Je ešte 12 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Vynález sa týka spôsobu prevádzky šachtovej pece, pri ktorej je horná zóna šachtovej pece zavážaná surovinami, ktore pod vplyvom tiažovej sily klesajú v peci, pričom časť surovín je pôsobením atmosféry, panujúcej vo vnútri šachtovej pece, tavená a/alebo redukovaná av dolnej zóne šachtovej pece je zavádzaný prevádzkový plyn, ktorý aspoňčiastočne ovplyvňuje atmosféru, panujúcu vo vnútri šachtovej pece.0002 Taký spôsob resp. šachtová pec sú v zásade známe. Len na výrobu primárnej taveniny železa je prevažne používaná ako hlavný agregát, pričom ostatné spôsoby majú iba zodpovedajúci podiel len asi 5. Šachtová pec môže pracovať na princípe protiprúdu. Surovina ako vsádzka do vysokej pece a koks sú zavážané v homej zóne šachtovej pece vsádzkovne a klesajú v šachtovej peci dole. V dolnej zóne pece (v úrovni výfuční) je prevádzkový plyn (takzvaný vietor s 800 - 10 000 m 3/tRE podľa veľkosti pece) vháňaný do pece dúchacími trubicami. Pritom vietor, pri ktorom ide obvykle o vzduch, vopred ohriaty v ohrievačoch vysokopecného vetra na asi 1000 až l 300 °C, reaguje s koksom, pričom vzniká okrem iného oxid uhoľnatý. Oxid uhoľnatý stúpa v peci hore a redukuje železné rudy, obsiahnuté v 0 vysokopecnej vsádzke.0003 Okrem toho sú obvykle do pece spoločne dúchané ešte náhradné redukčné prostriedky s napríklad 100 - 170 kg/tRE (napríklad uhoľný prach, olej alebo zemný plyn), čo podporuje0004 Prídavné k redukcii železných rúd sa suroviny tavia v dôsledku tepla, vznikajúceho pri chemických procesoch, vyskytujúcich sa v šachtovej peci. Rozloženie teplôt v priereze šachtovej pece je ale nerovnomemé. Tak sa vytvára v strede šachtovej pece takzvaný mŕtvy muž, zatiaľ čo relevantné procesy, ako je plynovanie (reakcia kyslíka s koksom alebo náhradnými redukčnými prostriedkami na oxid uhoľnatý aoxid uhličitý), sa odohrávajú v podstate iba v takzvanej vírovej oblasti, ktorá je oblasťou pred dúchacou trubicou, teda týkajúc sa prierezu pece leží len v okrajovcj oblasti. Vírová oblast má hĺbku k stredu pece asi 1 m a objem asi 1,5 m 3. Obvykle je v úrovni výfuční umiestnených viacero dúchacích trubíc po obvode tak, že Vírová oblasť, vytvorená pred každou dúchacou trubicou, sa prekrýva s vľavo a vpravo vytvorenými virovými oblasťami, takže aktívna oblast je v podstate tvorenáoblasťou vo forme medzikružia. Pri prevádzke šachtovej pece sa tvorí takzvaný birdsnest.0005 Ďalej môže byt horúci vietor obvykle obohacovaný kyslíkom na zintenzivnenie práve opísaných procesov (plynovanie vo vírovej oblasti, redukcia železných rúd), čo vedie k zvýšeniu výkonu šachtovej pece. Pritom môže byt horúci vietor obohatený kyslíkom pred zavádzaním, alebo však môže byt oddelene privádzaný čistý kyslík, pričom na oddelene privádzanie môže byť upravená takzvaná dúchacia rúrka, to znamená, mirka, ktorá napríklad prebieha vo vnútri dúchacej trubice, ktorouje rovnako súčasť na spôsob rúrky, a ústi vo vnútri oblasti vyústenia dúchacej trubice do pece. Obzvlášť pri vysokých peciach, ktoré sú prevádzkované s nízkou koksovou vsádzkou, je horúci vietor obohacovaný zodpovedajúcim veľkým množstvom kyslíka. Na druhej strane sú pridávaním kyslíka zvyšované výrobné náklady, takže nie je možné jednoducho zvýšiť efektivitu modernej šachtovej pecezodpovedajúcim spôsobom stále ďalej sa zvyšujúcou koncentráciou kyslíka.0006 Ďalej je známe, že efektivita, teda účinnost modemej šachtovej pece, je vo vzájomnom vzťahu s takzvaným plynovaním v šachtovej pecí. Tým je všeobecne myslené,ako dobre funguje plynovanie vo vírovej oblasti, redukcia železných rúd a všeobecne prechod plynnej fázy, panujúci v šachtovej peci, z úrovne výfuční smerom hore k vsádzke, kde je potom odvádzaný takzvaný kychtový plyn. Prejavom lepšieho plynovania je približne čomožno najnižšia strata tlaku V peci.0007 Ukázalo sa ale, že plynovanie nie je aj napriek obohateniu horúceho vetra kyslíkom v modemých vysokých peciach ešte celkom uspokojivé. Preto je úlohou vynálezu, navrhnúťspôsob prevádzky šachtovej pece, ktorý zaručuje lepšie plynovanie vsádzky v peci.0008 Z W 0 01/36891 A 2 je známy spôsob prevádzky šachtovej pece. Pri tomto spôsobe sú vsádzkové suroviny, palivá, prvý a druhý oxidačný prostriedok vháňané tryskami do tavného pásma. Vháňanie druhého oxidačného prostriedku tryskami nastáva opakujúcim sa časovým sledom kvapalnej fázy a pokojovej fázy. Ako príklady budú kvapalné fázy a pokojové fázy trvať vždy 10 s0009 Úloha je podľa vynálezu vyriešená spôsobom so znakmi nároku 1.0010 Pokiaľ sa týka spôsobu je táto úloha vyriešená spôsobom skôr vysvetleného druhu, priktorom je modulované zavádzanie prevádzkového plynu. Modulácia prevádzkového plynupritom nastáva tak, že sa menia prevádzkové veličiny tlak p a/alebo objemový prúd Vv dĺžke periódy, menšej alebo rovnej 5 s, a obzvlášť výhodne menšej alebo rovnej l s Ukázalo sa totiž, že sa dosahuje značne lepšie plynovanie vsádzky atým zvýšenie výkonu a efektivity,ked prevádzkový plyn nie je zavádzaný do pece časovo rovnomeme, ale keď je menený v0011 Zavádzanie prevádzkového plynu sa samozrejme mení aj pri obvyklých postupoch vždy vtedy, keď je pec spustená alebo vypínaná, keď sú nastavované rôzne prevádzkové parametre pre novú nakládku surovín, alebo ked je iba na zvýšenie výkonu prestavovaná koncentrácia kyslíka v horúcom vetre na vyššiu hodnotu. Tieto časové zmeny sú však iba jednorazové zmeny, ktoré nastávajú na časovej stupnici viac hodín. Dynamická modulácia zavádzania prevádzkového plynu podľa vynálezu nastáva naproti tomu na časových stupniciach pod jednu minútu, čo súvisí s tým, že priemerný čas zotrvania plynu v šachtovej peci je iba 5 až l 0 s V porovnani s dynamickou moduláciou podľa vynálezu majú časové zmeny prevádzkových parametrov v intervale, vyššom ako jedna minúta, pomerne krátky čas trvania, v ktorom nie sú prevádzkové parametre statické. To znamená, že časový interval medzi dvoma zmenami prevádzkových parametrov, v ktorých sú prevádzkové parametre v podstate konštantné, to znamená statické, je väčší ako časový interval, ktorý je nutný na dosiahnutie v podstate stacionárneho stavu. S výnimkou relatívne krátkeho času prestavenia sú také zmeny v podstate statické a sú preto označované ako kvázistatická modulácia. Pri dynamickej modulácii podľa vynálezu je časový interval s nestacionámymi stavmi v šachtovej peci dlhší ako časový interval s v podstate stacionárnymi stavmi. Dynamickou moduláciou sú rušené oblasti mŕtveho prúdenia vo vírovej oblasti, čo zvyšuje celkovú turbulenciu vo vírovej oblasti to má za následok lepšie plynovanie vo vírovej oblasti, čo zno va vedie k lepšiemu plynovaniu v šachte.0012 Obzvlášť výhodne nastáva modulácia kvázi-periodicky, obzvlášť periodicky, pričom čas periódy predstavuje 5 s alebo menej. Pritom je periodická modulácia charakterizovaná časovo premennou funkciou f(t) s f(t T) f(t), čím je súčasne definovaný čas trvania periódy T. Pod pojmom kvázi-modulácia sa tu na jednej strane rozumie, že základná modulácia je periodickej povahy, teda napriklad je funkciou h(t) g(t) . f(t) s periodickou f(t) a plášťovou funkciou g(t), ktorá má v porovnaní s f(t) len malý kvalitatívny vplyv na štruktúru h(t). Na druhej strane by bolo možné pod pojmom kvázi-periodickej modulácierozumiet aj takú, pri ktorej je g(t) kontinuálna, ale na náhode závislá funkcia, ktorá určitýmspôsobom nerovnomerne skresľuje štruktúru kontinuálnej funkcie f(t), pričom ale zostáva základná periodícká štruktúra ešte rozoznateľná. Pojmom takej periodickej modulácie môže byť označený taktiež periodický proces, ktorý nastáva vo vírovej oblasti, čo vedie k ďalšiemuzlepšeniu prebublávaniu kvapaliny plynom.0013 Je vhodný, ked predstavuje čas trvania periódy T 60 ms alebo viac, výhodne 100 ms alebo viac, obzvlášť 0,5 s alebo viac. Aj ked je čas prestávky prevádzkového plynu vo vírovej oblasti mimoriadne krátky, je možné s časmi trvania periódy v týchto rozsahoch dosiahnut uspokojivé plynovaníe, pričom uskutočňovanie modulácií s ešte kratším časom trvaniaperiódy by so sebou prinášalo zvýšené technické náklady.0014 Pre čas trvania periódy T platí teda obzvlášť 5 s 2 T z 0,5 s. T je obzvlášť zvolené tak,že prevádzkové plyny vytvárajú v šachtovej peci turbulentné prúdenie a bránia v podstate0015 Pri jednoduchom uskutočňovaní spôsobu je určené, že modulácia nastáva harmonicky.To sa môže jednoduchým spôsobom dosiahnuťjednoduchou sínusovou moduláciou f(t) fo0016 Pri obzvlášť výhodnom uskutočnení spôsobu nastáva modulácia na spôsob impulzov. Taká modulácia je charakterizovaná funkciou f(t) fo Zi ô(t - ti), pričom ô(t) opisuje všeobecne impulz, to znamená, opakujúce sa špičky impulzov oproti v podstate konštantnému pozadiu. Samotnými impulzmi môžu byt obdĺžnikové impulzy, trojuholníkové impulzy,Gaussove ímpulzy (rozšírený matematický impulz ô), alebo môžu mať podobne tvary impulzov, pričom presný tvar impulzu pôsobí menej charakterizujúcim účinkom ako šírka impulzu o, pri ktorej ide o šírku impulzu pri polovičnej výške impulzu (FWHM). Vhodné nastavenie šírky impulzu nastáva vtedy, keď šírka impulzu o predstavuje 5 s alebo menej,výhodne 2 s alebo menej, obzvlášť 1 s alebo menej. Na druhej strane je vhodné, keď šírka impulzu o predstavuje 1 ms alebo viac, výhodne 10 ms alebo viac, obzvlášť 0,1 s alebo viac. Veľmi malé šírky impulzov je ťažké vytvoriť, avšak na druhej strane sa s nimi darí ovplyvňovanie procesov, ktoré prebiehajú vo vírovej oblasti so zodpovedajúcimi krátkymi

MPK / Značky

MPK: C21B 5/00, C21B 11/02, F27B 1/16

Značky: šachtovej, prevádzky, spôsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/20-e10620-sposob-prevadzky-sachtovej-pece.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob prevádzky šachtovej pece</a>

Podobne patenty