RU2380325C1 - Способ плавки в газовой вагранке - Google Patents

Способ плавки в газовой вагранке Download PDF

Info

Publication number
RU2380325C1
RU2380325C1 RU2008144228/03A RU2008144228A RU2380325C1 RU 2380325 C1 RU2380325 C1 RU 2380325C1 RU 2008144228/03 A RU2008144228/03 A RU 2008144228/03A RU 2008144228 A RU2008144228 A RU 2008144228A RU 2380325 C1 RU2380325 C1 RU 2380325C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
melting
melt
refractory
refractories
Prior art date
Application number
RU2008144228/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Алексеевич Черный (RU)
Анатолий Алексеевич Черный
Вадим Анатольевич Черный (RU)
Вадим Анатольевич Черный
Светлана Ивановна Соломонидина (RU)
Светлана Ивановна Соломонидина
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ)
Priority to RU2008144228/03A priority Critical patent/RU2380325C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2380325C1 publication Critical patent/RU2380325C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/12Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in shaft furnaces

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для получения расплава из неметаллических материалов при производстве изделий для строительства, в частности, для получения минеральной ваты. Техническим результатом изобретения является увеличение равномерности распределения горячих газов и перегреваемого расплава в холостой огнеупорной колоше газовой вагранки, улучшение теплопередачи от горячих газов расплаву, увеличение производительности и термического коэффициента полезного действия плавильного агрегата, снижение энергоемкости процесса плавки. Способ плавки в газовой вагранке включает разогрев футеровки шахты, загрузку холостой огнеупорной колоши, разогрев ее продуктами сгорания топлива, загрузку, нагрев и расплавление шихты. Холостую огнеупорную колошу создают путем загрузки в шахту огнеупоров с отверстиями, суммарная площадь входных и выходных сечений которых в загруженной холостой колоше равна 0,1-0,6 площади свободного поперечного сечения вагранки в зоне плавления шихты. При этом огнеупоры с отверстиями загружают так, чтобы объем пустот для прохождения горячих газов и расплава был бы равен 0,15-0,7 объема шахты, заполняемой холостой огнеупорной колошей. При работе газовой вагранки горячие продукты сгорания топлива и расплав пропускают преимущественно через отверстия огнеупоров холостой колоши.

Description

Предлагаемый способ относится к строительству и может быть применен для получения расплава из неметаллических материалов при производстве изделий для строительства, в частности, для получения минеральной ваты.
Известен способ плавки в газовой вагранке, содержащей шахту с встроенными газовыми горелками и водоохлаждаемые балки, на которые загружается огнеупорная насадка, состоящая из тугоплавких и термостойких материалов (авторское свидетельство СССР №1610209, кл. F27B 1/08, БИ №44, 1990 г.).
Недостатком известного способа является то, что при плавке неметаллических материалов на водоохлаждаемых балках вагранки происходит частичное затвердевание расплава, в связи с чем уменьшаются свободные проходы для горячих газов и жидких материалов, снижается производительность и термический коэффициент полезного действия плавильного агрегата, горячие газы неравномерно распределяются в шахте.
Из известных наиболее близким по технической сущности является способ плавки в газовой вагранке, содержащей шахту с расположенными в ее нижней части радиально, равномерно по периметру горелками с вертикальными газовыми каналами, подину, насадку - огнеупорную колошу (авторское свидетельство СССР №941823, кл. F27B 1/08, БИ №25, 1982 г.). В газовой вагранке можно плавить неметаллические материалы на огнеупорной холостой колоше, создаваемой из боя (кусков) высокоглиноземистых, шамотных, углеродсодержащих огнеупорных изделий. Но в связи с тем, что куски материалов холостой колоши сплошные, то проходы для горячих газов и расплава небольшие, они постепенно в течение плавки уменьшаются (на огнеупорах частично затвердевает расплав), увеличивается сопротивление движению газов, уменьшается производительность и термический коэффициент полезного действия плавильного агрегата, горячие газы начинают преимущественно перемещаться у стенок шахты, в связи с чем увеличиваются тепловые потери и износ футеровки шахты.
Техническим результатом предлагаемого способа является увеличение равномерности распределения горячих газов и перегреваемого расплава в холостой огнеупорной колоше газовой вагранки, улучшение теплопередачи от горячих газов расплаву, увеличение производительности и термического коэффициента полезного действия плавильного агрегата, снижение энергоемкости процесса плавки.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что производят разогрев футеровки шахты газовой вагранки, загрузку холостой огнеупорной колоши, разогрев ее продуктами сгорания топлива, загрузку, нагрев и расплавление шихты, но в отличие от известного способа холостую огнеупорную колошу создают путем загрузки в шахту огнеупоров с отверстиями, суммарная площадь входных и выходных сечений которых в загруженной холостой колоше равна 0,1-0,6 площади свободного поперечного сечения вагранки в зоне плавления шихты, причем огнеупоры с отверстиями загружают так, чтобы объем пустот для прохождения горячих газов и расплава был бы равен 0,15-0,7 объема шахты, заполняемой холостой огнеупорной колошей, а при работе газовой вагранки горячие продукты сгорания топлива и расплав пропускают преимущественно через отверстия огнеупоров холостой колоши.
Такое сочетание новых признаков с известными позволяет увеличить равномерность распределения горячих газов и перегреваемого расплава в холостой огнеупорной колоше газовой вагранки, улучшить теплопередачу от горячих газов расплаву, увеличить производительность и термический коэффициент полезного действия плавильного агрегата, уменьшить тепловые потери и износ футеровки, снизить энергоемкость плавки.
Предлагаемый способ плавки можно осуществлять в газовых вагранках с холостой огнеупорной колошей. Плавить можно неметаллические материалы (камни, бой огнеупоров, стекло) и получать расплав с требуемой температурой для производства применяемых в строительстве изделий. Этот способ можно применять и при плавке металлической шихты, но наибольшая эффективность достигается при получении из расплава минеральной ваты. Газовые вагранки могут работать с использованием предложенного способа на газообразном, жидком, смешанном топливе. Для загрузки в шахту газовой вагранки в период создания холостой огнеупорной колоши рационально использовать высокоогнеупорные изделия в виде перфорированных кирпичей со сквозными отверстиями, имеющими в поперечных сечениях круглую, эллиптическую, овальную, квадратную, прямоугольную, треугольную форму, форму сечения в виде трапеций, параллелограммов, многоугольников, секторов, сегментов, полукругов, комбинаций этих геометрических фигур или выполненных в виде рам со сквозными окнами (отверстиями). Огнеупорные изделия могут быть выполнены в виде призм, цилиндров, усеченных конусов, шаровых поясов, шаров, бочек, эллипсоидов. Во всех случаях огнеупорные изделия должны иметь сквозные отверстия, которые должны быть размещены так, чтобы достигалась требуемая прочность изделий и необходимая суммарная площадь входных и выходных сечений отверстий. Материал изделий должен иметь огнеупорность на 50-400 градусов выше достигаемой в печи максимальной температуры. Огнеупоры должны выдерживать 10-40 теплосмен, сохранять прочность при высокой температуре, не размягчаться, не разрушаться при работе печи, быть шлакоустойчивыми, не разрушаться при перемещении по ним расплава. При плавке неметаллических материалов, содержащих преимущественно оксиды кремния, кальция, магния, железа, при основности расплава 0,8-1 рационально применять высокоглиноземистые изделия, содержащие 60-95% оксида алюминия.
Предлагаемый способ плавки осуществляется следующим образом.
Производят розжиг горелок газовой вагранки, производят разогрев футеровки шихты, загрузку холостой огнеупорной колоши, разогрев ее продуктами сгорания топлива. Холостую огнеупорную колошу создают, загружая в шахту огнеупоры с отверстиями, суммарная площадь входных и выходных сечений которых в загруженной холостой колоше равна 0,1-0,6 площади свободного поперечного сечения вагранки в зоне плавления шихты. Огнеупоры с отверстиями загружают так, чтобы объем пустот для прохождения горячих газов и расплава был бы равен 0,15-0,7 объема шахты, заполняемой холостой огнеупорной колошей.
На разогретую холостую огнеупорную колошу загружают шихту, доводят путем регулирования расходы топлива и окислителя до требуемых, нагревают и плавят горячими продуктами сгорания шихту. Продукты сгорания перемещаются преимущественно по отверстиям в огнеупорах и частично между огнеупорами холостой колоши, нагревают стенки огнеупоров, а навстречу движущимся горячим газам поступает из зоны плавления расплав, который перегревается, стекает на подину, выходит из вагранки и отбирается для получения литых изделий.
Благодаря наличию в огнеупорах холостой колоши отверстий и неплотной их упаковке горячие газы распределяются в холостой колоше более равномерно, огнеупоры больше отбирают теплоты от горячих газов, в связи с чем повышается температура расплава, производительность и термический коэффициент полезного действия вагранки.
При суммарной площади входных и выходных сечений отверстий S в огнеупорах холостой колоши меньше 0,1 площади свободного поперечного сечения вагранки S1 в зоне плавления шихты не достигается равномерность распределения горячих газов в холостой колоше, экономичность процесса резко снижается. При S>0,6·S1 резко снижается прочность огнеупоров в холостой колоше и нарушается процесс плавки. Оптимальность достигается при 0,1·S1≤S≤0,6·S1.
Огнеупоры с отверстиями надо загружать так, чтобы объем пустот V для прохождения горячих газов и расплава был бы 0,15·V1≤V≤0,7·V1, где V1 - объем шахты, заполняемый холостой огнеупорной колошей. При V<0,15·V1 в связи с плотной упаковкой огнеупоров в холостой колоше перекрывается часть отверстий в огнеупорах, резко повышается сопротивление движению горячих газов в холостой колоше, резко снижается производительность плавильного агрегата. При V>0,7·V1 резко снижается скорость движения горячих газов в холостой огнеупорной колоше, нарушается процесс теплопередачи от горячих газов расплаву, снижается температура расплава. При 0,1·S1≤S≤0,6·S1, 0,15·V1≤V≤0,7·V1 горячие продукты сгорания топлива и расплав проходят преимущественно через отверстия огнеупоров, происходит интенсивная теплопередача, достигается экономичность процесса, энергоемкость плавки минимальная.
Пример осуществления способа.
В экспериментальной газовой вагранке, предназначенной для плавки чугуна, создавали холостую огнеупорную колошу из высокоглиноземистых кирпичей, в которых были выполнены отверстия в таком количестве и так, чтобы 0,1·S1≤S≤0,6·S1. Огнеупоры с отверстиями загружали так, чтобы 0,15·V1≤V≤0,7·V1. Плавили в газовой вагранке битый строительный кирпич при сжигании природного газа в смеси с горячим воздухом и получаемой температуре продуктов сгорания в холостой колоше 1650-1700°С. Температура расплава на выходе из печи была 1350-1420°С. Из расплава в формах получали пористые изделия (путем продувки газом) для теплоизоляции строительных конструкций. Количество плавок определялось, исходя из необходимости выявления оптимальности параметров. Для сравнения плавили в этой вагранке ту же шихту при использовании в огнеупорной колоше сплошных огнеупоров, то есть применяли известный способ. Проводился анализ материальных и тепловых балансов. Были достигнуты равномерность распределения горячих газов и расплава в огнеупорной колоше, повышение термического коэффициента полезного действия в 1,3-2 раза, увеличение производительности в 1,5-1,8 раза, по сравнению с применением известного способа (когда загружались в холостую колошу неперфорированные огнеупоры). Износ футеровки был незначительный, тепловые потери были небольшие. На плавки расходовалось в 1,1-1,3 раза меньше природного газа. Было установлено, что при длительных непрерывных плавках экономичность процесса возрастает и она может достигать максимальной величины, если предложенный способ используется в оборудовании (газовой вагранке) минераловатного производства.
Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств, его можно применять не только для плавки материалов (неметаллических, металлических), но и при нагреве и обжиге керамических изделий, при обжиге известняка, руд, при сжигании бытовых отходов и плавке содержащихся в них негорючих веществ.
При применении предлагаемого способа расход огнеупоров на холостую колошу по массе уменьшается в 1,3-2 раза по сравнению с применением сплошных огнеупоров в известном способе, снижается трудоемкость выбивки холостой колоши в конце плавки. При меньшей массе меньше стоимость материалов, расходуемых на изготовление изделий для холостой колоши. Предлагаемый способ позволяет повысить производительность, термический коэффициент полезного действия плавильного агрегата, достигать экономичности процесса плавки.

Claims (1)

  1. Способ плавки в газовой вагранке, включающий разогрев футеровки шахты, загрузку холостой огнеупорной колоши, разогрев ее продуктами сгорания топлива, загрузку, нагрев и расплавление шихты, отличающийся тем, что холостую огнеупорную колошу создают путем загрузки в шахту огнеупоров с отверстиями, суммарная площадь входных и выходных сечений которых в загруженной холостой колоше равна 0,1-0,6 площади свободного поперечного сечения вагранки в зоне плавления шихты, причем огнеупоры с отверстиями загружают так, чтобы объем пустот для прохождения горячих газов и расплава был бы равен 0,15-0,7 объема шахты, заполняемой холостой огнеупорной колошей, а при работе газовой вагранки горячие продукты сгорания топлива и расплав пропускают преимущественно через отверстия огнеупоров холостой колоши.
RU2008144228/03A 2008-11-06 2008-11-06 Способ плавки в газовой вагранке RU2380325C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008144228/03A RU2380325C1 (ru) 2008-11-06 2008-11-06 Способ плавки в газовой вагранке

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008144228/03A RU2380325C1 (ru) 2008-11-06 2008-11-06 Способ плавки в газовой вагранке

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2380325C1 true RU2380325C1 (ru) 2010-01-27

Family

ID=42122078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008144228/03A RU2380325C1 (ru) 2008-11-06 2008-11-06 Способ плавки в газовой вагранке

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2380325C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652044C1 (ru) * 2017-02-20 2018-04-24 Общество с ограниченной ответственностью "Группа компаний "КАНЕКС" Газоэлектрическая вагранка (гэв) для плавки неметаллических материалов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652044C1 (ru) * 2017-02-20 2018-04-24 Общество с ограниченной ответственностью "Группа компаний "КАНЕКС" Газоэлектрическая вагранка (гэв) для плавки неметаллических материалов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2459878C2 (ru) Способ производства железорудных окатышей
RU2482077C2 (ru) Вагранка и способ получения кремнеземных расплавов
CN203033894U (zh) 一种并流蓄热双膛窑支撑拱结构
CN102627418B (zh) 一种复合式石灰窑
RU2380325C1 (ru) Способ плавки в газовой вагранке
MXPA01003608A (es) Metodo para calcinar material que contenga carbonatos.
KR101839097B1 (ko) 장작 가마의 구조체
RU2493517C1 (ru) Шахтная газовая печь для обжига кусковых материалов (варианты)
RU123507U1 (ru) Шахтная газовая печь для обжига кусковых материалов (варианты)
RU2587115C1 (ru) Противоточная шахтная печь для обжига карбонатных материалов, отапливаемая газообразным топливом
RU2652608C1 (ru) Шахтная печь для обжига кусковых материалов
CN101934550B (zh) 一种烧成钢纤维透气砖的制造方法
RU2303759C1 (ru) Шахтная печь для производства гранулированного обожженного оксида кальция
RU2321809C2 (ru) Шахтная печь для обжига кусковых материалов
CN201694956U (zh) 一种新型气烧竖窑
RU2007112251A (ru) Способ промывки горна доменной печи
US4362293A (en) Cupola
CN211261772U (zh) 一种碳化硅冶炼炉的保温侧墙
RU129614U1 (ru) Шахтная печь для обжига кусковых материалов
SU941823A1 (ru) Вагранка
CN114018053B (zh) 一种新建烧结炉烘炉方法
CN206940741U (zh) 一种立式石灰炉
RU2253076C1 (ru) Способ плавки в газовой вагранке
RU2166159C2 (ru) Противоточно-прямоточная шахтная печь для обжига карбонатных пород
RU2412413C1 (ru) Способ плавки чугуна в газовой вагранке

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101107