Способ обработки шлаковых чаш перед наливом расплава

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в qTa/ie-^плавильных и доменных печах. Целью изобретения является снижение затрат и энергоемкости процесса. Обработку шлаковых чаш перед наливом расплава осуществляют путем комбинированной подсыпки. На центральную часть днища подают шлаковый щебень фракцией 80 - 100 мм, а на периферию днища с боковых стенок чаши подают необожженный известняк фракцией 10 - 20 мм. Соотношение масс шлакового щебня и необожженного известняка составляет 3:1. Использование данного способа позволит снизить затраты и энергоемкость процесса обработки шлаковых чаш, сократить длительность очистки чаш от затвердевшего шлака.t/1G

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 В 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4610674/02 (22) 30,11.88 (46) 15.02,92. Бюл. М 6, (71) Мариупольский металлургический институт (72) А.А.Алешин, О.В.Филонов, В.В.Убий-, конь, Б.Г.Сухарев, А.С,Козлов, В.Н.Сулима, .Э.Н.Салий и Ю.В.Шкуро (53) 669.162.266.4 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1152963, кл. С 21 В 3/10, 1983.. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ШЛАКОВЫХ

ЧАШ ПЕРЕД НАЛИВОМ РАСПЛАВА (57) Изобретение относится к черной. металлургии и может быть использовано в сталеt

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в сталеплавильных и доменных цехах.

При наливе шлакового расплава в щлаковую чашу и транспортировке его от плавильных агрегатов к местам слива шлак приваривается к стенкам. образуя твердую шлаковую корку. Если общее время транспортировки и простоев чаши со шлаком составляет 8 — 10 ч, шлак затвердевает. по всему объему и очистка чаши от затвердевшего шлака вызывает значительные затруднения.

Для облегчения очистки на внутреннюю поверхность боковых стенок наносят водную суспензию, содержащую 150 — 300 г/л двуводного гипса или производят обработку чаши обожженными карбонатами при отно„„5U„„1712423 А1 плавильных и доменных печах. Целью изобретения является снижение затрат и энергоемкости процесса. Обработку шлаковых чаш перед наливом расплава осуществляют путем комбинированной подсыпки. На центральную часть днища подают шлаковый щебень фракцией 80 — 100 мм, а на периферию днища с боковых стенок чаши подают необожженный известняк фракцией 10 — 20 мм. Соотношение масс шлакового щебня и необожженного известняка составляет 3:1, Использование данного способа позволит снизить затраты и энергоемкость процесса обработки шлаковых чаш, сократить длительность очистки чаш от затвердевшего шлака, шении их к количеству воды в пределах 1,72,3, Известные способы обработки чаш малоэффективны, Наиболее близок к предлагаемому способ защиты шлаковой чаши от закозления, согласно которому в качестве защитного слоя наносят на стенки чаши суспензии сульфитно-дрожжевой бражки (ССБ), содержащей 250 — 750 г/л минерала из группы карбонатов.

Недостатком данного способа являются высокие затраты на его реализацию и энергоемкость процесса. Это обусловлено прежде всего дополнительными затратами на создание и изготовление механизированного комплекса с обслуживающим его персоналом и участка и оборудования для

1712423 подготовки твердых компонентов и суспензий с обслуживающим персоналом, а также на приобретение и доставку к участку, а затем к комплексу специальных твердых компонентов и жидких растворов. Кроме того, использование компонентов, предложенных в известном техническом решении в связке с ССБ ухудшает условия труда и экологически нецелесообразно.

Цель изобретения — снижение затрат и энергоемкости процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему защиту внутренней поверхности чаши с подачей в чашу минералов из группы карбонатов, защиту внутренней поверхности чаши осуществляют поэм комбинированной подсыпки с подачей на центральную часть днища шлакового щебня фракции 80 — 100 мм, а на периферию днища у боковых стенок чаши — необожженного известняка фракции 10—

20мм, причем соотношение масс шлакового щебня и необожженного известняка составляет 3:1.

Известно, что при воздействии высокой температуры на известняк идет реакция обжига по формуле

СаСОз -.-- СаО+ СО2 — 1786 кДж.

Как видно реакция идет с поглощением тепла и выделением углекислого газа СО .

При попадании шлакового расплава с температурой 1300 — 1500 С на подсыпку, состоящую иэ шлакового щебня и известняка, по мере йрогрева последнего начинается реакция обжига в соответствии с формулой (1}. Поскольку плотность жидкого шлака в

1,5 раза больше плотности известняка, то он всплывает на поверхность шлака, пере. мещаясь вдоль стенки чаши. При этом температура шлакового расплава, расположенного у стенки чаши, интенсивно снижается за счет реакции обжига и выделяющийся. углекислый газ барботирует вблизи стенок чащи, препятствуя привариванию к ним шлака. Время налива шлака в, чашу емкостью 16 м при наполнении ее с одного налива составляет порядка 20 — 30 мин. Поэтому целесообразна испольэовать фракцию известняка 10 — 20 мм.

Так как скорость продвижения зоны разложенйя известняке составляет порядка

20 мм/ч при температуре, обеспечиваемой шлаковым расплавом, то время полного обжига наиболее крупного куска известняка размером 20 мм составляет 0,5ч, что достаточно для его полного обжига в течение заполнения чаши шлаком. Уменьшение размера кусков известняка (менее 10 мм) приводит к его преждевременному обжигу еще при неполностью заполненной чаше, 5

55 что снижает эффективность процессов отбора тепла от пристенных слоев расплава и его барботирования. Увеличение крупности известняка (более 20 мм) приводит к нерациональному продлению реакции обжига и барботажа, продолжающихся и после заполнения чаши. способствуя неорганизо ванным газовыделениям в атмосферу цеха или производственного участка.

Фракционный состав шлакового щебня выбирается исходя из условия превышения массой отдельных кусков щебня массы шлака, чтобы противостоять потоку шлакового расплава и не вымываться с поверхности днища (размер кусков не менее 80 мм), а также исключить возможность проникновения расплава через зазоры между кусками к днищу чаши (размер кусков не более 100 мм).

Соотношение масс щебня и известняка

3:1. обусловлено различием функциональных назначений данных материалов. Масса шлакового щебня должна быть достаточной для того, чтобы защитить от соприкосновения с расплавом центральную часть днища в процессе наполнения чаши. Исходя из этого разовый расход шлакового щебня составляет 120 — 180 кг. Больший, чем 180 кг, расход щебня нецелесообразен, так как это приводит к уменьшению полезного объема чаши. Расход щебня меньше, чем 120 кг не способствует эффективной защите днища . чаши от воздействия шлакового расплава.

Известняк служит для защиты периферической части боковой поверхности стенок в начальной стадии наполнения чаши с последующим обеспечением процессов обжига и барботажа. Уменьшение нижнего предела расхода известняка (40 кг) не обеспечивает требуемой насыщенности реакции обжига и барботажа вдоль внутренней поверхности чаши, что снижает эффект ее защиты от приваривания шлака. Увеличение расхода известняка(больше 60 кг) способствует более интенсивному протеканию реакции обжига с возможными выбросами шлакового расплава из чаши. Оптимальный расход шлакового щебня и известняка составляет соответственно 50 и 150 кг.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

На шлаковом дворе над железнодорожной колеей по пути следования шлаковозов в зоне действия электромостового крана устанавливают два бункера для сыпучих материалов. Е м кость бункеров вмещает суточный запас материалов, В один бункер засыпают известняк фракции 10 — 20 мм, во второй — шлаковый щебень фракции 80—

100 мм в количествах 40 — 60 и 120 — 180 кг.

1712423

Способ подсыпки

Наличие выбросов расплава

Количество ударных импульсов по чаше для пол.ной ее очистки

Длительность Очистки 1 чаши, мин

М пlп

Нет

5,2-7,3

Наблюдаются выбросы шлакового расплава

Нет

2,4-4;0

4,0-5,2

2-3

3-4

0-2,4

Нет

0-2

После слива шлака из чаш, их очистки и возвращения в транспортное положение состав шлаковоэов подтягивают к бункерам и поочередно подсыпают сначала шлаковым щебнем, а затем известняком. Причем 5 бункер с известняком конструктивно выполнен таким образом, чтобы подсыпаемый известняк формировался на периферической части днища чаши. Подсыпаемые чаши транспортируют в цех и устанавливают под 10 налив у плавильных агрегатов. В начальный момент заполнения чаши струя шлакового расплава воспринимается подсыпкой из шлакового щебня и, растекаясь по поверхности подсыпки к периферической части 15 днища, взаимодействует с известняКом.

При этом фракционный состав подсыпки из щебня (80 — 100 мм) надежно предохраняет . проникновение шлакового расплава к донной поверхности-чаши, По мере заполнения 20 чаши известняк медленно всплывает к поверхности шлакового расплава с одновременным протеканием процессов обжига и барботажа. Последние протекают в околоповерхностной зоне чаши, препятствуя прива- 25 риванию к стенкам чаши. Фракционный состав подсыпки известняка (10 — 20 мм) обеспечивает длительность протекания процессов, соизмеримую с длительностью заполнения чаши шлаком. 30

Известняк в количестве 40 — 60 кг обеспечивает необходимую насыщенность реакций в околоповерхностной зоне чаши.

Заполненные шлаком чаши транспортируют на участок слива и последующей их очистки 35 от шлаковой корки и коржей, Последние удаляются из чаши без затруднений..

Сравнительная эффективность различных способов подсыпки приведена в табл.1, Подсыпка шлаковым щебнем

Двуслойная подсыпка известняком и шлаковым щебнем

Двуслойная подсыпка шлаковым щебнем.а затем известняком.

Комбинированйая подсыпка шлаковым щебнем в центре днища и известняком по пе и е ии.

Сравнительные данные, характеризующие количественные соотношения предложенной подсыпки и их влияние на осуществление процессов обжига и барботажа приведены в табл.2.

Таким образом, из табл.1 и 2 видно, что наилучшими свойствами обладает комбинированная подсыпка М 4 (табл.1) с количественными соотношениями составляющих, ее компонентов соответствующих пп.2 и 3 в табл.2.

Применение предлагаемого способа практически возможно на всех металлургических предприятиях. При использовании способа снижаются затраты и энергоемкость процесса обработки шлаковых чаш, сокращается длительность очистки чаш от затвердевшего шлака, увеличивается срок службы чаш, в результате сокращения количества ударов по ее корпусу. обеспечивается ритмичная работа плавильных агрегатов за счет своевременной поставки порОжних шлаковоэов..

Формула изобретения

Способ обработки шлаковых чаш перед наливом расплава. включающий защиту внутренней поверхности чаши с подачей в ,нее минералов из группы карбонатов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения затрат и энергоемкости процесса, защиту внутренней поверхности чаши осуществляют путем комбинированной подсыпки с подачей на центральную часть днища шлакового щебня фракции 80 — 100 мм, а на периферию днища у боковых стенок чаши— необожженного известняка фракции 10:.— 20 мм., причем соотношение масс шлакового щебня и необожженного известняка составляет 3:1, Таблица 1

1712423

Табл ица 2 ц

Состояние внутренней поверхности чаши после очистни

1г Соотношение компонентов

né подсыпки

Режим протекания процессов обжига и барботажа, устойчивость подсыпки

1 Иэвестняк1 фракция 5 .чм масса 25 кг

Реакция обмига и барботажа завершилась при заполнении чаши на 1/2 объема. Размыв подсыпки из щебня на 302

8 отдельных местах на стенках чаши шлаковая корка

Щебень шлакова: фракция 60 мм масса 105 кг

2 Известняк: фракция 10 мм масса 40 кг

Обжиг и барботаж завершился лри заполненной чаше.

Сплошность подсыпки нарушена на 102

Поверхность. полностью очищена

Щебень шлаковый: фракция 80 мм масса 120 к г

Известняк: фракция 20 мм масса 60 кг

Обжиг и барботаж завершился через 3-4 мин после заполнения чаши.

Сплошность подсыпки нарушена на 52.

То ме

Шлаковый щебень: фракция 100 мм масса 180 кг

Обжиг и борботаж завершился через,l0-15 мин после заполнения чаши.

Сплошность подсыпки нарушена на 5Ф. Шлак проник между кусками подсыпки

Известняк: фракция 30 мм масса,80 кг

Шлаковый щебень: фракция 120 мм масса 200 кг

Известняк: фракция 40 мм масса 90 кг ч

Обжиг и барботаж завершился через 20-30 мин после заполнения чаши .

Наблюдались выбросы шлакового расплава.

Сплошность подсыпки нарушена незначительно.

Шлак проходил в зазоры между кусками подсыпки

Шлаковый щебень: фракция. 140 мм масса 250 кг

П р и м е ч а н н е. Состояние сплошности подсыпки из шлакового щебня определялось путем замера температуры в донном части чаши при помощи тер1 мопар. Степень проникновения шлакового расплава сквозь толщу подсыпки нз крупных кусков шлака определяли после выкантовки шлака из чаши.

Корректор Н.Ревская

Редактор Л,Пчолинская Техред М.Моргентал

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

Заказ 511 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., 4/5