Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам ведения плавки стали в дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока. Способ включает непрерывную загрузку конвейером, расположенным в газоходе, нагретой отходящими из печи газами шихты, и ее плавление. Перед непрерывной подачей шихты осуществляют предварительную одноразовую ее загрузку через верхний открытый свод печи массой 40-50% от общего веса шихты с последующим ее плавлением до достижения расхода электроэнергии 220-240 кВт⋅ч/т, после чего в образовавшийся колодец непрерывно подают конвейером газохода подогретую до 300-400°С отходящими из печи газами остальную часть шихты. Изобретение позволяет уменьшить удельный расход электроэнергии и время плавки с одновременным повышением производительности. 3 ил.

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам ведения плавки стали в дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока.

Известен способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи, включающий завалку и плавление металлического лома до достижения расхода электроэнергии 220-230 кВт⋅ч/т, после чего осуществляют подачу и плавление металлизированных окатышей при температуре ванны металла 1615-1625°С (RU, №2420597, МПК С21С 5/52, 2011 г.).

Недостатком данного способа является значительная потеря энергии с отходящими дымовыми газами, составляющая 20-25% всей вводимой в печь энергии. На повышение расхода электроэнергии в печах для плавления металлизированных окатышей сказывается плавление пустой породы. Так как степень металлизации окатышей 95%, то за плавку расплавляется 7-8 т пустой породы и удельный расход электроэнергии на ее плавление составляет 75 кВт⋅ч/т.

Прототипом изобретения является способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока, включающий непрерывную загрузку конвейером, расположенном в газоходе, нагретой отходящими из печи газами металлической шихты и ее плавление (Евстратов В.Г., Киселев А.Д., Зинуров И.Ю., Шакиров З.Х., Маменко Ю.Ф., Шумаков A.M., Гиндуллин М.Т. Особенности тепловой работы электропечи ДСП-120 Consteel на Ашинском металлургическом заводе. Электрометаллургия, 2012, №8, стр. 2-6). Нагрев отходящими газами шихты и непрерывная ее загрузка в ванну позволяет снизить удельный расход электроэнергии на 45 кВт⋅ч/т, то есть на 10%. Однако под действием отклоняющей электромагнитной силы дуга выдувается из-под электрода в сторону водоохлаждаемых панелей стен и экранирующее действие шлака снижается. Даже при полностью погруженных в металл и шлак дугах и нахождении торца электрода ниже уровня шлака вследствие электромагнитного выдувания достичь КПД дуг выше 0,76 практически невозможно. Под действием отклоняющей электромагнитной силы дуга выбрасывает из углубления шлак, излучая 24-27% своей мощности в объем печи, заполненный газом, и на водоохлаждаемые панели стен и свода. Вследствие периодического выпуска шлака в процессе плавки и частичного открытия дуг электромагнитной силой средний КПД дуг за плавку в дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока не превышает 0,63. При работе печи с низким КПД дуг увеличивается удельный расход электроэнергии и время плавки.

Недостатком данного способа является большой расход электроэнергии за счет излучения дуг в объем газа, заполняющего печь, и на водоохлаждаемые панели стен и свода, вследствие чего увеличивается время плавки.

Задачей изобретения является увеличение излучения дуг на металл и снижение излучения в объем печи, заполненный газом, и на водоохлаждаемые панели стен и свода.

Техническим результатом изобретения является уменьшение удельного расхода электроэнергии и времени плавки с одновременным повышением производительности.

Решение поставленной задачи и указанный технический результат достигаются тем, что способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока, включает непрерывную загрузку конвейером, расположенным в газоходе, нагретой отходящими из печи газами шихты, и ее плавление. Согласно изобретению, перед непрерывной подачей шихты осуществляют предварительную одноразовую ее загрузку через верхний открытый свод печи массой 40-50% от общего веса шихты с последующим ее плавлением до достижения расхода электроэнергии 220-240 кВт⋅ч/т, после чего в образовавшийся колодец непрерывно подают конвейером газохода подогретую до 300-400°С отходящими из печи газами остальную часть шихты.

Предварительная одноразовая загрузка шихты массой 40-50% от общего веса плавки, позволяет снизить расход электроэнергии, уменьшить время плавки, повысить производительность печи, за счет повышения КПД дуг при плавлении шихты. При загрузке сверху мостовым краном шихты менее 40% от общего веса плавки средний КПД дуг за плавку уменьшается, увеличивается расход электроэнергии, снижается производительность печи. При загрузке шихты свыше 50% от общего веса плавки необходимо дважды открывать свод и загружать шихту, в результате чего увеличиваются потери тепловой энергии с открытым сводом.

При подаче конвейером шихты при достижении расхода электроэнергии менее 220 кВт⋅ч/т расплавление подаваемой конвейером шихты неустойчивое, так как колодец неширокий, идут обвалы шихты, короткие замыкания и обрывы дуги, а длительность расплавления, удельный расход электроэнергии увеличиваются. При подаче конвейером шихты после достижения расхода электроэнергии более 240 кВт⋅ч/т и расплавления около 70% водоохлаждаемые стены освобождаются от шихты, излучение дуг падает не на шихту, а на водоохлаждаемые стены, КПД дуг уменьшается, удельный расход электроэнергии за плавку и длительность плавки увеличивается.

Подача конвейером шихты, подогретой до 300-400°С, позволяет сократить на 10-11% расход электроэнергии. При подаче конвейером шихты, подогретой до температуры менее 300°С, возрастает время плавки шихты в ванне и удельный расход электроэнергии, снижается производительность печи. При подаче конвейером шихты, подогретой до температуры выше 400°С, снижается скорость конвейера и скорость подачи шихты в ванну, уменьшается производительность печи, увеличивается время плавки и потери печи с уходящими газами и охлаждающей водой.

Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока в разрезе после разовой загрузки шихты и проплавления в ней колодца; на фиг. 2 изображен вид дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока в разрезе при достижении расхода электроэнергии 220-240 кВт⋅ч/т и начале расплавления шихты, подаваемой конвейером; на фиг. 3 - вид дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока к окончанию плавки.

Дуговая сталеплавильная печь трехфазного тока содержит водоохлаждаемый свод 1, верхняя часть которого снабжена футеровкой 2 с пропущенными электродами 3. Рабочее пространство 4 печи заполнено шихтой 5 и ограничено водоохлаждаемым сводом 1, водоохлаждаемыми стенами 6, футерованными откосами 7 и футерованным подом 8. Нижняя часть футерованного пода 8 образует ванну 9, заполненную жидким металлом 10. Между жидким металлом 10 и электродами 3 находятся электрические дуги 11. В водоохлаждаемой стене 6 имеется проем 12 с установленным газоходом 13 и конвейером 14.

Предлагаемый способ осуществляли следующим образом. Из печи выпускают весь металл 10 как в обычных дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока. На неподвижный конвейер 14, длина обогреваемой части которого 30 метров, равномерно по всей длине загружают кранами с электромагнитами шихту 5. При открытом водоохлаждаемом своде 1 осуществляют одноразовую загрузку шихты 5 массой 40-50% от общего веса плавки. Водоохлаждаемый свод 1 закрывают и опускают электроды 3 до соприкосновения с шихтой 5. Между электродами 3 и шихтой 5 зажигают три электрические дуги 11. Образующиеся при плавлении шихты 5 электрическими дугами 11 горячие печные газы устремляются в газоход 13, отдавая часть тепловой энергии шихте 5, расположенной на конвейере 14. Электрические дуги 11 прорезают в шихте 5 один общий колодец 15, расплавленный жидкий металл 10 стекает вниз и накапливается в ванне 9. При горении электрических дуг 11 в колодце 15 все тепловое излучение попадает и расходуется на расплавление шихты 5 и нагрев жидкого металла 10. При горении электрических дуг 11 в колодце 15 КПД дуг 11 составляет ηд=0,93 в начале плавки, постепенно уменьшаясь в процессе расплавления шихты 5. Расплавление шихты 5 осуществляют при максимальной мощности электрических дуг 11 и достижении расхода электроэнергии 220-240 кВт⋅ч/т. При расплавлении 40-50% шихты 5 образуется широкий колодец 15 (фиг. 2). Водоохлаждаемые стены 6 на 2/3÷3/4 своей высоты закрыты от прямого излучения электрических дуг 11 шихтой 5. Электрические дуги 11 излучают тепловой поток на ванну 9 с жидким металлом 10 и на шихту 5, расположенную на футерованных откосах 7 и водоохлаждаемых стенах 6, что позволяет сохранить высокий КПД дуг 11, равный 0,80-0,82. Таким образом, 25% от общего времени плавки расплавление шихты 5 одноразовой загрузки осуществляют с высоким КПД, равным ηд=0,93 в начале плавки с последующим его уменьшением в процессе плавки до ηд=0,80-0,82. Средний КПД дуги 11 25% от общего времени плавки при расплавлении 45-55% шихты 5 одноразовой завалки составляет 0,86-0,87.

На неподвижном конвейере 14 шихту 5 в течение 10 минут обогревают отходящими печными газами с температурой 1000-1300°С. После достижения расхода электроэнергии 220-240 кВт⋅ч/т и расплавления 40-50% шихты 5 одноразовой загрузки включают конвейер 14 и начинают непрерывную подачу шихты 5 в широкий колодец 15 (фиг. 2). Общее время плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока составляет 40 минут. Время обогрева шихты 5 в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока в 2 раза меньше и составляет 5 минут при скорости перемещения шихты 5 конвейером 14 6 м/мин и длительности обогреваемого участка конвейера 14 30 метров. Температура шихты 5, обогреваемой на конвейере 14 и поступающей в ванну 9 печи, по закону Фурье прямо пропорциональна времени нагрева ее горячими печными газами. Непрерывно подаваемая шихта 5 конвейером 14 в ванну 9 расплавляется совместно с шихтой 5, расположенной на водоохлаждаемых стенах 6 и футерованных откосах 7 печи. Ванна 9 с жидким металлом 10 покрыта толстым слоем шлака 16, однако вследствие электромагнитного выдувания КПД дуг 11 к окончанию расплавления (фиг. 3) составляет ηд=0,63. Так как средний КПД дуг 11 при расплавлении всей одноразовой загрузки шихты 5 (40-50% от общего веса плавки) составляет ηд=0,78 и средний КПД дуг 11 при расплавлении шихты 5, подаваемой конвейером 14 (50-60% веса плавки) составляет ηд=0,63, то средний КПД дуг 11 за плавку составляет ηд=0,70-0,71, то есть увеличивается на 7-8%. При увеличении среднего за плавку КПД дуг на 7-8% на аналогичную величину в 7-8% снижается удельный расход электроэнергии на тонну стали. Так как 40-50% общего веса шихты подается в печь за один раз, то скорость непрерывной подачи шихты конвейером уменьшается в 2 раза, в 2 раза увеличивается время нагрева шихты печными газами, температура шихты возрастает в 2 раза с 150-200°С до 300-400°С, а удельный расход электроэнергии сокращается на 10-11%. Общее снижение удельного расхода электроэнергии от одноразовой и методической загрузки шихты в печь и возрастания ее температуры перед загрузкой в 2 раза составляет 17-19%. К окончанию периода расплавления вся шихта 5 на водоохлаждаемых стенах 6 и футерованных откосах 7 и подаваемая конвейером 14 расплавлена, ванна 9 заполнена жидким металлом 10, подачу шихты 5 конвейером 14 прекращают, конвейер 14 отключают (фиг. 3). Печь наклоняют в сторону эркерного отверстия, жидкий металл 10 выливают в ковш. Из печи выпускают не 70% плавки, как в печи, а весь металл 10, как в обычных дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока. При полном выпуске всего веса плавки стали без остатка производительность печи увеличивается на 20-30%. С учетом того, что время одноразовой загрузки шихты 8 составляет около 10% времени плавки стали, производительность печи по предложенному способу плавки стали увеличивается на 10-20%.

Изобретение в настоящее время находится на стадии технического предложения.

Способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока, включающий непрерывную загрузку конвейером, расположенным в газоходе, нагретой отходящими из печи газами металлической шихты, и ее плавление, отличающийся тем, что перед непрерывной загрузкой шихты осуществляют предварительную одноразовую ее загрузку через верхний открытый свод печи массой 40-50% от общего веса шихты с последующим ее плавлением с образованием колодца и достижением расхода электроэнергии 220-240 кВт⋅ч/т, после чего в образовавшийся колодец непрерывно подают конвейером газохода подогретую до 300-400°C отходящими из печи газами остальную часть шихты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при работе дуговых сталеплавильных печей, к которым примыкает шахтный подогреватель. Способ включает загрузку металлического лома в шахтный подогреватель, примыкающий к дуговой сталеплавильной печи, и его нагрев, периодическую выгрузку нагретого лома с помощью толкателя из шахтного подогревателя через окно выдачи лома в рабочее пространство дуговой печи.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для предварительного нагрева скрапа перед загрузкой его в печь. Устройство содержит дно, боковые стенки и потолок, которые совместно образуют канал, транспортирующее средство, продолжающееся в осевом направлении канала от входного отверстия канала до выходного отверстия канала, для транспортирования скрапа от входного отверстия к выходному отверстию, при этом транспортирующее средство в осевом направлении канала имеет большую ширину входного отверстия по сравнению с шириной выходного отверстия.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для предварительного нагрева транспортируемого скрапа. Устройство содержит дно, боковые стенки и потолок, которые совместно образуют канал, а также транспортирующее средство, продолжающееся в осевом направлении канала от входного отверстия канала до выходного отверстия канала, для транспортирования скрапа от входного отверстия к выходному отверстию, причем по меньшей мере одна радиационная горелка расположена между входным отверстием и выходным отверстием, при этом лучистое тепло, высвобождаемое радиационной горелкой, направляется к скрапу на транспортирующем средстве, которое снабжено газоходом, который выполнен с возможностью сбора и транспортировки газов, выработанных по меньшей мере одной радиационной горелкой, в место, отделенное по меньшей мере от одной радиационной горелки, а подачи затем в канал в виде нагревательного газа, который направляется поверх скрапа или в скрап до направления скрапа в печь.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для предварительного нагрева подлежащего загрузке в металлургический плавильный ковш стального скрапа.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для пирометаллургических установок. Загрузочная область установки закрыта сверху и с боковых сторон колпаком с верхними вытяжными отверстиями, через которые скапливающиеся в колпаке отходящие газы и пыль вытягиваются, шахта для помещения и предварительного нагрева металлического лома имеет в направлении загрузочной области верхний затворный элемент, который выполнен с возможностью открываться для подачи металлического лома в шахту и после закрываться, причем к верхним вытяжным отверстиям колпака подсоединена вытяжная система, выполненная с возможностью управления ее активированием, которое координируют с открытием и закрытием верхнего затворного элемента и/или состоянием загрузки шахты.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для непрерывной подачи с предварительным нагревом садки металла внутрь приемника плавильной установки.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к предварительному нагреву и подаче садки металла в приемник плавильной установки. Устройство содержит, по меньшей мере, подводящий канал, выполненный с возможностью продвижения вдоль него садки металла с доставкой к приемнику.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для непрерывной подачи с предварительным нагревом садки металла внутрь приемника плавильной установки.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в электрической дуговой печи. Способ подогрева металлического скрапа для производства стали в электродуговой печи включает использование камеры подогрева скрапа с контуром рециркуляции газов, забираемых из верхней части камеры с помощью дымососа рециркуляции, причем часть газов рециркуляции с помощью дымососа отходящих газов выводят к дымовой трубе и далее в атмосферу.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам получения стали в электродуговых печах. Способ включает проведение заправки печи после выпуска плавки путем подачи магнезитового порошка на поврежденные участки набивки боковых стенок рабочего пространства печи и пода, загрузку шихты в печь, ввод флюса, плавление шихты, окислительный период плавки, восстановительный период плавки, выпуск плавки.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам получения стали в электродуговых печах. Способ включает проведение заправки печи после выпуска плавки путем подачи магнезитового порошка на поврежденные участки набивки боковых стенок рабочего пространства печи и пода, загрузку шихты в печь, ввод флюса, расплавление шихты, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию и десульфурацию металла, скачивание шлака, выпуск стали в ковш.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для управления текущим рабочим состоянием дуговой электрической печи при ее эксплуатации в плавильном агрегате, в котором для каждого из множества компонентов плавильного агрегата, влияющих на условия эксплуатации дуговой электрической печи, регистрируют по меньшей мере одно значение измерения для характеризующей его рабочее состояние измеряемой величины и сравнивают с соответственно текущим допустимым предельным значением для этой измеряемой величины и на основании результата сравнения определяют максимальную подводимую мощность, подводимую к дуговой электрической печи в течение периода (Δti) времени при соблюдении всех текущих допустимых предельных значений, причем максимально подводимую мощность (Р) и/или длину периода (Δti) времени определяют путем прогнозирования изменения во времени по меньшей мере одной из измеряемых величин.

Изобретение относится к металлургии. Технический результат – повышение качества загрузки.

Изобретение относится к области получения стали в электрических печах. Способ управления подачей металлошихты в плавильную печь включает этап хранения подлежащего расплавлению металлического материала в зоне хранения.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при выплавке стали в дуговой сталеплавильной печи. Способ включает завалку шихты, ее расплавление, окислительный и восстановительный периоды, при этом продувку кислородом жидкой ванны ведут при отключенной печи через неохлаждаемые трубки, размещенные внутри полых электродов, причем торцы трубок заглублены в металл на глубину, равную 4-7 их диаметрам.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу управления процессом плавки в электродуговой печи. Способ включает расплавление твердого материала посредством плазменной дуги, регулирование упомянутой дуги путем ввода в плазму по меньшей мере одной добавки (ZS1, ZS2), воздействующей на состав плазмы.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении стали в электродуговой печи. В способе осуществляют загрузку в рабочее пространство печи твердой металлошихты и твердых углеродосодержащих материалов, плавление шихты с помощью электрических дуг и науглероживание металла твердыми углеродосодержащими материалами в процессе плавки, выпуск металла и шлака из печи.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения кремния, сплавов черных и цветных металлов в руднотермических электропечах после ремонта, оборудованных установками компенсации реактивной мощности.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали в дуговых электросталеплавильных печах. В способе осуществляют выплавку стали в печи, выпуск стали в сталь-ковш при температуре стали 1620-1690°С в течение 3-6 мин, во время выпуска присаживают карбид кальция в количестве 0,1-3,0 кг на тонну стали в стальных емкостях, содержащих карбид кальция в количестве 5-30 кг фракционным составом не более 30 мм, присаживают кремний и марганецсодержащие ферросплавы в количестве до 50 кг на тонну стали, известь в количестве до 12 кг на тонну стали, после чего сталь отдают на последующую внепечную обработку.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для плавления металлического материала в плавильной установке. В способе на стадии загрузки осуществляют первую подоперацию, на которой загружают упомянутый металлический материал в количестве от 25 до 45% от общего количества расплавленного материала, содержащегося внутри печи перед стадией выпуска плавки и подлежащего выпуску по завершении стадии плавления, вторую подоперацию загрузки и плавления, на которой норму подачи металлического материала уменьшают с помощью управляющего устройства, чтобы в среде постепенно образующейся ванны жидкого металла было обеспечено поддержание количества твердой массы упомянутого металлического материала, третью подоперацию, на которой норму подачи подвергают дальнейшему уменьшению до прекращения процесса загрузки для обеспечения возможности полного расплавления всего металлического материала в плавильной печи, при этом стадию выпуска плавки выполняют при расплавлении всей массы твердого металлического материала. Плавильная печь содержит свод, закрывающий корпус и выполненный отдельно от последнего, и панель, расположенную между корпусом и сводом, при этом в панели выполнено отверстие для установки через него упомянутого средства подачи, причем упомянутый корпус имеет глубину D, а нижний край упомянутого отверстия по высоте удален от нижнего края панели на расстояние, которое составляет от 0,3 до 3D. Изобретение позволяет сократить тепловые потери от ванны расплавленного металла, уменьшить изнашивание жаропрочного покрытия стен печи и сократить время технического обслуживания. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам ведения плавки стали в дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока. Способ включает непрерывную загрузку конвейером, расположенным в газоходе, нагретой отходящими из печи газами шихты, и ее плавление. Перед непрерывной подачей шихты осуществляют предварительную одноразовую ее загрузку через верхний открытый свод печи массой 40-50 от общего веса шихты с последующим ее плавлением до достижения расхода электроэнергии 220-240 кВт⋅чт, после чего в образовавшийся колодец непрерывно подают конвейером газохода подогретую до 300-400°С отходящими из печи газами остальную часть шихты. Изобретение позволяет уменьшить удельный расход электроэнергии и время плавки с одновременным повышением производительности. 3 ил.

Наверх