Способ предварительного нагрева лома в конвертере

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 5/23

ЯВ Мй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4257232/02 (22) 05.06.37 (46) 30,03. 91. Бюл. 11.- 12 (71) Карагандинский металлургический комбинат (72) В.И.Богомяков, В.П.Цымбал, И.И.Есипенко, Б.А.Бурдонов, В.И .Герман и B.Ñ.Ùåðáà (53) 669.134.244 (083.8) (56) Авторское свидетельство .СССР

11 440613, кл. С 21 С 5/28, 1971, Авторское свидетельство СССР

11-" 963075, кл. С 21 С 5/23, 1982.

Сталь, 1986, 11- 10, с. 9 10. (54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАГРЕ—

ВА ЛОМА В КОНВЕРТЕРЕ (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству стали в кислородных конвертерах, и может быть использовано для предварительного нагрева лома в конвертере, Цель изобретения — снижеИзобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству стали в кислородных конвертерах, и может быть использовано для предварительного нагрева лома в конвертере.

Цель изобретения — снижение расхода чугуна и себестоимости стали путем увеличения расхода лома за счет повышения эффективности его нагрева.

На чертеже представлен график ре— жима нагрева лома.

Согласно предлагаемому способу в конвертер загружают лом в количестве 40-75%. от общего расхода на

„„80„„1638174 А 1

2 ние расхода чугуна и себестоимости стали путем увеличения расхода лома за счет повышения эффективности его нагрева. По изобретению предусматривается максимальное рассредоточение твердого топлива в объеме лома и получение эффекта объемного нагрева без оплавления и испарения шихты.

Нагрев лома осуществляют в количестве 40 — 75% от общего расхода на плавку при циклическом возвратно-поступательном перемещении кислородной фурмы с ее выдержкой в нижнем положении. Твердое топливо вводят равными порциями по 20 — 25% от общего расхода в момент движения фурмы вверх из нижнего положения. Выдержка фурмы в нижнем положении при этом составляет 70-130 с. Изобретение позволяет, снизить себестоимость стали за счет снижения расхода чугуна и увеличения доли нагретого лома в металлошихте.

1 ил,, 1 табл. плавку, нагрев производят при циклическом возвратно †поступательн перемещении кислородной фурмы с минутным расходом кислорода 5-20 нм /т

З лома, при этом твердое топливо вводят в момент движения фурмы вверх из нижнего положения на уровне лома в верхнее до среза горловины разными порциями по 20-25% от общего расхода с интервалом 70-130 с. Для ускорения зажигания угля первую порцию твердого топлива вводят в смеси с алюминийсодержащими материалами.

1638174

В большегрузных конвертерах емкостью до 300-400 т при существующем расходе лома 23-27Х от веса металлошихты масса лома составляет

100-120 т и более, а с нагревом

5 лома эта величина возрастает на 10—

20 т. Нагреть равномерно такое коли, чество скрапа даже при очень высокой тепловой мощности гаэокислородного или топливокислородного факела, подводимого сверху, невозможно, В способе учтено также то, что в конвертерных цехах завалка лома производится, как правило, 1-4 совками, и реже 5-10.

Практический опыт показывает,что при нагреве лома кислородом сверху в количестве менее 40Х от общего расхода на плавку неэффективно исполь— зуется подводимое тепло, часть лома оплавляется и прогрев крупных кусков, задерживается наличием на их поверх ности жидкой пленки оксида железа, а более 75 — лом не прогревается по всей высоте, так как высота слоя металлошихты достаточно большая, это приводит к удлинению периода нагрева и к увеличению общей длительности плавки и снижению производитель— ности конвертера.

Подъем фурмы с одновременной подачей кислорода в период ввода твердого топлива сверху способствует рассредоточению (рассеиванию и разбраСыванию) его струей кислорода по поверхности и в объеме лома.

После опускания фурмы в крайнее нижнее положение и ее выдержки в течение 70-130 с, происходит полное сжигание порции топлива в объеме ло40 ма. За этот период полностью сгорает весь уголь. При очередном подъеме фурмы вводят следующую порцию твер— дого топлива, и цикл повторяется.

В качестве твердого углеродсодержащего топлива для предварительного нагрева лома согласно предлагаемому способу используют уголь марки "АС" с теплотворной способностью 6230 ккал/

/кг. Теплосодержание жидкого чугуна, О исключаемого из процесса (замешенного металлическим ломом), компенсируется теплом от сжигания кислородом твердого топлива, В большегрузном конвертере,содержащем в завалке 100-150 т скрапа с низкой насыпной плотностью (0,6—

0,7 т/м ), в ряде случаев не удается

Э поместить весь лом в конвертер при загрузке всего объема конвертера до горловины. В этом случае вводят в, конвертер часть лома и после его нагрева до 600-800оС происходит осадка легковесной его части (лом садится) и освобождается объем для загрузки остального количества металлошихты.

Расчеты показывают, что при расходе твердого топлива в количестве

16-20 кг/т стали от его сжигания (учитывая коэффициент использования топлива — КИТ) выделяется тепло, достаточное для компенсации теплосодержания 1,0 т жидкого чугуна и и для нагрева 1,0 т лома до 600-800 С.

Способ ввода твердого топлива на нагрев лома имеет первостепенное значение. Введение 1,0 т угля в конвертер в завалку позволяет дополнительно переработать 2,3-2,8 т металлолома, на нагрев до загрузки чугуна—

2,8-3,6 т лома, на нагрев порционно по ходу нагрева — 3,8-4,4 т лома.

Согласно предлагаемому способу

1 подачу твердого топлива на нагрев лома производят в конвертер максимально рассредоточенно в период подъема фурмы и с расходом кислорода

5-20 нм /мин на 1 т лома, Эффект дос5 тигается за счет сжигания топлива внутри объема лома между кусками.

Подача кислорода менее 5 нм /мин не3 достаточна для сжигания вводимых одноразово 20-257 топлива от общего расхода на нагрев, а при подаче более 20 нм /мин на тонну лома значиз тельная часть кислорода теряется с газами и не участвует в сжигании топлива. Подача топлива в способе производится только при движении фурмы вверх с тем, чтобы не допустить.локального перегрева даже легковесной части лома.

Ввод топлива равномерными порциями с интервалом 70-130 с позволяет полностью сжечь предыдущую порцию, при этом увеличивается термический

КПД твердого топлива.

При интервале менее 70 с происходит неполное сгорание порции топлива, так как имеет место ускоренный его ввод, а при интервале более 130 с кислород расходуется на только на сжигание угля, но и на окисление железа (частично); происходит его оплавление, и удлиняется общий период

1638174

5 нагрева лома. Установлено, что при одноразовом вводе топлива менее 20 от общего расхода на нагрев лома увеличивается количество циклов и возрастает общая длительность нагрева, хотя на степень усвоения тепла топлива это влияет благоприятно.

При величине порции топлива более

25 от общего расхода на нагрев имеют место локальный перегрев лома и его оплавление, неравномерный нагрев лома.

Пример. По предлагаемому способу в конвертер емкостью 365 т заг.— ружали 56 т лома (2 совка) — 46 от общего расхода на плавку (всего на плавку вводят 120 т лома и 235 т чугуна против 110 и 245 т соответственно по известной технологии). Для нагрева лома использовали уголь марки "AC" в количестве 5,6 т на плавку (18,0 кг/т стали). Количество циклов подачи угля приняли равным 4, по

1,4 т (25 . от общего расхода на плавку). Фурму устанавливали на уровне загруженного в конвертер лома.

Процесс нагрева начинали с одновре. менной подачей сверху 1,4 т угля, подъема фурмы до уровня горловины с расходом кислорода с началом подачи в количестве 670 нм /мин (12 нм /мин на 1 т лома). Факел появился на горловине через 40 с от начала подъема фурмы. Б верхнем положении фурму выдерживали 2-3 с и опускали до уровня лома. В нижнем крайнем положении производили выдержку фурмы в течение

110 с. После этого полный цикл повторяли трижды. В течение всего периода нагрева лома (8,2 мин) расход

3 кислорода был постоянным — 670 нм /

/мин. Температура лома по показанию интерферометра составила под фурмой о о

812 С, а у стен конвертера 384 С.

О

Примеры осуществления предлагаемого и известного способов представ лены в таблице.

5 Б результате использования изобретения достигается повышение эффективности подогрева лома за счет повышения термического КПД топлива, снижения содержания кислорода в отходящих газах в период нагрева, повышения равномерности нагрева лома в его объеме и снижения перегрева с исключением его оплавления и испарения шихты.

Применение предлагаемого способа позволяет снизить себестоимость выплавляемой стали за счет увеличения доли лома в металлошихте и снижения расхода чугуна

Формула изобретения

Способ предварительного нагрева

25 лома в конвертере, включающий завалку лома, присадку твердого топлива, его сжигание в струях кислорода, подаваемого фурмой сверху с минутным расходом 5 — 20 нм /т нагреваемого лома, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода чугуна и себестоимости стали путем увеличения расхода лома за счет повышения эффективности его нагрева, нагрев

35 лома осуществляют в количестве 40—

75 об. от общего расхода на плавку при циклическом возвратно-поступательном перемещении кислородной фурмы с выдержкой фурмы в нижнем положе- нии .в интервале 70-! 30 с, при этом твердое топливо вводят равными порциями по 20-25 от общего расхода в момент движения фурмы вверх из нижнего положения на уровне лома в верх45 нее до среза горловины.

163817/1

Удельный расход кислорода на нагрев лома, нм /т.мин

Р е з ул ь т а т

Способ

Выдержка фуриы в

ХоличестОдноразовый

Доля лома в

Расход топлива

Время нагрева лоСредняя температура лома, С во нагреваеиого лома, Х от всего на плавввод топлива металлошихте,й на негр лома, кг/т лома нижнем положе" нни в ма, с на нагрев лома, Х ку период нагрева ломах с

795

34,8

12,0

13,5

9,4

130

35,0

14,7

9,0

)го

2 40

130

759

772

664

7 8

13,5

10,0

36,0

35,5

35,8

13,2

17,6

15,6

7,0

9,2

)0,2

24

3

624

12,О IG,4

36,0

l 30

6 90

805

7,0

35,2

15,0.

Il 6

100

7 55

788

9,5

17,6

9,0

1 20

8 55

8,8

12,6

13,4

110

80 1

632

34,!

36,0

35,8

14,5

14,0

l4,0

9,)

9,4

8,5

23

9

1 °

12 70

584!

5,9

36,0

16,2

4,0

20

9,6

l7,4

12,4

9,8

35>8

34,0

34,5

36,3

743

772

680

1 5, О

15,0

18,0

l4,7

6,5

8,0

9,3

)3,2

160

13 70

14 70

l5 75

16 70

Hsse. стный

17 70

627

8,6

30 5

14,5

Однор аз овый ложение фурмы при нагввод угля на нагрев/5-6 т реве—

H>I> О

3 ° Ом на плавку

То же

642

648

9,5

9,0

31,6

30,2

l5,7

15,0

7,5

9,0

То же

1 °

18

О

569

615

8,0

)2,0. 10, О

30,2

15,5

14,0

6,0

7,0

588

9,5

29,5

12,5 7,0

Предлагаемый

Постоян- 7,0 ное по9>0 746

Локальный нагрев лома - оплавленне, наличие эолдкой состазляюшей

Нормальный нагрев лома

То:ке

Лом не прогревается, удлиняется цикл плавки, у стей конвертера лом очернъй"

Неравномерность нагрева лома> снижение производительности конвер" тере, низкая средняя температура лоиа

Резко возрастает

spew прогрева, удлиняется цикл плавки

Нормальный нагрев лома

То же

Локапьныи нагрев. лома, оплавленис лома, неравноиерный нагрев, низкая температура нагрева

Неполное сгорчпие угля, кислород теряется в газовую фазу с несгоревшии топливом

Нормальный нагрев лома

То же

Оплавление лома, удлинение цикла плавки, неравномерный нагрев

Лом налревается неравноиерно - Обелья)" по центру конвертера и "черный" у стен, наличие жидкой составляющей

То we

Лом нагревается с образованием жидкой состаытзюшей

То же

У стен конвертера лом "черный", в центре жидкий лом

Жидкач составляюшая, лом "черный" у стен конвертера

1638174

Редактор Л.Веселовская

Заказ 902 Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

УрюУг горла%э

Уро/ж

ЛЮЫ

Составитель Л Ларапова

Техред Л.Сердюкова Кор рек тор А. Ос аУл енко