Способ выплавки стали в подовой печи

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в подовых агрегатах , в частности в мартеновских печах. Цель изобретения - снижение удельного расхода топлива и повышение производительности печи. При выплавке стали в подовой печи, оснащенной сводовыми топливокислородными горелками, сводовые горелки включают после завалки 0,15-0,25 массы лома и одновременно отключают торцовые горелки . После заливки 0,3-0,5 массы чугуна отключают сводовые горелки и включают одну из торцовых горелокt причем при отоплении только сводовыми горелками цымовых газы отводятся через обе торцовые головки, а при отоплении с помощью торцовой горелки газы отводятся через одну из торцовых roj/овок. 2 ил., 1 табл. s Ш

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„, 1629320

А1 (51)5 С 21 С 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4451052/02 (22) 29,06,88 (46) 23.02.91. Бюл. Ху 7 (71) Орско-Хапиловский металлургический комбинат (72) В.Ф,Чирихин, Ю.H.Тулуевский, А.Д. Киселев, В. Б. Бейэ еров, В.Ф.Скрыль и И.Ю. Зинуров (53) 669, 183. 2 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 667593, кл. С 21 С 5/04, 1977. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ПОДОВОЙ

ПЕЧИ (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в подовых агрегатах, в частности в мартеновских

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в подовых агрегатах, в частности мартеновских печах.

Цель изобретения — снижение удельного расхода топлива и повышение производительности печи.

На фиг, 1 показана схема подачи топлива и двухстороннего отвода дымовых газов на мартеновской печи в период после завалки О, 15-0,25 всей массы лома до запивки О, 3-0,5 всей массь чугуна включительно; на фиг. 2— схема подачи топлива, вентиляторного воздуха и отвода дымовых газ бв в остальные периоды ппавки (работают только торцовые горелки и дымовые газы отводят на одну сторону) .

В рабочем пространстве 1 мартеновской печи устанавливают две тор2 печах. Цель изобретения — снижение удельного расхода топлива и повышение производительности печи. При выплавке стали в подовой печи, оснащенной сводовыми топливокислородными горелками, сводовые горелки включают после завалки О,!5-0,25 массы лома и одновременно отключают торцовые горелки. После заливки 0,3-0,5 массы чугуна отключают сводовые горелки и включают одну из торцовых горелок, причем при отоплении только сводовыми горелками дымовых газы отводятся через обе торцовые головки, а при отоплении с помощью торцовой горелки газы отводятся через одну из торцовых головок. 2 ил., 1 табл. цовые гаэомаэутные горелки 2 (по одной на каждую головку печи) и пять сводовых подвижных гаэокислородных горелок 3, расположенных по оси свода в проеме каждого рабочего окна.

Продувка ванны кислородом осуществляется с помощью трех кислородных фурм

4. Мартеновская печь имеет вертикальные каналы 5, шлаковики 6, регенера" торы 7, отводные 8 и общий 9 борова, отсечные шиберы 10, Дпя подачи вентиляторного воздуха используются вентилятор 11, воздухопроводы 12 и регулирующие клапаны 13. Отсечные шиберы

10 и регулирукщие клапаны 13 с каждой стороны печи имеют индивидуапьные электроприводы, управление которыми и подачей топлива на торцовые горелки осуществляется в автоматическом режи.1629320 ме или сталеваром с пульта печи в ручном режиме.

Способ осуществляют следующим образом.

Во время заправки печи и завалки

0,15-0,25 всей массы лома отопление печи осуществляют с помощью только торцовых головок в автоматическом режиме управления (с изменением направ- 10 ления подачи через каждые 5-7 мин) подачей топлива, отсечными шиберами

10 отводных боровов 8 и регулируизцими клапанами 13. В этот период осуществляется односторонний отвод Дымовых газов с подачей вентиляторного воздуха в рабочее пространство печи. В ка-. честве топлива в торцовых горелках используется мазут и природный газ.

После завалки 0,15-0,25 всей массы лома (к этому моменту лом покрывает всю поверхность подины) переходят на ручное управление подачей топлива на торцовые горелки отсечными шиберами 1О и регулирующими клапанами 13. При этом включают сводовые топливокислородвые горелки и переходят на двухсторонний отвод дымовых газов за счет открытия обоих шиберов 10 с одновременным отключением торцовых горелок 2. Клапаны 13 закрывают, а вентилятор 11 отключают. Сводовые горелки 3, расположенные в пяти зонах по длине рабочего пространства, опускают до 1,5-2,0 м до поверхности лома. В

35 качестве топлива в сводовых горелках используют природный газ. Расход природного газа в факелах сводовых горелок каждой зоны уменьшают в направлении от центральной к крайним зонам.

Степень открьггия обоих шиберов 10 регулируюг по ходу нагрева лома по давлению газов в рабочем пространстве, обеспечивая поддержание нулевого давления газов на уровне порогов рабочих „окон, что обеспечивает минимальные подсосы атмосферного воздуха в печь и минимальные выбросы запыленных газов через рабочие окна в цех. Затем продолжают завалку лома и нагрев его осуществляют в таком режиме включительно до окончания прогрева шихты и заливки 0,3-0,5Х всей массы чугуна, после чего сводовые горелки отключают, одновременно включают торцовые горелки и переходят на односторонний отвод дымовых газов. При этом переходят с ручного на автоматическое управление подачей топлива на торцовые горелки отсечными шиберами 10 и регулирукицими клапанами 13. Одновременно опускают кислородные фурмы и осуществляют продувку металла кислородом. Весь процесс плавления и дав водки осуществляют в обычном режиме ,с продувкой металла кислородом и пог,ачей топлива через торцовые горелки при одностороннем отводе дымовых газов.

Включение сводовых; топливокислородных горелок после завапки О,!50,25 всей массы лома, и переход на двухсторонний отвод дымовых газов с одновременным отключением торцовых горелок иработа печи в такам режиме на протяжении длительности завалки оставшейся массы лома, всей длительности прогрева лома и заливки 0,3-0,5 всей массы чугуна обеспечивает повышение эффективности нагрева лома.

При работе галька сводовых горелок и двухстороннем отводе дымовых газов не происходит разбавление факелов сводовых горелок вентиляторным воздухом.

Это обеспечивает поддержание высокой темпер атуры факелов, При этом т акже исключается потеря кинетической энергии факелов сводсвых горелок, имевшая место при выплавке стали по известному способу, из-за взаимодействия факелов торцовых и сводовых горелок > что обеспечивает высокую ско.— рость факелов сводовых горелок. Высокоскоростные факелы сводовых горелок пронизывают слой лома на всю его глубину, обеспечивая интенсивный конвективный теплообмен и возможность быстрого нагрева лома до значений среднемассовой температуры 12001300 С, оптимальных для мартеновской технологии выплавки стали. Повышение эффективности нагрева лома позволяет снизить удельный расход топлива на выплавку стали (суммарный удельныи расход топлива на сводовые и торцовые горелки) и уменьшить длительность плавки, а следовательно, увеличить производительность печи.

Оптимальность выбранных параметров подтверждается исследованиями, проведенными на мартеновской печи. Мартеновская лечь садкой 450 т, выплавляющая углеродистые и легированные марки стали, оборудована дополнительно пятью подвижными сводовыми газокислородными горелками, расположенными по оси свода в проеме каждого рабочего

/ тельности нагрева лома с помощью сводовых горелок на оптимальном уровне, Отключение сводовых горелок прн заливке менее 0,3 всей массы чугуна, когда еще большая часть поверхности лома не перекрывается жидким чугуном, ке дает эффекта иэ-за малой длительности нагрева лома с помощью сводовых горелок, При этом расход топлива повышается и снижается производительность печи (опыт 5), После э::ливки более 0,5 всей массы чугуна нагрев об. разовавшейся жидкой ванны с помощью сводовых газокислородных факелов ма5 лоэффективен иэ-эа низкой степени черноты газокислородных факелов и приводит к увеличению топлива и снижению производительности печи (опыт

20 8).

Включение торцовых горелок и переход на односторонний отвод дымовых газов после отключения сводовь1х горелок обеспечивают эффективный нагрев

25 расплава с помощью газомазутных факелов, имеющих высокую степень черноты, а следовательнЬ, и высокий коэффициент теплоотдачи излучением. При этом н ас адкн ре ге нер ато ро в, хорошо н агретые за время работы сводовых горелок при двухстороннем отводе дымовых газов, обеспечивают высокую температуру нагрева вентиляторного воздуха, что необходимо для сжигания топлива торцовых горелок и дожигания СО, абра" зующегося прн продувке ванны кислородом, и обеспечивает повышение эффективности нагрева расплава, Это приводит к снижению расхода топлива и увеличению производительности печи.

Рассредоточение факелов сводовых горелок по длине рабочего пространства на пять зон обеспечивает более. равномерный по сравнению с прототипом нагрев всей массы лома, Повышается эффективность нагрева лома, так, как

5 162 окна, Отсечные шиберы обоих отводящих боровов и регулирующие. клапаны для подачи вентиляторного воздуха в регенераторы оснащают индивидуальными приводами, чтог позволяет в зависи мостй от режима работы печи осущест влять односторонний или двухсторонний отвод дымовых газов из рабочего пространства печи и включать или выключать вентиляторный воздух. В качестве топлива в торцовых горелках используют природный ras и мазут, а в сводовых горелках — природный газ.

Разводка энергоносителей на сводовые горелки позволяет регулировать расход природного газа и кислорода отдельно на каждую сводовую горелку, Результаты исследований представлены в таблице, Включение сводовых горелок и переход на двухсторонний отвод дымовых газов с одновременным отключением торцовых горелок после завалки 0,150,25 всей массы лома обеспечивают минимальный удельный расход топлива и максимальную производительность печи (опыты 2, 3). Объясняется это тем, что при завалке О, 15-0,25 всей мас.сы лома он перекрывает всю поверхность подины и Факелы всех сводовых горелок эффективно нагревают его по всей поверхности, При завалке лома О, 5 всей его массы лом еще не перекрывает всю поверхность поднны, поэтому факелы горелок, в зоне которых еще нет лома, не участвуют в прямом теплообмене с ломом, что ухудшает эффективность нагрева лома, увеличивает удельный расход топлива и снижает производительность печи (опыт 1). При включении сводовых горелок после за валки более 0,25 всей массы лома эффективность его нагрева также снижается, что вызвано уменьшением общей длительности работы сводовых горелок, обеспечивающих по сравнению с торцовыми горелками более эффективный нагрев лома. Это приводит к увеличению удельного расхода топлива и снижает производительность печи (опыт 4).

Отключение сводовых горелок с одновременным включением торцовых горелок и переходом на односторонний отвод дымовых газов после заливки 0,3- 5

0,5 всей массы чугуна обеспечивает снижение удельного расхода топлива и повышение производительности печи (опыты 6, 7) за счет поддержания дли-, увеличивается площадь контакта факелов горелок с ломом. Кроме того, устранение локальных перегревов исключает выбросы металла при заливке чугуна.

В связи с тем, что во время работы сводовых горелок дымовые газы отводятся на обе головки печи одновременно, продукты горения факелов центральной зоны, поступая по направлению движения дымовых газов в соседние с ней зоны факелов (влево и впра; во), участвуют также в нагреве лома

1629320 в крайних зонах, тем самым, в сосед- ние с центральным факелы требуется подавать меньше топлива. Это же относится и к крайним факелам. Крометого, большая часть лома заваливает5 ся через центральное. окно, в крайние окна э ав алив ает ся меньше лома, поэтому подача увеличенного расхода топлива на центральные зоны также повышает эффективность нагрева лома. Все это обеспечивает снижение удельного расхода топлива и увеличивает производительность печи.

При м е р. При выплавке в мартенов- 15 ской печи садкой 450 т, оборудованной пятью сводовыми горелками, стали марки

Ст. 45,(содержание углерода на выпуске 0,42-0,48%) во время заправки печи и начала эавалки лома работают торцо- 20 . вые газомаэутные горелки, и дымовые газы отводятся на одну головку печи с подачей вентиляторного воздуха в рабочее пространство. На горелки подают 3,5 тыс. м /ч природного газа и 25

300-500 кг/ч мазута, Управление подачей топлива, вентиляторного воздуха и отводом дымовых газов1 автоматическое с изменением направления подачи через 5-7 мин. 30 .1

После завалки 40 т лома (0,20 всей массы лома) включают сводовые горел ки и пере ходят на двух стор онний от вод дымовых газов с одновременным отключением торцовых горелок. Управление подачей топлива и отводом дымовых газов переводят при этом с автоматического на ручное. Шиберы 10 обоих отводных боровов 8 открывают клапаны 13 закрывают и вентилятор 11 выключают.

Степень открытия шиберов 10 в процессе нагрева лома с помощью сводовых горелок регулируют, таким образоме что давление газов на уровне порогов рабочих окон близко к нулю. Сводовые

45 горелки устанавливают на 1,5 м от поверхности лома. Расход природного газа на сводрвые горелки устанав mвают в следующем соотношении (м /ч):

8001 1 300й2000: 1300; 900, т, е. 0,45:

:0,65 1:0,65 0,45. Расход кислорода устанавливают из расчета поддержания стехиометрического соотношения с природным газом. В таком режиме работы печи осуществляют нагрев лома в те 55 чение периода завалки оставшейся массы лома его прогрева и периода залив, ки 0 4 всей массы чугуна, После заливки 100 т чугуна (0,4 всей массы чугуна) свободные горелки отключают с одновременным включением торцовых горелок и переходом на односторонний от вод дымовых газ ов . Для этого переходит с ручного на автоматический режим управления. Одновременно опускают три кислородных фурмы и осуществляют продувку металла кислородом с интенсивностью 4500 м /ч.

Сводовые горелки после отключения на них природного газа и кислорода выводят из рабочего пространства. Плавление и доводку проводят в таком режиме работы печи (отопление торцовыми факелами и односторонний отвод дымовых газов с подачей в рабочее пространство вентиляторного воздуха). После достижения содержания углерода в металле 0,45% и температуры металла

1620 С продувку металла кислородом . прекращают, производят раскисление металла в печи и выпускают его в ковш.

Удельный расход топлива при выплавке стали марки Ст.45 68,9 кг/т при производительности печи 70,1 т/ч.

Применение предлагаемого способа выплавки стали обеспечивает повышение эффективности нагрева лома и расплава и за счет этого обеспечивает снижение удельного расхода. топлива на выплавку стали на 22,3-23,2 кг/т и увеличение производительности печи на 14,5 — 15,5 т/ч, Фор мул а из о бр ет ения

Способ выплавки стали в подовой печи, включающий завалку лома, заливку чугуна, нагрев и расплавление факелами торцовых и сводовых топливокислородных горелок, рассредоточенных вдоль рабочего пространства, отвод дымовых газов через торцовые головки, уменьшение расхода топпива подаваемого в сводовые горелки по направлению отвода газов, о т л и— чающий сятем, что, с целью снижения удельного расхода топпива, повышение производительности печи, сводовые топливокислородные горелки включают после завалки 0,15-0,25 массы лома и одновременно отключают торцовые горелки, а после заливки .

0,3-0,5 массы чугуна сводовые горелки отключают и включают одну из торцовых. горелок, при этом при нагреве сводовыми горелками дымовые газы

1629320 l0 зы отводят через одну из торцовых головок, отводят через обе торцовые головки, а при нагреве торцовой. горелкой га1

Доля массы чугуна, при которой Вы ключают сво

ПроизводиУдельный расход топлива

Опыт тельность печи, на выплавку с тали, ! кг/т т/ч

2

4

6

8

Доля массы лома, при которой включают сводовые горелки на двухсторонний отвод дымовых газов

0,10

0,15

0,25

0,30

0,20

0,20

0,20

0,20 довые горелки и переходят на односторонний отвод дымовых газов

0,4

0,4

0,4

0,4

0,2

0,3

0,5

0,6

Из в ес тный способ

82,0

68,2

69,0

80,2

79,7

68, 1

68,9

80,5

91,3

60,8

70,0

70,8

61,2

62,1

70,4

70,2

61,4

55,5

1629320

Составитель В,Самсонов

Техред А.Кравчук

Редактор Н. Гунько

Корректор Л. Патай

Заказ 410 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101