Способ непрерывного плавления металлошихты и устройство для его осуществления

 

Использование: в металлургии, в частности при непрерывном плавлении металлошихты. Сущность изобретения: загружают в ванну агрегата лом и/или чугун, в восстановительный факел над жидкой ванной в нижней части агрегата подают газообразное топливо и кислород радиальными потоками через боковые стенки, выше потока топлива подают окислитель в количестве, необходимом для полного дожигания топлива, выпускают металл и шлак в ковш через отверстия в боковой стенке. Кислород в восстановительный факел подают с коэффициентом расхода окислителя 0,8-0,9, металл сливают вместе со шлаком. При замене ковша после его наполнения агрегат наклоняют в положение, при котором уровень расплава будет ниже сливного отверстия. Устройство для осуществления способа содержит по меньшей мере одну горелку, расположенную в стенке переходного копильника соосно с одним из его каналов. Сливной канал переходного копильника выполнен параллельно продольной оси корпуса. Воздушная фурма расположена выше горелок. Корпус установлен на поперечной оси с возможностью поворота. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу непрерывного плавления металлошихты и/или чугуна в конвертере и устройству для его осуществления.

Известен способ непрерывного плавления металлошихты, включающий загрузку в ванну агрегата лома и/или чугуна, подачу в восстановительный факел над жидкой ванной в нижней части агрегата газообразного топлива и кислорода радиальными потоками через боковые стенки, подачу выше потока топлива окислителя в количестве, необходимом для полного дожигания топлива, выпуск металла и шлака в ковш через отверстие в боковой стенке и замену ковша после его наполнения [1].

Известно также устройство для непрерывного плавления металлошихты, содержащее цилиндрический корпус, установленные двумя ярусами в его боковой стенке вблизи днища и радиально направленные горелки с соплами и воздушные фурмы, радиальное сливное отверстие, выполненное в нижней части корпуса и присоединенный к нему переходный копильник с входным и сливным каналами, а также разливочный ковш [2].

Недостатком известных способа и устройства является невозможность получения стабильного качества расплава металла.

Целью изобретения является обеспечение непрерывного процесса расплавления с получением стабильного качества расплава.

Цель достигается тем, что в восстановительный факел подают кислород с коэффициентом расхода окислителя α =0,8-0,9, металл сливают вместе со шлаком, а при замене ковша агрегат наклоняют в положение, при котором уровень расплава будет ниже сливного отверстия.

Для осуществления этого способа устройство снабжено по крайней мере одной горелкой, установленной в стенке переходного копильника СОО СНО с одним из его каналов, сливной канал переходного копильника выполнен параллельно продольной оси корпуса, а воздушные фурмы расположены выше горелок, при этом корпус установлен на поперечной оси с возможностью поворота.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

На чертеже изображен поворотный конвертор 1, ось поворота которого обозначена 2. К конвертору вблизи днища 3 конвертора через кольцевую линию подсоединены радиально направленные горелки 4 природного газа, пламя 5 которых направлено радиально во внутреннюю часть конвертора. Конвертор 1 может непрерывно загружаться металлическим ломом 6, для этой цели предусмотрен загрузочный желоб 7.

Над образованной горелками 4 поверхностью горения располагается следующая кольцевая линия 8 для подвода вторичного воздуха. Так как горелки 4 будут работать достехиометрически с α от 0,8 до 0,9, то в зоне вторичного воздуха будет происходить полное сгорание топлива.

К днищу 3 конвертора подсоединено эркерообразное сливное устройство 9, которое имеет радиальный канал 10. Этот радиальный канал перемещается с радиальным сливным отверстием 11 конвертора 1 и переходит в канал 13, проходящий параллельно вертикальной оси 12 конвертора 1. Сечение в свету радиального канала 10 значительно больше, чем у канала 13 слива, параллельного оси 12, так что при стоке расплава радиальный канал 10 может быть заполнен не полностью. Преимуществом также является то, что над стекающим расплавом 14 имеется свободное пространство, в которое входят горелки 15 и 16, оси горелок пересекаются друг с другом. Горелки 15 служат для разогрева радиального канала 10; горелка 16 предотвращает закупорку вертикального канала 13 при затвердении металла. К радиальному каналу 10 подсоединяется отверстие 17 для отбора проб, через которое может осуществляться контроль процесса плавления.

С эркерообразным устройством 9 слива соединена крышка 18, которая может поворачиваться вместе с конвертором 1 и эркерообразным устройством 9 слива вокруг оси 2, если необходимо заменить находящийся внизу подвижный разливочный ковш 19, который передвигается на катках 20; для сепарации шлаков на тележке ковша 19 установлен специальный поддон 21 для приема шлаков.

Благодаря тому, что конвертор обогревается с помощью достехиометрических горелок, расположенных вблизи днища, пламя которых направлено радиально во внутреннюю часть конвертора, при использовании горелок на смеси природный газ - кислород имеется возможность регулировать соотношение природного газа и кислорода таким образом, чтобы достигались желаемая температура пламени и желаемая степень окисления. При применении таких горелок улучшается выход железа и снижаются потери при окислении. Благодаря тому, что на некотором расстоянии от плоскости горелок подводится для полного сгорания вторичный воздух или кислород, химически связанная теплота полностью используется и непрерывно добавляемые в большом размере партии разогреваются при ускорении процесса.

В соплах дожигания несгоревшие части горючих веществ с помощью регулирования количества воздуха практически полностью сгорают и тем самым осуществляется прогрев колонок металлолома. Благодаря тому, что расплав выводится через сливное приспособление, подсоединенное к конвертору сбоку, в данных условиях совместно со шлаком в передвижной разливочный ковш создается возможность оставить достаточное количество шлака в конверторе при его наклоне, так что непрерывный процесс плавления не нарушается после возвращения конвертора в исходное положение и замены передвижного разливочного ковша. Выведенные при этих условиях совместно с расплавом шлаки могут быть разделены посредством сепарации их в имеющийся поддон, причем боковое выступающее вперед выпускное устройство дает возможность уже при небольшом угле поворота оставить в конверторе достаточный объем шлаков. Также и во время смены разливочных ковшей продолжающий расплавляться металлический материал остается в конверторе, таким образом постоянно поддерживается непрерывность процесса, для чего достаточно при смене ковшей наклонить конвертор в такое положение, при котором уровень расплава в нем будет ниже сливного отверстия. Так как устройство слива имеет по крайней мере одну горелку, пламя которой проникает в один из двух каналов сливного устройства в фазе смены разливочных ковшей, не происходит затвердения расплава в каналах сливного устройства, что могло бы привести к прерыванию непрерывного процесса. Благодаря тому, что в каждый из двух каналов, а именно в радиальный канал, который перемещается с радиальным отверстием конвертора, и в расположенный напротив витой следующий канал направлена горелка, достигается однородное распределение температуры.

Подсоединенный к радиальному сливному отверстию канал сливного устройства имеет значительно большее сечение в свету, чем параллельный оси конвертора канал сливного устройства, благодаря чему имеется подключение горелки в свободной от расплава зоне первого радиального канала. Сопла горелок при этом свободны от непосредственной загрузки расплавом, а в канал сливного устройства, подсоединенный к радиальному сливному отверстию, подсоединены две горелки с перекрещивающимися или пересекающимися осями пламени, при этом имеется закрывающееся отверстие для отбора проб. Дополнительно имеющийся в этом канале подвод для отбора проб дает возможность непрерывного контроля процесса и позволяет соответствующим образом регулировать горелки конвертора.

Выходной конец сливного канала оснащен крышкой для передвигающегося ковша, находящегося под сливным каналом; крышка поворачивается вместе с конвертором и отклоняется разливочным ковшом. Благодаря тому, что при подходе следующего ковша крышка связана с конвертором или эркерообразным сливным устройством, смена разливочных ковшей может быть осуществлена очень быстро, вследствие чего процесс прерывается только на очень короткое время.

Горелки конвертора работают, преимущественно, при недостатке кислорода, α которого составляет от 0,8 до 0,9. Несгоревшие части природного газа, в частности СО и СН₄, поднимаются с отходящими газами и полностью сгорают в зоне подвода вторичного воздуха. Применение конвертора в противоположность шахтной печи, смена разливочных ковшей при простом наклоне его дает возможность непосредственно на практике внедрить устройство, предлагаемое по изобретению, посредством реконструкции имеющегося конвертора, например, путем реконструкции LD-конвертора.

В противоположность известным опрокидывающимся конструкциям печей поворотная конструкция конвертора позволяет значительно улучшить доступ под конвертор, причем сложные манипуляции, необходимые в связи с расположением сливного отверстия под днищем конвертора, при наличии сливного устройства с интегрированными горелками устранены.

Формула изобретения

1. Способ непрерывного плавления металлошихты, включающий загрузку в ванну агрегата лома и/или чугуна, подачу в восстановительный факел над жидкой ванной в нижней части агрегата газообразного топлива и кислорода радиальными потоками через боковые стенки, подачу выше потока топлива окислителя в количестве, необходимом для полного дожигания топлива, выпуск металла и шлака в ковш через отверстие в боковой стенке, замену ковша после его наполнения, отличающийся тем, что кислород в восстановительный факел подают с коэффициентом расхода окислителя 0,8 - 0,9, металл сливают вместе со шлаком, а при замене ковша агрегат наклоняют в положение, при котором уровень расплава будет ниже сливного отверстия.

2. Устройство для непрерывного плавления металлошихты, содержащее цилиндрический корпус, установленные двумя ярусами в его боковой стенке вблизи днища и радиально направленные горелки с соплами и воздушные фурмы, радиальное сливное отверстие, выполненное в нижней части корпуса, и присоединенный к нему переходный копильник с входным и сливным каналами, разливочный ковш, отличающееся тем, что оно снабжено по крайней мере одной горелкой, установленной в стенке переходного копильника соосно с одним из его каналов, сливной канал переходного копильника выполнен параллельно продольной оси корпуса, а воздушные фурмы расположены выше горелок, при этом корпус установлен на поперечной оси с возможностью поворота.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в стенке переходного копильника выполнено закрывающееся отверстие для отбора проб и установлены две горелки, сопла которых направлены под углом навстречу друг другу.

4. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что оно снабжено крышкой, установленной на конце сливного канала и опирающейся на горловину разливочного ковша.

5. Устройство по пп.2 - 4, отличающееся тем, что площадь сечения входного канала переходного копильника больше площади сечения сливного канала.

РИСУНКИ

Рисунок 1