Способ ведения плавки

 

СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ПЛАВКИ в дуговой сталеплавильной печи, включающий проплавление в шихте колодцев , расплавление основной массы шихты и доплавление шихты у стен печи энергией электрических дуг и факелов топливных горелок, отличающийся тем, что, с целью повьшения производительности печи, при проплавлении колодцев в шихте факелы горелок направляют под зону горения электрических дуг, при расплавлении основной массы шихты факелы горелок направляют между электродами и стенками печи, реверсивно перемещая при этом горелки относительно их оси, при доплавлении с S шихты факелы направляют вдоль внутренней поверхности печи при одноел временном реверсивном вращении горет лок вокруг своей оси. ;о j

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (д1) У С 21 С 5/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф;

1 „ 1,1 ! ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3739378/22-02 (22) 10.05.84 (46) 15.11.85. Бюл. ))(42 (71).Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт электротермического оборудования (72) В.Н.Курлыкин, В.П.Давыдов, Н.А.Пирогов, И.И.Игнатов, А.Ф.Моржин, В.И.Дрогни, IO.H.Тулуевский и В.3.фельдман (53) 669. 187.25(088.8) .(56) Gospodarka paliwami i епегуа, 1971,. В 3, s. 21-25.

Journal du Four Electrique, 1982, В 5, в. 15-20.

1 (54)(57) СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ПЛАВКИ в дуговой сталеплавильной печи, включающий проплавление в шихте колодцев, расплавление основной массы шихты и доплавление шихты у стен печи энергией электрических дуг и факелов топливных горелок, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности печи, при проплавлении колодцев в шихте факелы горелок направляют под зону горения электрических дуг, при расплавлении основной массы шихты факелы горелок направляют между электродами и стенками печи, реверсивно перемещая при этом горелки относительно их оси, при доплавлении шихты факелы направляют вдоль внутренней поверхности печи при одновременном реверсивном вращении горе-. лок вокруг своей оси.

1191471 Изобретение относится к металлур= гии, конкретно к способу ведения плавки в дуговой сталеплавильной печи с использованием для нагрева шихты энергией электрических дуг и факела топливных горелок.

Целью изобретения является повыше,ние производительности печи.

По ходу расплавления шихты в дуговой сталеплавильной печи можно вы- 10 делить три основных этапа: проплавление колодцев, расплавление основной массы шихты находящимися в колодце электрическими дугами, доплавление и нагрев металла в режиме открыто- 15 го горения дуг. Для определения моментов окончания каждого из этапов плавки с учетом совместной работы горелок и, электрических дуг проведены эксперименты на математической мо-20 дели. При анализе тепловых характеристик учтены теплообмен излучением в системе электрические дуги (факелы горелок) — электроды — поверхность шихты - внутренняя поверх- 25 ность стен печи, теплопередача в стенах, своде и падине печи. В процессе проведенных экспериментов на математической модели определяли для каждого момента времени: долю энергии, переданную шихте, тепловые потоки на стены и свод печи, тепловые потери, термический КЦЦ, долю . расплавленного металла, энтальпию шихты, температуру зеркала металла и стен.

В результате проведенных исследований установлено, что проплавление колодцев в шихте заканчивается при удельном расходе суммарной энергии 40 (энергия электрических дуг + энергия факела горелок) (3-4) ° 10 Дж/т. При удельном расходе энергии от (3-4)Х

110 до (9-11) 10 Дж/т происходит расплавление основной массы шихты экранированными дугами. Раскрытие дуг происходит. при достижении удель ного расхода энергии (9-11) 10 Дж/т.

В этот момент дуги начинают интенсивно облучать стены печи, а КПД ® горелок имеет очень низкое значение

0,2-0,3. Поэтому необходимо либо провести подвалку шихты, после чего дуги будут снова экранированы шихтой, и начать весь процесс нагрева И шихты снова, либо перейти на доплавление шихты у стен печи. Полное расплавление шихты имеет места при

2 удельном расходе энергии (14-16)x 10 Дж/т.

Реализация способа ведения плавки показана на примере эксплуатации дуговой сталеплавильной печи ДСП-100 с трансформатором 75 МВ1А.

На фиг. 1-3 представлена печь вертикальный разрез на фиг.4-6 — то же, вид сверху при отведенном своде в различные моменты плавки на фиг.7торцевая часть продольного сечения горелки с истечением газа и кислорода под углом к ее вертикальной оси.

Печь состоит из корпуса 1, накрытого сводом 2, в отверстия которого введены электроды 3. Тол горелкн 4 установлены в стенах 5 корпуса 1. Горелки в данном случае нео слаждаемые типа труба в трубе, причем по центральной трубе 6 подают кислород, по внешней трубе 7— газ. Печь снабжена механизмами радиального перемещения и реверсивного вращения горелок 4 относительно их оси, что позволяет изменять положение факела 8 в рабочем объеме печи и относительно шихты 9. Расплавленный жидкий металл стекает на подину печи и образует металлический расплав 10.

Печь оборудована тремя горелками мощностью 10 МВт каждая, установленными в стенке. Горелки установлены радиально относительно оси печи, и оси горелок направлены между элек. тродами. Выходные сопла горелок расо положены под углом 45 к оси горелки и направлены вниз..Сжигание газа ведут в кислороде при определенном стехиометрическом соотношении топлива и окислителя. В процессе плавки регистрируют количество израсходованных электроэнергии и топлива.

Печь оборудована механизмами радиального перемещения и реверсивного вращения горелок.

После завалки в печь 80 т шихты (фиг.1 и 2) включают источник питания и .одновременно зажигают факелы горелок. Проплавление колодцев ведут при токе 55 кА и напряжении 761.В.

Расход газа на каждую горелку составляет 1000 м /ч, кислорода

2000 м /ч. Горелки при этом максимально вводят в рабочий объем печи, факелы всех трех горелок направляют под зону горения дуг и изменяют угол наклона факела по мере опускания з 1191 электродов вниз. В этот момент времени, пока электроды находятся наверху и постепенно за дугами опускаются вниз в проплавляемые колодцы, нагрев центральной части шихты под дугами способствует не только дополнительному нагреву шихты, но и значительно стабилизирует горение электрических дуг. Причем: это не приводит к дополнительному окислению электродов, 10 так как зона подогрева шихты горелкаки лежит вне электродов и прямого воздействия факела горелок на элек.троды нет.

При Удельном расходе энергии (элек- 15 трозкергии и топлива) 3,6 10 Дж/т проплавление колодцев заканчивается.

В этот момент (фиг.З и 4) горелки отводят ближе к стенам печи и поворачивают реверсивно вправо и влево, 2б располагая при этом факел между электродами и стенкой печи. Этот период плавки ведут при токе 67 кА и напряжении 722 В. При этом мощности дуг максимальны и расплавление шихты я5 проходит с максимальной скоростью.

После достижения удельного расхода энергии 9,5 10 Дж/т происходит рас8 крытие дуг, которые начинают интенсивно облучать футеровку. Горелки и источник питания отключают и осуществляют подвалку в печь 35 т шихты.

Горелки снова устанавливают в исходное положение." Включают источник питания и зажига т горелки, факелы которых направлены под зону горе35 ния дуг. Подваленная шихта экранирует дуги и позволяет вести расплавление при максимальной мощности дуг.

После прохождения колодцев горелки 40 вновь поворачивают и направляют факелы в зону между электродами и стенкой печи, меняя при этом их по471 4 ложение (вправо — влево) с помощью реверсивного вращения горелок вокруг их осей. При достижении удельного расхода энергии 9,8 10 Дж/т е происходит вторичное открытие дуг. В этот момент (фиг.5 и 6) горелки радиально перемещают от оси печи к стенам, направляя факелы по касательной к внутренней поверхности печи, обеспечивая быстрый подогрев и доплавление кусков металла, находящихся у откосов печи. При этом переходят на ступень напряжения

686 В и увеличивают ток дуг до

75 кА, чтобы уменьшить облученность внутренней поверхности печи и увеличить долю энергии, передаваемой раснлаву.

Полное расплавление имеет место при расходе энергии 15"10 Дж/т. ГоВ релки отключают и, ведут дальнейший электротехнологический режим только на энергии электрических дуг. Горелки выводят из рабочего объема печи.

Использование предложенного способа позволит пб сравнению с известным снизить время расплавления шихты без увеличения расхода электродов.

Снижение продолжительности плавки позволит увеличить производительность печи и снизить расход электроэнергии, как за счет замены части ее энергией факелов, так и за счет более рационального использования электроэнергии вследствие более стабильного горения электрических дуг.

Период расплавления на печи

ДСП-100 с трансформатором 75 МВ А может быть снижен на 6 мин, в резуль тате чего увеличивается производительность.

Фиг. 2

Фиг. 3

1191471

+ив. 3

Фиг. 7

Фиа. ю

Составитель П,Иагаюмова

Техред А.Бабинец Корректор СЛ1екмар

Редактор Т.Колб

° Ь

Заказ 7121/24 Тираж 552 Подписное

SIIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4