихты на скатной подине с кучевой загрузкой в печь, и может быть использовано при изготовлении волокнистых утеплителей для гражданского и промышленного строительства.The invention relates to a technology for producing a melt by a channelless method from rocks and mineral wool production waste, in particular to melting a charge on a pitched hearth with cumulus loading into a furnace, and can be used in the manufacture of fibrous heaters for civil and industrial construction.
Уровень техникиState of the art
Существующие способы кучевой загрузки шихты в накопительно-расходные ванны при получении силикатных расплавов не позволяют интенсифицировать процесс плавления, поскольку формирование шихтовых куч ведут боковыми загрузчиками "под стенку" плавильного бассейна и более половины тепловоспринимающей поверхности шихтовых куч закрыто от лучевого и конвективного нагрева (см. Тонкослойная варка стекла. Технология стекла под ред. И.И.Китайгородского, М., 1967 г., стр.105-108).The existing methods of cumulative loading of the charge into storage-consumable baths during the production of silicate melts do not allow intensifying the melting process, since the formation of charge heaps is carried out by side loaders "under the wall" of the melting pool and more than half of the heat-absorbing surface of the charge heaps is closed from radiation and convective heating (see. Thin-layer glass melting. Glass technology under the editorship of II Kitaigorodsky, M., 1967, pp. 105-108).
В то же время кучевая загрузка позволяет решить проблему непрерывной и своевременной подачи шихты под факел горелок. Известны технические решения более рационального способа формирования шихтовых куч с круговым обогревом газовыми горелками. В изобретении в соответствии с авторским свидетельством SU 1101426 шихтовую кучу формируют на середине плавильного бассейна путем продавливания шихты винтовым загрузчиком снизу печи через встроенный в подину водоохлаждаемый мундштук. При этом основание шихтовой кучи находится под расплавом. Во избежание выноса шихты на зеркало бассейна при обрушении откосов кучи вокруг основания кучи выполнено лабиринтное ограждение из огнеупоров с выходом расплава в сторону, противоположную выработочному протоку.At the same time, cumulus loading solves the problem of continuous and timely supply of the charge under the torch torch. Known technical solutions for a more rational method of forming charge heaps with circular heating by gas burners. In the invention, in accordance with the copyright certificate SU 1101426, a charge pile is formed in the middle of the melting pool by forcing the charge with a screw loader from the bottom of the furnace through a water-cooled mouthpiece built into the bottom. In this case, the base of the charge pile is under the melt. In order to avoid burden transfer to the pool mirror when the heap slopes collapse around the heap base, a labyrinth fence was made of refractories with the melt exiting to the side opposite to the production duct.
В другом известном изобретении (SU 1033421) шихтовая куча формируется на середине бассейна путем завалки шихты через свод плавильной печи с помощью вертикальной цилиндрической шахты. В этом случае шихтовая куча представляет собой правильный усеченный конус, верхнее основание которого служит опорой для шихты, находящейся в загрузочной шахте. По периметру нижнего основания шихтовой кучи, под расплавом, установлены барботажные головки для подачи сжатого воздуха. Стекающий по откосу шихтовой кучи расплав захватывает с собой мелкие частички шихты, увлекая их в зону барботажа перегретого расплава, и способствует более быстрому их расплавлению.In another known invention (SU 1033421), a charge pile is formed in the middle of the pool by filling the charge through the arch of the melting furnace using a vertical cylindrical shaft. In this case, the charge pile is a regular truncated cone, the upper base of which serves as a support for the charge located in the loading shaft. Along the perimeter of the lower base of the charge pile, under the melt, bubbler heads are installed for supplying compressed air. The melt flowing down the slope of the charge pile captures with it small particles of the charge, dragging them into the bubble zone of the superheated melt, and contributes to their more rapid melting.
Известно еще одно изобретение (SU 579234) с загрузкой плавильного бассейна через свод печи. Устройство включает плавильную накопительно-расходную ванну с газовыми горелками, дымоотводом и загрузчиком шихты в виде металлической шахты, как в SU 1033421, причем шахта в своде печи выполнена с возможностью вертикального перемещения от электропривода.Another invention is known (SU 579234) with loading a melting pool through a furnace arch. The device includes a melting storage bath with gas burners, a chimney and a charge loader in the form of a metal shaft, as in SU 1033421, and the shaft in the roof of the furnace is made with the possibility of vertical movement from the electric drive.
Общим недостатком описанных известных технических решений является вынос нерасплавленной шихты в рабочий проток.A common disadvantage of the described known technical solutions is the removal of the molten mixture into the working duct.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ плавления горных пород, включающий загрузку и плавление шихты на твердом основании при непрерывном гравитационном отборе получаемого расплава на выработку, при этом плавление шихты ведут на жаровых пятнах, которые формируют с помощью направленного ударно-струйного нагрева при скорости соударения газового факела с подиной 30...250 м/с и температуре 1700±250°С, причем шихту на жаровые пятна дозируют тонким слоем и/или в виде кусковой россыпи. Устройство для осуществления способа содержит газовую печь с керамическим скатным подом, включающую водоохлаждаемый футерованный свод, сваренный из листовой стали, с технологическими фурмами для установки скоростных горелок, датчиков температуры и загрузки шихты, сливной лоток для выдачи расплава (RU 2230709). Под жаровыми пятнами как в известном, так и в предложенном изобретениях понимаются локальные перегретые до указанных температур участки подины, наблюдаемые визуально.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed invention is a method of melting rocks, including loading and melting the mixture on a solid base with continuous gravitational selection of the resulting melt for production, while the melting of the mixture is carried out on heat spots that form using directional shock jet heating at a collision speed of a gas plume with a hearth of 30 ... 250 m / s and a temperature of 1700 ± 250 ° C, moreover, the charge on the flame spots is dosed with a thin layer and / or in the form of lumpy rash. The device for implementing the method comprises a gas furnace with a ceramic pitched hearth, including a water-cooled lined arch, welded from sheet steel, with technological lances for installing high-speed burners, temperature sensors and charge loading, a drain tray for dispensing melt (RU 2230709). Heat spots in both the known and the proposed inventions are understood as local areas of the hearth overheated to the indicated temperatures, which are observed visually.
Недостатком известного изобретения является размыв скатной подины высокотемпературным скоростным факелом при нарушениях в подаче шихты на жаровые пятна плавильной зоны.A disadvantage of the known invention is the erosion of the pitched hearth by a high-temperature high-speed torch in case of violations in the supply of the charge to the heat spots of the melting zone.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей изобретения является устранение всех присущих известным способам недостатков, повышение производительности способа, а также расширение технологических возможностей.The objective of the invention is to eliminate all the inherent disadvantages of the known methods, increasing the productivity of the method, as well as expanding technological capabilities.
Поставленная задача решается способом безваннового плавления горных пород и отходов минераловатного производства в газовой печи на скатной подине, включающим тонкослойную загрузку шихты на жаровые пятна с температурой 1700±250°С, формируемые ударно-струйным нагревом при скорости соударения газового факела с подиной 30...250 м/с с непрерывным гравитационным отбором расплава на выработку, в соответствии с которым на скатной подине печи формируют постоянный объем шихты, состоящий из выплавляемой части - шихтовой кучи в виде усеченного конуса, большее основание которого расположено на скатной подине, и подпитывающей части в виде шихтового столба, нижняя часть которого сопряжена с меньшим основанием усеченного конуса, при этом плавление шихты осуществляют при условии размещения жаровых пятен по периметру большего основания усеченного конуса с саморегулируемым восполнением выплавляемой части конуса за счет оседания шихтового столба под собственным весом.The problem is solved by the method of gangless melting of rocks and mineral wool waste in a gas furnace on a pitched hearth, including a thin-layer charge loading onto heat spots with a temperature of 1700 ± 250 ° C, formed by shock-jet heating at a gas torch impact rate of 30 ... 250 m / s with continuous gravity selection of the melt for production, according to which a constant volume of the charge is formed on the pitched hearth of the furnace, consisting of a melted part - the charge pile in the form of a truncated cone, the larger base of which is located on the sloping hearth, and the feeding part in the form of a charge column, the lower part of which is associated with a smaller base of the truncated cone, while the charge is melted provided that fire spots are placed along the perimeter of the larger base of the truncated cone with a self-regulating replenishment of the lost part of the cone due to subsidence of the charge column under its own weight.
В частных воплощениях изобретения поставленная задача решается тем, что плавление шихты осуществляют при размещении, по меньшей мере, 1/3 площади жаровых пятен внутри периметра большего основания усеченного конуса.In private embodiments of the invention, the task is solved in that the melting of the charge is carried out by placing at least 1/3 of the area of the fire spots inside the perimeter of the larger base of the truncated cone.
Целесообразно загрузку на жаровые пятна проводить непрерывно путем осыпания шихты с откосов выплавляемой части конуса.It is advisable to load on the hot spots continuously by shedding the mixture from the slopes of the lost part of the cone.
Желательно, чтобы количество шихты в шихтовом столбе обеспечивало, по меньшей мере, один час бесперебойной выдачи расплава при отсутствии загрузки.It is desirable that the amount of charge in the charge column provides at least one hour of uninterrupted melt delivery in the absence of loading.
В некоторых воплощениях изобретения целесообразно формировать постоянный объем шихты с подпитывающим шихтовым столбом вплотную к стенке газовой печи.In some embodiments of the invention, it is advisable to form a constant volume of the charge with feed charge column close to the wall of the gas furnace.
Если в способе используются минераловатные отходы, то перед загрузкой в печь их подвергают обмятию и/или дроблению, например, на колесных бегунах.If mineral wool waste is used in the method, then before being loaded into the furnace they are subjected to hugging and / or crushing, for example, on wheeled runners.
Поставленная задача также решается устройством для безванного плавления горных пород и отходов минераловатного производства, включающим газовую печь с керамической скатной подиной, водоохлаждаемым футерованным сводом, выполненным из листовой стали и снабженным технологическими фурмами для установки газовых горелок, датчиков температуры и загрузки шихты, сливным лотком для выдачи расплава, в соответствии с которым, по крайней мере, над одной из фурм для загрузки шихты установлена с помощью присоединительного фланца вертикальная водоохлаждаемая шахта, причем в шахте коаксиально стенкам установлен, с возможностью перемещения, загрузочный ствол, выполненный из жаропрочного материала.The problem is also solved by a device for the saltless melting of rocks and mineral wool production waste, including a gas furnace with a ceramic pitched hearth, a water-cooled lined arch made of sheet steel and equipped with technological lances for installing gas burners, temperature sensors and charge loading, a drain tray for dispensing a melt, according to which, at least one of the tuyeres for loading the charge is installed using a connecting flange vertical water a cooled shaft, moreover, in the shaft coaxially to the walls, a loading barrel made of heat-resistant material is installed with the possibility of movement.
В частных воплощениях изобретения поставленная задача решается тем, что по меньшей мере, часть загрузочного ствола выполнена из силицированного графита.In private embodiments of the invention, the problem is solved in that at least a portion of the loading barrel is made of siliconized graphite.
Загрузочный ствол может быть снабжен вибропобудителем для схода шихты.The loading barrel can be equipped with a vibration exciter for the descent of the charge.
На скатную подину под загрузочный ствол может быть дополнительно установлен раскладчик шихты в виде массивного конусообразного тела, изготовленного из высокоогнеупорного материала.An additional charge distributor in the form of a massive cone-shaped body made of highly refractory material can be additionally installed on the pitched hearth under the loading shaft.
Над фурмами для датчиков температур может быть установлен, по крайней мере, один дистанционный бесконтактный измеритель температуры, ориентированный на жаровые пятна, в качестве которого может быть установлен инфракрасный термометр.At least one remote non-contact temperature meter oriented to heat spots can be installed above the tuyeres for temperature sensors, which can be installed as an infrared thermometer.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 приведен общий вид устройства.Figure 1 shows a General view of the device.
На фиг.2 приведена схемы расположения жаровых пятен при одностороннем скате шихтовой кучи, примыкающей к стенке печи.Figure 2 shows the location of the flame spots with a unilateral slope of the charge pile adjacent to the wall of the furnace.
На фиг.3 приведена схема корректировки плавильной зоны путем изменения угла наклона плавильных горелок.Figure 3 shows the correction scheme of the melting zone by changing the angle of inclination of the melting burners.
На фиг.4 приведена схема корректировки плавильной зоны путем изменения площади основания шихтовой кучи.Figure 4 shows the correction scheme of the melting zone by changing the area of the base of the charge pile.
На фиг.5 приведена разновидность устройства с использованием раскладчика шихты в виде конусообразного тела.Figure 5 shows a variant of the device using the layout of the charge in the form of a conical body.
На фиг.6 приведена разновидность устройства с использованием раскладчика шихты в виде сложного конусообразного тела.Figure 6 shows a variant of the device using the layout of the charge in the form of a complex cone-shaped body.
Позиции на чертежах и схемах означают следующее.Positions in the drawings and diagrams mean the following.
1. Печь1. Oven
2. Скатная подина2. Pitched hearth
3. Сливной лоток3. Drain tray
4. Водоохлаждаемый свод4. Water-cooled arch
5. Технологическая фурма5. Technological lance
6. Легковесный огнеупор6. Lightweight refractory
7. Газовая горелка для плавления шихты7. Gas burner for melting the charge
8. Газовая горелка для экранирования расплава8. Gas burner for shielding the melt
9. Водоохлаждаемая шахта9. Water cooled mine
10. Фланцевое соединение10. Flange connection
11. Загрузочный ствол11. Boot barrel
12. Раскладчик шихты12. The layout of the charge
13. Шихтовая куча13. The charge pile
14. Шихтовой столб14. The charge column
15. Жаровое пятно15. Fire stain
16. Инфракрасный термометр16. Infrared thermometer
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Устройство для реализации предложенного способа представляет собой плавильную безванновую печь (1), которая включает керамическую жаростойкую скатную подину (2), сливной лоток (3), полый, сваренный из листовой стали водоохлаждаемый свод (4), снабженный технологическими фурмами (5), свод (4) футерован легковесным огнеупором (6), силовой каркас (не показан) и другие элементы конструкционной жесткости размещены как с наружной, так и с внутренней стороны полости свода (4). В технологических фурмах (5) свода (4) установлены скоростные газовые горелки для плавления шихты (7) и для теплового экранирования (8) сливного лотка (3) и, по крайней мере, одна вертикальная водоохлаждаемая шахта (9), сопряженная со сводом (4) фланцевым соединением (10), в шахте (9) коаксиально стенкам размещен загрузочный ствол (11) с возможностью вертикального перемещения от специального привода (не показано). Под устьем загрузочного ствола (11) на скатной подине (2) установлен дополнительный раскладчик (12) для формирования тонкого слоя шихты. Раскладчик (12) имеет конусообразную форму (см. фиг.5), либо сложную конусообразную форму - выполняется в виде конуса, переходящего в плоское основание (см. фиг.6) и изготавливается из термоабразивостойкого материала, например хромо-алюмо-циркониевого состава. Выполнение раскладчика конусообразной формы стимулирует сход шихты и расположение ее на подине в виде тонкого слоя, при этом конусообразная часть раскладчика при сходе шихты взаимодействует с устьем загрузочного ствола, а плоское основание - с факелами газовых горелок.A device for implementing the proposed method is a melting bezvanny furnace (1), which includes a ceramic heat-resistant pitched hearth (2), a drain tray (3), a hollow, water-cooled arch welded from sheet steel (4), equipped with technological tuyeres (5), a arch (4) lined with lightweight refractory (6), a power frame (not shown) and other structural rigidity elements are placed both on the outer and inner sides of the vault cavity (4). In the technological tuyeres (5) of the roof (4), high-speed gas burners are installed for melting the charge (7) and for heat shielding (8) of the drain pan (3) and at least one vertical water-cooled shaft (9), paired with the roof ( 4) flange connection (10), in the shaft (9) coaxially to the walls there is a loading barrel (11) with the possibility of vertical movement from a special drive (not shown). Under the mouth of the loading shaft (11), an additional spreader (12) is installed on the pitched hearth (2) to form a thin charge layer. The spreader (12) has a conical shape (see Fig. 5), or a complex conical shape - it is made in the form of a cone turning into a flat base (see Fig. 6) and is made of a heat-abrasion-resistant material, for example, chromium-aluminum-zirconium composition. Execution of the cone-shaped distributor stimulates the gathering of the charge and its location on the bottom in the form of a thin layer, while the cone-shaped part of the distributor interacts with the mouth of the loading shaft when the charge is converging, and the flat base with gas torches.
На загрузочном стволе (11) шахты (9) установлен побудитель схода шихты вибрационного или ударного действия (не показан).On the loading shaft (11) of the shaft (9), a stimulator for the descent of the charge of vibrational or shock action (not shown) is installed.
Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.
Пример 1Example 1
В печь (1) для безваннового плавления шихты, изготовленную по предлагаемому изобретению, загружают базальтовую шихту с фракционным составом 2...30 мм. Загрузку ведут через загрузочный ствол (11) водоохлаждаемой шахты (9), при этом ствол (11) предварительно опускают в печь до упора в скатную подину (2). Ствол (11) заполняют шихтой и медленно возвращают в шахту (9) с помощью подъемного устройства, оставляя на скатной подине (2) шихтовую кучу (13) в виде конуса - опору для шихтового столба (14). Согласно изобретению периметр нижнего основания опорного конуса шихтовой кучи (13) не должен выходить за пределы плавильной зоны, условно определяемой проекциями влетов плавильных газовых горелок (7) на скатную подину (2) - жаровыми пятнами (15) (см. фиг.2). После возврата в шахту (9) загрузочный ствол (11) фиксируют по месту и не меняют найденного положения, пока используется шихта с данным углом естественного откоса. Убыль шихты в загрузочном стволе (11), затраченную на формирование опорного конуса, восполняют из расходного кюбеля (не показан) после установки его над загрузочной шахтой. На этом операция формирования саморегулируемой системы подпитки шихтой плавильной зоны завершается.In the furnace (1) for the vannonless melting of the charge, made according to the invention, load the basalt charge with a fractional composition of 2 ... 30 mm. The loading is carried out through the loading barrel (11) of the water-cooled shaft (9), while the barrel (11) is pre-lowered into the furnace until it stops in a pitched hearth (2). The barrel (11) is filled with a charge and slowly returned to the shaft (9) using a lifting device, leaving a pile pile (13) in the form of a cone on a sloping hearth (2) - a support for the charge column (14). According to the invention, the perimeter of the lower base of the support cone of the charge pile (13) should not go beyond the limits of the melting zone, conditionally determined by the projections of the flights of the melting gas burners (7) on the pitched hearth (2) - heat spots (15) (see figure 2). After returning to the shaft (9), the loading shaft (11) is fixed in place and the position found is not changed while the charge is used with a given angle of repose. The loss of charge in the loading shaft (11) spent on the formation of the support cone is made up from the consumable cube (not shown) after installing it over the loading shaft. On this, the operation of forming a self-regulating charge system for the charge of the melting zone is completed.
Как вариант реализации предложенного способа шихтовой столб (14) и опорный конус (13) формируют вплотную под стенку печи с односкатным откосом (фиг.1).As an embodiment of the proposed method, the charge column (14) and the support cone (13) are formed close to the wall of the furnace with a slope (Fig. 1).
После того как система самоподпитки сформирована, приступают к разогреву и выводке печи, включают горелки плавления (7), а также экранирования и перегрева (8) с постепенным увеличением их тепловой мощности.After the self-feeding system is formed, they start heating and hatching the furnace, include melting burners (7), as well as shielding and overheating (8) with a gradual increase in their thermal power.
Осыпание откосов по мере выплавления основания расходного конуса в предложенном изобретении является основным принципом тонкослойной загрузки и плавления шихты на жаровых пятнах.The shedding of the slopes as the base of the sacrificial cone is melted in the proposed invention is the basic principle of thin-layer loading and melting of the charge on heat spots.
Оптимальный режим плавления достигается при размещении, по меньшей мере, 1/3 площади жаровых пятен внутри периметра основания шихтовой кучи. Опытным путем установлено, что при площади жаровых пятен менее 1/3 - скорость выплавления основания расходного конуса минимальна.The optimum melting mode is achieved by placing at least 1/3 of the area of the flame spots inside the perimeter of the base of the charge pile. It has been experimentally established that when the area of flame spots is less than 1/3, the rate of smelting of the base of the expendable cone is minimal.
Корректировка плавильной зоны в этом случае может быть достигнута путем изменения угла наклона плавильных горелок (фиг.3). Первым признаком начавшегося плавления шихты служит тонкоструйное прерывистое истечение расплава из выработочного сливного лотка (3) в подине (2). По мере разогрева печи наполненность струи возрастает, расплав формируется в устойчивую монострую, достигая максимума. Чем выше тепловое напряжение в зоне плавления, тем выше дебит выдачи расплава. При необходимости получить расплав с максимальным перегревом без изменения дебита делают это, повышая мощность экранирующих горелок (8), не изменяя теплового режима плавильных горелок (7).Correction of the melting zone in this case can be achieved by changing the angle of inclination of the melting burners (figure 3). The first sign of the started melting of the charge is a thin-jet intermittent outflow of the melt from the production drain pan (3) in the hearth (2). As the furnace warms up, the fullness of the jet increases, the melt is formed into a stable monostroy, reaching a maximum. The higher the thermal stress in the melting zone, the higher the melt yield. If it is necessary to obtain a melt with maximum overheating without changing the flow rate, they do this by increasing the power of the shielding burners (8), without changing the thermal regime of the melting burners (7).
Согласно изобретению площадь нижнего основания опорного конуса шихтового столба можно в некоторых пределах корректировать (уменьшая или увеличивая) путем подъема - опускания загрузочного ствола с помощью домкратного механизма (см. фиг.4).According to the invention, the area of the lower base of the support cone of the charge column can, within certain limits, be adjusted (decreasing or increasing) by raising and lowering the loading barrel using a jack mechanism (see Fig. 4).
Во избежание перегрева и/или зашлаковывания устья загрузочного ствола в шахту подают вентиляторный воздух.To avoid overheating and / or slagging of the mouth of the boot shaft, fan air is supplied to the shaft.
Для обеспечения своевременного поступления шихты на жаровые пятна загрузочный ствол (11) сверху постоянно подпитывают из сменного кюбеля (не показан) с емкостью, рассчитанной на три-четыре часа работы печи в оптимальном режиме выдачи расплава.To ensure the timely arrival of the mixture onto the hot spots, the loading barrel (11) from above is constantly fed from a replaceable tube (not shown) with a capacity designed for three to four hours of operation of the furnace in the optimal mode of melt delivery.
При углах естественного откоса менее 45 возможны неконтролируемые лавинные сходы шихты на жаровые пятна. Во избежание этого предложена тонкослойная раскладка шихты при загрузке с помощью раскладчика шихты (12), установленного на подине (2) под загрузочным стволом (11) и выполненного в виде массивного тела с постоянной или переменной конусностью, плавно переходящей в плоское основание. При этом конусная часть раскладчика (12) взаимодействует с устьем загрузочного ствола (11), а основание - с факелами газовых горелок (7). Для контроля за тепловым напряжением плавильной зоны над сводовыми фурмами для замера температур установлены дистанционные инфракрасные термометры (16), ориентированные на жаровые пятна (15), в частности пирометры "Кельвин К Б Диполь", разработанные Технологическим Центром Уникального приборостроения РАН.At angles of repose of less than 45, uncontrolled avalanche descents of the mixture to heat spots are possible. To avoid this, a thin-layer layout of the charge is proposed when loading the charge (12) installed on the bottom (2) under the loading barrel (11) and made in the form of a massive body with constant or variable taper, smoothly turning into a flat base. In this case, the conical part of the spreader (12) interacts with the mouth of the loading barrel (11), and the base interacts with the torches of gas burners (7). To monitor the thermal voltage of the melting zone above the arched tuyeres, remote infrared thermometers (16) focused on heat spots (15), in particular Kelvin KB Dipol pyrometers developed by the Technological Center for Unique Instrumentation of the Russian Academy of Sciences, were installed for temperature measurement.
В технологии безваннового плавления шихты используют скоростные горелки с высокотемпературным ударно-струйным факелом. Принцип сжигания газа в этих горелках исключает (без необходимости) содержание в продуктах горения окиси углерода, что позволяет, в свою очередь, использовать отработавшее тепло в технологическом процессе, например, для открытой подвялки или сушки.In the technology of waveless melting of the charge, high-speed burners with a high-temperature shock-jet torch are used. The principle of burning gas in these burners eliminates (unnecessarily) the content of carbon monoxide in the combustion products, which, in turn, allows the use of spent heat in the process, for example, for an open basement or drying.
Способ загрузки печи "шихтовым столбом" расширяет возможности безваннового плавления на скатной подине, в частности решает проблему защиты скатной подины от размывания и прожога путем предложенной саморегулируемой подачи шихты на жаровые пятна.The loading method of the furnace “charge column” expands the possibilities of melting without melting on the pitched hearth, in particular, solves the problem of protecting the pitched hearth from erosion and burning through the proposed self-regulating supply of the charge to the fire spots.
Формирование шихтового столба "под стенку" следует рассматривать как вариант защиты основания стенок плавильной зоны.The formation of the charge column "under the wall" should be considered as an option to protect the base of the walls of the melting zone.
Пример 2Example 2
Плавление отходов минераловатного производстваMineral wool waste smelting
Производство минеральной ваты и изделий на ее основе является самостоятельной крупнотоннажной технологией. Для получения расплава и волокна в минераловатном производстве используют высокопроизводительные коксовые печи - вагранки с дебетом выдачи до 4,0 тонн/час, и многовалковые центрифуги. При этом проектно-нормативные потери расплава при переработке в волокно составляют 25%. Практически, по мере износа валков центрифуги потери достигают 40-45% (Горяйнов К.Э. и др. Технология теплоизоляционных материалов и изделий. М.: Стройиздат. 1982 г., стр.158). Отходы минераловатного производства представляют собой волокнисто-кусковую смесь, состоящую из шлаковых настылей различной крупности и геометрической формы, остеклованного песка ("корольков") и ваты, обработанной, как правило, токсичным, не прошедшим полимеризацию связующим. Минераловатные отходы имеют малую объемную плотность (150-300 кг в м3), склонны к слеживанию, уплотнению и зависанию в накопительно-расходных бункерах.The production of mineral wool and products based on it is an independent large-capacity technology. To obtain melt and fiber in mineral wool production, high-performance coke ovens are used - cupola furnaces with a debit of up to 4.0 tons / hour, and multi-roll centrifuges. At the same time, the design and regulatory loss of the melt during processing into fiber is 25%. In practice, as the centrifuge rolls wear out, losses reach 40-45% (Goryainov KE et al. Technology of heat-insulating materials and products. M: Stroyizdat. 1982, p. 158). Mineral wool production waste is a fibrous-lumpy mixture consisting of slag layers of various sizes and geometries, vitrified sand ("kings") and cotton wool, which is usually treated with a toxic, polymerized binder. Mineral wool waste has a low bulk density (150-300 kg in m 3 ), is prone to caking, compaction and hovering in storage bins.
Из-за технологических особенностей плавления шихты в вагранках использование волокнисто-кусковых отходов для повторного проплава невозможно. Существующие ванные печи, применяемые в минераловатном производстве, в силу отмеченных выше недостатков также непригодны для утилизации волокнисто-кусковых отходов. В этой ситуации для решения проблемы утилизации волокнисто-кусковых отходов наиболее перспективными, по мнению авторов, являются печи безваннового плавления, в частности, по предлагаемому способу со столбовой загрузкой. При этом необходимо выполнение одного требования: повысить плотность и сыпучесть отходов. Для этого отходы перед загрузкой в печь подвергают обмятию и/или дроблению на колесных бегунах.Due to the technological features of the melting of the charge in cupola furnaces, the use of fiber lump waste for remelting is impossible. Existing bath furnaces used in mineral wool production, due to the shortcomings noted above, are also unsuitable for the disposal of fiber-lumpy waste. In this situation, to solve the problem of disposal of fiber-lumpy waste, the most promising, according to the authors, are trenchless melting furnaces, in particular, according to the proposed method with column loading. It is necessary to fulfill one requirement: to increase the density and flowability of waste. To do this, the waste before loading into the furnace is subjected to hugging and / or crushing on wheeled runners.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005136747/03A RU2297396C1 (en) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | Method of production of the melt from the rocks and the melt from the scrap of the mineral wool production and the device for the method realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005136747/03A RU2297396C1 (en) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | Method of production of the melt from the rocks and the melt from the scrap of the mineral wool production and the device for the method realization |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2297396C1 true RU2297396C1 (en) | 2007-04-20 |
Family
ID=38036831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005136747/03A RU2297396C1 (en) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | Method of production of the melt from the rocks and the melt from the scrap of the mineral wool production and the device for the method realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2297396C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013015690A1 (en) | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Etna B.V. | Method and device for treating a molten slag |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU284255A1 (en) * | MELTING FURNACE | |||
| GB1063716A (en) * | 1963-08-22 | 1967-03-30 | Saint Gobain | Improvements in or relating to melting glass |
| US4564379A (en) * | 1981-07-30 | 1986-01-14 | Ppg Industries, Inc. | Method for ablating liquefaction of materials |
| RU2230709C2 (en) * | 2002-04-11 | 2004-06-20 | Тихонов Роберт Дмитриевич | Method and apparatus for pool-free melting of rock |
-
2005
- 2005-11-28 RU RU2005136747/03A patent/RU2297396C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU284255A1 (en) * | MELTING FURNACE | |||
| GB1063716A (en) * | 1963-08-22 | 1967-03-30 | Saint Gobain | Improvements in or relating to melting glass |
| US4564379A (en) * | 1981-07-30 | 1986-01-14 | Ppg Industries, Inc. | Method for ablating liquefaction of materials |
| RU2230709C2 (en) * | 2002-04-11 | 2004-06-20 | Тихонов Роберт Дмитриевич | Method and apparatus for pool-free melting of rock |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013015690A1 (en) | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Etna B.V. | Method and device for treating a molten slag |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2875120B2 (en) | Electric arc furnace for steelmaking | |
| JP2750136B2 (en) | Method for melting metal scrap and apparatus for performing the method | |
| SU662019A3 (en) | Method of melting metal in shaft furnace | |
| JP6369910B2 (en) | Starting the smelting process | |
| JPH0365414B2 (en) | ||
| US3701517A (en) | Oxy-fuel burners in furnace tuyeres | |
| JP2009270815A (en) | Device and method for manufacturing siliceous molten material | |
| RU2297396C1 (en) | Method of production of the melt from the rocks and the melt from the scrap of the mineral wool production and the device for the method realization | |
| RU2361162C2 (en) | Reverberatory furnace for metal remelting | |
| US1746904A (en) | Metallurgical furnace | |
| RU2557190C2 (en) | Reverberatory furnace for aluminium scrap remelting | |
| GB2051325A (en) | Melting furnace | |
| EP2107327B1 (en) | Thermal gas flow control system in the electric arc furnace | |
| CN106381403B (en) | A kind of joint smelting process of blister copper | |
| RU2361161C2 (en) | Reverberatory furnace for metal remelting | |
| JP3165876U (en) | Reduction roasting equipment | |
| JP4685671B2 (en) | Waste melting processing equipment | |
| RU2590733C2 (en) | Melting unit | |
| RU2606349C1 (en) | Rotary inclined furnace | |
| RU2732257C1 (en) | Rotary inclined furnace | |
| RU2757773C1 (en) | Two-bath reflective furnace with forehearth for remelting aluminum scrap | |
| RU2489659C1 (en) | Rotary inclined furnace | |
| RU2557187C2 (en) | Gas crucible furnace | |
| RU2230709C2 (en) | Method and apparatus for pool-free melting of rock | |
| JP7623634B2 (en) | Blast furnace operation method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120425 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201129 |