Способ нагрева и плавки железосодержащего материала

 

Изобретение относится к черной металлургии и литейному производству, а именно к способам плавки железосодержащего материала . Целью является уменьшение угара стружки и окалины при плавке их во вращающейся печи. Нагрев и планку материала проводят во вращающейся печи, снабженной расположенной по оси неподвижной полой футерованной снаружи трубой, на которой расположены газовые горелки. Сущность изобретения заключается в том, что в горелках , расположенных на верхней половине трубы, проводят полное сжигание топлива при соотношении воздуха и топлива, близком к стехиометрическому. а в горелках нижней половины трубы горение проводят при соотношении воздуха и топлива 0,4-0,6 от стехиометрического, Это обеспечивает высокую температуру в печи и в то же время восстановительный или слабо окислительный состав атмосферы в зоне нахождения материала. Изобретение обеспечивает снижение угара стружки в 10-20 раз. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 21 В 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4783835/02 (22) 19,01;90 (46) 23,03.92. Бюл. М 11 (71) Пензенский политехнический институт (72) В,А. Грачев и Е.М. Кирин (53) 669.162.8:669.184.415(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 626336, кл. F 27 В 7/36, 1978. (54) СПОСОБ НАГРЕВА И ПЛАВКИ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к черной металлургии и литейному производству, а именно к способам плавки железосодержащего материала. Целью является уменьшение угара стружки и окалины при плавке их во вращающейся печи. Нагрев и планку материала проИзобретение относится к черной металлургии, а именно к способам нагрева и плавки железосодержащего материала, преимущественно стружки и окалины.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ плавки во вращающейся печи, согласно которому вращающаяся печь содержит консольно расположенную внутри печи горелку с соплами и соединенные с ней трубки для пОдвода газа и воздуха. Способ плавки заключается в нагреве и плавлении железосодержащего материала продуктами полного сгорания газа при соотношении газа и воздуха, близкого к .стехиометрическому. Атмосфера в печи — окислительная, Однако в окислительной атмосфере печи не представляется возможным переплавлять стружку и кузнечную окалину. Это связано с тем, что сжигание газа производится с коэффициентом расхода воздуха а = 0,98-1,00, что обеспечивает. с одной

„„Я3 „„1721094 А1 водят во вращающейся печи, снабженной расположенной по оси неподвижной полой футерованной снаружи трубой, на которой расположены газовые горелки. Сущность изобретения заключается в том, что в горелках, расположенных на верхней половине трубы, проводят полное сжигание топлива при соотношении воздуха и топлива, близком к стехиометрическому, а в горелках нижней половины трубы горение проводят при соотношении воздуха и топлива 0,4-0,6 от стехиометрического, Это обеспечивает высокую температуру в печи и в то же время восстановительный или слабо окислительный состав атмосферы в зоне нахождения материала. Изобретение обеспечивает сни-. жение угара стружки в 10 — 20 раз. 2 ил. стороны, получение высокой температуры в печи, а, с другой стороны, — сильно окислительной печной атмосферы, .содержащей окислительные газы СО2 и Н20, Уменьшение коэффициента расхода воздуха способствует снижению окислительных свойств атмосферы, но приводит и к снижению температуры металла, что не желательно. В связи с этим плавку обычно производят при полном сжигании газа с а = 1,00. Это обстоятельство не позволяет использовать в составе шихты дешевые отходы металла, а именно стружку и окалину.

При плавке стружки в печи происходит угар металла до 60 — 70%, угары элементов— практически до 100% (остаются следы элементов). Плавка окалины практически сопровождается получением 100% шлака. т.е. полным окислением.

Целью изобретения является уменьшение окислительного угара шихты.

1721094

Предлагаемый способ плавки заключается в том, что в газовых горелках, расположенных в верхней половине печи, проводят полное сжигание топлива при соотношении воздуха и топлива, близКим. к стехиометрическому, а в горелках нижней половины печи горение проводят при соотношении воздуха и топлива, равном 0,4-0,6 от стехиометрического с получением восстановительной атмосферы.

На фиг.1 изображена вращающаяся печь, в которой осуществляется предлагаемый способ; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1.

Вращающаяся печь состоит иэ футерованного корпуса 1, смонтированного на опорных катках 2 и рельсовой тележке 3, Корпус снабжен зубчатым приводным колесач 4 и приводом вращения (на чертежах условно не показан), По оси печи расположена полая неподвижная. футерованная труба 5, на которой установлены газовые горелки 6 и 7. Труба 5 служит. одновременно воздуховодом, в ней же расположены трубопроводы 8 для подачи газа в горелки. В одном из торцов печи смонтирована труба

9 для отвода дымовых газов иэ печи..

Газовые горелки равномерно распределены подлине и сечению внутренней трубы, что обеспечивает равномерный прогрев футеровки и шихты. Для слива металла и шлака предусмотрены летка 10 и желоб 11.

Газовые горелки 6 в верхней половине печи настроены на полное сжигание газа.с коэффициентом расхода воздуха . д6 = 0,981,00.

Газовые гореЛки 7 в нижней половине . печи настроены на неполное сжигание газа с. д(, = 0,4-0,6, Вращающаяся печь работает следующим образом.

После ремонта печи и сушки футеровки печь прогревают инжекционной горелком в течение 1-2 ч до температуры футеровки

700-.900 С. Печь в этот период находится а откатном положении, т.е.-труба 5 выведена из печи, После сушки и прогрева печи про.изводят загрузку стружки или окалины через оба отверстия в торцах печи с помощью шнекового устройства или транспортера.

Далее накатывают печь с помощью рельсовой тележки на трубу 5, герметизируют стык трубы и печи, включают газовые горелки и начинают вращение печи со скоростью 3 — 5 об./мин. В процессе работы горелок происходит нагрев футеровки печи до температуры 1650-1700 С, нагрев шихты до температуры плавления, плавление шихты и перегрев расплава. Затем после перегре5

30 ва расплава печь останавливают и производят слив металла через летку 10.

Способ плавки, осуществляемый в печи, обеспечивает снижение угара стружки и окалины до 3 — 7, что является решением проблемы плавки стружки и достижением в целом по стране значительного экономического эффекта.

Положительный эффект объясняется следующим.

Организация полного сжигания газа с а = 0,98 — 1,00 в верхней части печи и неполного сжигания газа с а =0,4-0,6 в нижней части печи позволяет разделить печную атмосферу на три зоны.

П е р в а я з о н а. Зона располагается выше оси печи. Эта зона имеет окислительный характер, содержит окислительные газы С02 и Н20 и характеризуется наивысшей температурой газов (1750- 1800 Ñ). Зона создается за счет полного сжигания газа в горелках, расположенных в верхней половине трубы 5. Главной задачей, решаемой горелками в этой зоне, является максимальный разогрев футеровки до температуры 1650-1700 С. При повороте печи разогретая до максимальной температуры футеровка контактирует в нижней части со стружкой и окалиной, передает ей тепло, разогревает ее, оплавляет, а затем перегревает расплав стружки.

В т о р а я з о н а. Зона располагается в нижней части печи, в районе расположения шихты. Эта зона имеет слабоокислительный или восстановительный характер, ее температура — 1100-1300 С. Зона создается за счет неполного с .of 0,4-0,6 сжигания газа в горелках, расположенных в нижней половине трубы 5. Основное назначение зоны— предохранение стружки от окисления, восстановление железа и других элементов из окалины за счет восстановительных газов

СО и Н, а также нагрев шихты и ее плавление.

Т,р е т ь я з о н а. Зона (переходная) располагается на границе первой и второй зон и представляет смесь окислительных и восстановительных газов, Зона не играет существенной роли в процессе плавки. Температура в зоне 1500-1600 С, а ы 0,8.

Таким образом, в первой зоне происходит высокотемпературный нагрев футеровки, а во второй зоне — безокислительный или малоокислительный нагрев, плавление стружки и перегрев полученного расплава, Это обеспечивает снижение угара стружки до 3-7 .

1721094

По сравнению с известным предлагаемый способ обладает следующими преимуществами;

Значительно в 10 — 20 раэ снижается угар стружки. 5

Появляется возможность использования всоставе шихты дешевых отходов, стружки, окалйны.

Снижается себестоимость 1 т металла за счет удешевления шихты. 10

Появляется возможность переплава стружки непосредственно в тех местах, где она образуется, исключая перевозку стружки на металлургические комбинаты. Значительно снижаются транспортные расходы. 15

Таким образом, предлагаемое изобретение обладает новизной и положительным эффектом. Оно обеспечивает решение проблемы использования стружки и окалины в

1 качестве шихтовых материалов, что позволит улучшить металлоресурс в цехах, на заводах в целом по стране.

Формула изобретения

Способ нагрева и плавки железосодержащего материала, преимущественно стружки и окалин, во вращающейся печи, включающий нагрев материала посредством газовоздушных горелок, расположенных на внутренней продольной неподвижной трубе, отличающийся тем, что, с целью уменьшения окислительного угара шихты, в горелках, расположенных на верхней половине трубы осуществляют полное сжигание топлива при соотношении воздух:топливо, равном стехиометрическому, а в горелках нижней половины трубы горение проводят при соотношении воздуха и топлива 0.4 — 0,6 от стехиометрического, j 721094

Омцемимелько=двам уофирруц4рд Зола

p(уЯ. . = 850 ФАР / ф 4тано1итеааноя май

©фд фри д у фсу /Ффбl4Ffl яО4 Ь

-"64 Вb 6=/108

Составитель В. Грачев

Редактор M,Êóçíåöîâ Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Заказ 928 Тираж 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