Дуговая печь для выплавки стали с использованием металлизованных окатышей
Владельцы патента RU 2374582:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) (RU)
Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электроплавке металлизованных окатышей в дуговых сталеплавильных печах. Дуговая печь содержит графитовые полые электроды, установленные в отверстиях водоохлаждаемого свода и образующие высокотемпературную зону в рабочем пространстве печи, устройство подачи металлизованных окатышей в графитовые полые электроды, ванну печи с металлом и шлаком и водоохлаждаемую фурму с двумя ярусами сопел, измерительной штангой и датчиком температуры, которая установлена в своде печи в центре круга, описываемого через оси графитовых полых электродов. Сопла верхнего яруса водоохлаждаемой фурмы предназначены для подачи кислорода на дожигание окиси углерода над шлаком, установлены под углом 30-60° к вертикали и направлены в высокотемпературную зону между графитовыми полыми электродами. Изобретение позволяет одновременно осуществлять продувку металла кислородом с дожиганием окиси углерода над ванной и непрерывной подачей металлизованных окатышей в зону высоких температур с одновременным контролем температуры металла по ходу плавки, что позволяет достигнуть сокращение длительности процесса плавки и снизить расход электроэнергии. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к электрометаллургии стали и может быть использовано при управлении процессом электроплавки стали в дуговых печах с применением металлизованных окатышей.
Известно устройство фурмы для продувки металла в ванне дуговой печи и дожигания окиси углерода кислородом над ванной, состоящее из металлического цилиндрического водоохлаждаемого корпуса с двумя рядами сопел и измерительной штанги с датчиком температуры [1].
Такая конструкция фурмы для продувки металла кислородом обеспечивает интенсивный режим окисления примесей металла, но отсутствие в ее составе устройства для подачи металлизованных окатышей в ванну печи не позволяет получить достаточно эффективный процесс электроплавки стали в дуговой печи.
Известна конструкция устройства для подачи металлизованных окатышей в ванну через свод дуговой печи [2 рис.23 стр.53], но такая подача окатышей осуществляется на значительном расстоянии от графитовых электродов, что не позволяет осуществлять процесс плавления металлизованных окатышей в зоне электрических дуг, т.е. в зоне наиболее высоких температур в ванне дуговой печи.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для продувки металла кислородом, включающее водоохлаждаемую часть в устройстве для непрерывного контроля температуры металла [3], но без возможности осуществления подачи металлизованных окатышей через полые электроды печи.
Недостатком данной конструкции устройства является необходимость наличия дополнительного отверстия в своде дуговой печи для подачи металлизованных окатышей в ванну печи, которое и усложняет процесс, а устройство в целом отличается сложностью в эксплуатации.
Наиболее близким к предложенной печи является дуговая печь для выплавки стали с использованием металлизованных окатышей, содержащая графитовые полые электроды, установленные в отверстиях водоохлаждаемого свода и образующие высокотемпературную зону в рабочем пространстве печи, устройство подачи металлизованных окатышей в графитовые полые электроды, ванну печи с металлом и шлаком (DE 3621323, С21В 13/12, 08.01.1987).
Задача изобретения одновременное осуществление продувки металла кислородом с дожиганием окиси углерода над ванной и непрерывной подачи металлизованных окатышей в зону высоких температур с одновременным контролем температуры металла по ходу электроплавки, что позволяет достигнуть сокращение длительности процесса плавки и снижения расхода электроэнергии, но только при подаче металлизованных окатышей в зону электрических дуг.
Поставленная задача достигается тем, что печь снабжена водоохлаждаемой фурмой с двумя ярусами сопел, измерительной штангой и датчиком температуры, которая установлена в своде печи в центре круга, описываемого через оси графитовых полых электродов.
Конструкция фурмы имеет водоохлаждаемый корпус с двумя рядами сопел на разном расстоянии друг от друга, а также имеет в своем составе водоохлаждаемую автономную штангу с датчиком температуры для контроля температурного режима электроплавки стали в печи.
На фиг.1 приведена конструкция этой фурмы состоящая из корпуса (1), верхнего ряда сопел (2) в нем, через которые подаются кислородные струи (3) для дожигания окиси углерода над шлаком (4). В нижней части корпуса фурмы размещен ряд сопел (5) для подачи кислорода (6) на продувку металла (7), а внутри корпуса фурмы (1) размещена водоохлаждаемая штанга (8) с датчиком температуры (9) для контроля температурного режима плавки.
На фиг.2 приведена общая схема устройства, включающего фурму (фиг.1) и полые электроды (10) в составе дуговой печи (11).
Устройство (фиг.2а) состоит из печи (11), измерительной части контроля температуры металла (12), полых графитовых электродов (10), системы контроля расхода металлизованных окатышей в ванну (13), приборов контроля электрических параметров плавки (14), изолированного устройства подачи окатышей (15) в полые электроды (10), конвейерной системы (16) подачи окатышей (17), исполнительного механизма (18), реализующего результат расчета на ЭВМ. Электрические дуги (19) от электродов замыкаются на металл (7), а расход кислорода через фурму (1) регистрируется приборами (20) с передачей информации в ЭВМ. На фиг.2б показан свод печи (21) и отверстия в своде (22) для прохода графитовых электродов (10). Эти отверстия (22) размещены в водоохлаждаемой части свода (23). При контакте графитовых электродов (10) с металлом (7) образуется высокотемпературная зона (24). Фурма (1) размещена в центре свода, в пространстве печи (11) между электродами (10), а струи дожигания (3) направлены в то же пространство, что позволяет осуществлять эффективное дожигание окиси углерода над ванной в рабочем пространстве дуговой печи.
При использовании данного устройства полые графитовые электроды (10) и фурма (1) вводятся в печь через отверстия (22) свода. Причем в известном устройстве [2] подача окатышей производится через отдельное отверстие в своде печи. В предлагаемом устройстве это отверстие используется для опускания в печь фурмы с измерительной штангой, а необходимый поток окатышей направляется в ванну через полые электроды (10), что позволяет загружать металлизованные окатыши в зону высокотемпературных электрических дуг (19) с более высокой скоростью, определяемой скоростью плавления окатышей в зависимости от температурного уровня ванны, который контролируется датчиком температуры (9) в штанге фурмы.
Внедрение в практику производства электростали такого устройства для продувки металла и подачи металлизованных окатышей в ванну через отверстия полых электродов печи обеспечивает сокращение длительности плавки (на 10-15%), снижение расхода электроэнергии на 5-10% и существенное увеличение производительности печи.
Список литературы
1. Авт. свид. СССР №414312. С21С 5/48. Бюл. №20. 1972.
2. Трахимович В.И., Шалимов А.Г. Использование железа прямого восстановления при выплавке стали. - М.: Металлургия, 1982, - 248 с.
3. Прыгунов А.М., Альперович М.Е., Карафин А.С., Зайцев Б.Е. Авт. свид. №1079671. С.21С 5/48. Бюл. №10. 15.03.84.
1. Дуговая печь для выплавки стали с использованием металлизованных окатышей, содержащая графитовые полые электроды, установленные в отверстиях водоохлаждаемого свода и образующие высокотемпературную зону в рабочем пространстве печи, устройство подачи металлизованных окатышей в графитовые полые электроды, ванну печи с металлом и шлаком, отличающаяся тем, что она снабжена водоохлаждаемой фурмой с двумя ярусами сопел, измерительной штангой и датчиком температуры, которая установлена в своде печи в центре круга, описываемого через оси графитовых полых электродов.
2. Дуговая печь по п.1, отличающаяся тем, что сопла верхнего яруса водоохлаждаемой фурмы предназначены для подачи кислорода на дожигание окиси углерода над шлаком, установлены под углом 30-60° к вертикали и направлены в высокотемпературную зону между графитовыми полыми электродами.
3. Дуговая печь по п.1, отличающаяся тем, что сопла нижнего яруса водоохлаждаемой фурмы предназначены для подачи кислорода для продувки металла, размещены вблизи поверхности шлака.
4. Дуговая печь по п.1, отличающаяся тем, что измерительная штанга с датчиком температуры выполнена автономной и установлена внутри корпуса фурмы с возможностью перемещения датчика температуры по вертикали.
5. Дуговая печь по п.1, отличающаяся тем, что устройство подачи металлизованных окатышей в полые графитовые электроды выполнено в виде трубы из изолирующего материала.
