Способ производства стали

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано, в частности, при производстве стали в кислородных конверторах, мартеновских и электрических печах. Цель изобретения - повышение эффективности нагрева. В способе производства стали, включающем нагрев шихты вне конвертора, завалку ее в агрегат, заливку чугуна, кислородное рафинирование и выпуск в ковш, лом смешивают с известняком и проводят их совместный нагрев вне конвертора принудительной подачей теплоносителя с расходом 600 - 1200 нм<SP POS="POST">3</SP>/ч на 1 м<SP POS="POST">2</SP> площади нагрева до температуры, равной или выше температуры декарбонизации известняка. Технология позволяет ликвидировать обжиг известняка, повысить коэффициент теплоносителя на 10 - 15%, а производительность на 2 - 5%. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 С 5/28

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739873/02 (22) 19.09.89 (46) 30.08.91. Бюл. N 32 (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Сибирский государственный институт по проектированию металлургических заводов (72) А.С,Фрейденберг, Г.И.Фугман, Л,А.Смирнов, Н.И.Михеев и А.И.Торопов (53) 669.183.26 (088.8) (56) Баптизманский В.И., Бойченко В.М. и

Третьяков Е.В. Металлолом в шихте кислородных конвертеров. М.: Металлургия, 1982, с. 30-32, 53-57. (54) С ПОСО Б ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано, в частИзобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве стали в конвертерах. мартеновских двухванных и электрических печах, Цель изобретения — повышение эффективности нагрева.

Сущность способа состоит в том, что подготовленный обычным способом металлический лом смешивают с известняком и проводят их совместный нагрев вне конвертера принудительной подачей определен ного количества подготовленного теплоносителя на единицу площади нагрееаемой массы твердой шихты до температуры, равной или выше декарбониэации

„„!Ж „„1673602 А1 ности, при производстве стали в кйслородных конвертерах, мартеновских и электрических печах, Цель изобретения повышение эффективности нагрева. В способе производства стали, включающем нагрев шихты вне конвертера, завалку ее в агрегат, заливку чугуна, кислородное рафинирование и выпуск в ковш, лом смешивают с известняком и проводят их совместный нагрев вне конвертера принудительной подачей теплоносителя с расходом 6001200 нм /ч íà i м площади на рева до емпературы, равной или выше температуры декарбонизации известняка. Технология позволяет ликвидировать обжиг известняка, повысить коэффициент теплоносителя на 10- 157,, а производительность на 2-5;ь.

2 табл. известняка, эагружают в конвертер, заливают чугун. рафинируют и выпускают сталь.

В результате перемешивэния лома и известняка между высокотеплопроводными ккал кусками лома (А = 39 ) располагамч С ются низкотеплопроводные по отношению к лому (1 = 0,14 ), но достаточно ккал мч 0С теплопроеодные по отношению к воздуху (А = 0,02 ) куски известняка. ккал мч С

В связи с тем, что нагреваемые материалы (металлический лом и известняк) имеют различные теплофизические свойства. е частности теплопроводность, процесс нагрева каждого из них осуществляется с разной

1673602

55 скоростью. Так, лом, имеющий козффициенттеплопроводности139 ккал/м,ч. С, нагревается значительно быстрее, чем известняк, имеющий Л = 0,14, ккал/м.ч. С.

Поскольку оба материала перемешаны в объеме, соприкасаются между собой, создаются условия для взаимного влияния их друг на друга: металлолом, имеющий более высокую температуру, начинает передавать тепло известняку, имеющему более низкое теплосодержание, в одном и том же временном интервале, Возникают новые условия передачи тепла, когда теплопередача конвекцией переходит в конвективный теплообмен, обусловленный совместным действием конвективного переноса тепла и теплопроводности, Таким образом, к теплопередаче конвекцией от пронизывающего материала принудительно подаваемого теплоносителя добавляется теплопередача теплопроводностью от более нагретого к менее нагретому материалу, что обеспечивает в совокупности высокую эффективность нагрева перемешанных различных материалов, Кроме того, замещение практически нетеплопроводного воздуха(А= 0,02 ккал/м,ч.оС) достаточно теплопроводным известняком (А- 0.14 ккал/м,ч, С) позволяет в 1,5-2 раза увеличить теплопроводность всей системы — лом — известняк-теплоноситель и увеличить коэффициент использования топлива при нагреве шихты на 10 — 15 и довести его до 50 — 60, При нагреве шихты до 900-1000 С происходит обжиг известняка, т.е. одни иэ компонентов шихты переходят в новое качественное состояние. Поскольку подготовленнуютаким образом шихту сразузаваливают в конвертер, температура и активность извести, достигнутые после обжига известняка, полностью сохраняются, что резко улучшает шлакообразование в кон вертере.

Совместный нагрев материалов шихты улучшает процесс теплопередачи, упрощает использование нагретой шихты вследствие эавалки нагретых материалов в конвертер одной порцией.

Производительность конвертера повышается в результате сокращения числа раздельных операций завалки составляющих шихты; сокращения длительности продувки ввиду сокращения расхода чугуна; повышенной стойкости футеровки конвертера ввиду нагрева лома безокислительным теплоносителем и отсутствия образования агрессивных к футеровке шлаков, 5

Обжиг известняка в процессе совместного нагрева с ломом позволяет ликвидировать затраты на его обжиг в соответствующих производствах (иэвестковообжиговые печи).

Загрузка в конвертер нагретой вне конвертера шихты позволяет снизить расход чугуна на 10-15 и повысить производительность конвертера на 2-3 (,.

Заявляемые параметры способа отрабатывались экспериментально.

Для этого в 250-кг конвертере были проведены плавки с нагревом шихты вне конвертера при завалке известняка и лома слоями и вперемешку. Шихту нагревали подготовленным теплоносителем, имеющим температуру 1150 — 1200 С, с расходом его на 1 м площади шихты в корзине 4001400 м /ч, В слой шихты устанавливали хромель-алюмелевые термопары. средняя температура массы шихты колебалась в пределах 300-1050 С. Расчетный коэффициент расхода теплоносителя составил 47-60ф, при снижении расхода чугуна на 60-63ф.

Результаты испытаний приведены в табл.1 и 2, Принудительная подача теплоносителя с расходом 600-1200 м /ч на 1 м площади г нагрева через объем равномерно распределенных лома и известняка позволяет повысить эффективность нагрева.

Пои расходе теплоносителя менее

600 м /ч снижается эффективность теплопередачи эа счет уменьшения тепломассообмена, при расходах выше 1200 м /ч снижается коэффициент полезного действия нагрева за счет повышения температуры отходящего теплоносителя.

Пример, Для выплавки стали в 250-кг опытно-промышленном конвертере подготовили шихту-лом и известняк в кусках 10—

15 мм. Лом и известняк укладывали в корзину слоями. После этого в слой шихты снизу подавали теплоноситель, нагретый до

1150 С, с расходом 1200 м /ч на 1 м площади нагреваемой шихты. Общая длительность нагрева до 950 С составила 55 мин.

Коэффициент использования тепла по расчету 48, После окончания подготовки шихты отбирали пробы извести, физико-химические исследования последних подтвердили полноту декарбонизации известняка.

Подготовленную шихту заваливали в конвертер, заливали чугун и проводили плавку по существующей технологии без каких-либо нарушений.

Аналогично проводили нагрев лома и известняка, но предварительно до эагруэки в корзину их перемешивали. Тем1673602 ператуоа теплоносителя 1200 С. расход

1200 м /ч. Длительность нагрева до 980 С

50 мин. Расчетный коэффициент расхода топлива 60 .

Таким образом, предлагаемый способ производства стали позволяет ликвидировать капитальные затраты на раздельный обжиг известняка вне конвертера, повысить коэффициент использования теплоносителя до 60 при снижении расхода чугуна на

10-15ф и повысить производительность конвертера на 2-5 .

15 таблица 1

Расход теплоносителл, мз.ч на 1 м площади нвг ва

Среднее температура нагрева шикты, С

Расче и коэффициент раскода теплоносителл

Выход жидкой сталЬ, Расход чугуна в металлоэввалке конвертеа. тз т!

69 бт

66

6З

61

47.0

48.О

so,о

50.0

54.0

57,0 бо,о

60,0

6О,О р и м е ч в н и е. емпература теплоносителк ; нагрев шнкты выше при отсутствии окисленности лома вызывает перерасход топлива при нагреве шикты и бурные реакции ° агрегате ео време заливки чугуна с выбросом металла и шлака. таблиц ° 2 текнико-экономические показатели производства стали по известному и предлагаемому способу

Производительность. 1ь

Способ

Нагрев лома и неметаллических материалов

Передача тепла шикте

Нормирование расхода теплоносителл на м площади нагре° а, м /м.ч. коэффициент использование топлива, $

Прототип

Предлагаемый

Раздельный

Непосредственно факелом горелки сверку

Принудительно подаваемым теплоносителем синеве к

25-40

600-1200

Совместный, перемешиевние материала

1Îã

Составитель В.Остринский

Редактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор Ог Кравцова

Заказ 2897 Тираж 379 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

600 тоо

1ЗОО

1400 зоо

600 тоо

26О

8SO

1ОЗО

1050

Формула изобретения

Способ производства стали, включающий нагрев лома вне конвертера подачей теплоносителя, завалку в агрегат, заливку

5 чугуна. кислородное рафинирование и выпуск в ковш, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева. перед нагревом лом смешивают с известняком, а теплоноситель подают с

10 расходом 600-1200 м /ч на 1 м поверхности нагрева до достижения поверхностью температуры. равной или выше температуры декарбонизации известняка, 89.0

9О.О

92.0

9О.О

91.0

9О,О

90.0

89.0

89.0

85,0

8З,О