Электросталеплавильный агрегат ковш-печь (эса-кп)

Изобретение относится к области металлургии, а конкретнее к области электрометаллургии стали и, в частности, к агрегатам ковш-печь (АКОС). Агрегат содержит футерованный ковш со сводом, установленные в его днище шиберные блоки с топливно-кислородными горелками (ТКГ) для нагрева и расплавления металлошихты, три графитированных электрода с электрододержателями и газоход для отвода из агрегата технологических горючих газов, установленные в своде ковша, и расположенную в верхней части ковша шлаковую летку для слива жидкого шлака из него. Используют полые графитированные электроды для непрерывной подачи через них по ходу плавки металлизованных окатышей и сыпучих материалов. Агрегат снабжен водоохлаждаемой двухъярусной многосопловой кислородной фурмой с датчиком ЭДС и температуры в торце ее корпуса, установленной по центру свода ковша внутри треугольного пространства в объеме агрегата, созданного тремя электродами, причем сопла нижнего яруса для подачи кислорода на продувку металла расположены у торца фурмы, а сопла верхнего яруса размещены выше нижнего яруса сопел на расстоянии 1÷3 м для осуществления дожигания кислородом горючих газов над шлаком, устройством для дожигания горючих газов кислородом под сводом перед газоходом агрегата, выполненным в виде кислородной фурмы с многосопловым наконечником, которая размещена внутри газохода свода и имеет механизм для перемещения ее корпуса вдоль своей оси и с наклоном относительно этой оси в пределах ±30÷45 градусов, и компьютерной системой управления (КСУ), при этом упомянутые шиберные блоки размещены в пространстве агрегата вне диаметра распада упомянутых электродов. Изобретение позволяет усовершенствовать электросталеплавильный агрегат для осуществления технологических операций по выплавке и обработки стали. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии и предназначено, в частности, для выплавки, рафинирования, раскисления, легирования и обработки стали. Агрегат предназначен для загрузки шихты (металлолома, металлизованного железорудного сырья, флюсующих и других сыпучих материалов), нагрева и переплава этой шихты электрическими дугами и топливно-кислородными горелками, а также для осуществления других теплотехнологических процессов по ходу электроплавки и внепечной обработки стали, при этом электросталеплавильный агрегат ковш - печь включает два основных конструктивных элемента (футерованные ковш и свод), характерные для дуговой сталеплавильной печи и агрегата ковш-печь, т.е. для агрегата комплексной обработки стали.

Известно изобретение [1 - Меркер Э.Э. и др. Патент РФ №2532243 от 27.10.2014. Бюл. №30] для агрегата комплексной обработки жидкой стали, содержащего ковш с жидким металлом и шлаком и установленные в своде ковша три полых электрода, а в днище ковша - устройство для продувки жидкого металла инертными газами (аргоном, азотом и др.). Нагрев металла осуществляется электрическими дугами по ходу внепечной обработки стали, т.е. в ковше при этом осуществляются процессы перемешивания металла газами, наводки шлака присадками сыпучих флюсующих материалов, раскисление, легирование и разливка стали в изложницы или на машинах непрерывного литья заготовок. При этом в агрегате комплексной обработки стали через полые электроды осуществляется подача извести, углеродистого порошка и других сыпучих материалов для наводки шлака и интенсификации процессов рафинирования жидкой стали.

Недостатком изобретения является невозможность осуществления нагрева и расплавления металлошихты в ковше при данном конструктивном исполнении агрегата.

Кроме того, известно другое устройство, основанное на применении способа [2 - Араки Тосихико и др. Способ рафинирования стали в дуговой печи. Заявка №6425938, Япония. Заявл. 20.07.1987, №62 - 180596. от 27.10.1989. МКИ С22С 33/04] рафинирования жидкой стали в дуговой сталеплавильной печи, заключающийся в том, что в жидкую ванну вдувают через полые электроды в токе - газа-носителя, например, в токе аргона оксиды металла, такие как Cr2O3, NiO, МоО3, WO3 и одновременно через погружную в расплав фурму вдувают реагенты - восстановители, такие как угольный порошок, порошкообразные Si, Al и т.п., а в качестве шлакообразующих добавок, например через полые электроды в своде дуговой сталеплавильной печи, вдуваются в потоке аргона известь и плавиковый шпат, которые служат, к тому же, и десульфураторами.

К недостатку этого изобретения можно отнести то, что в самой дуговой сталеплавильной печи не предусмотрена внепечная обработка жидкой стали с эффективным использованием тепла отходящих из агрегата газов, т.е., например, отсутствием устройств и методов дожигания горючих газов в потоке отходящих газов.

Известно изобретение [3 - Меркер Э.Э. и др. Патент РФ №2374582 от 27.11.2009], в котором при электроплавке стали используется после завалки шихты (металлолома и др.) в агрегат подача через полые электроды металлизованных окатышей и других сыпучих материалов. При этом в своде дуговой сталеплавильной печи в пространстве между полыми электродами размещается водоохлаждаемая кислородная фурма с двумя ярусами сопел, измерительной штангой и датчиком температуры. В данной фурме сопла верхнего яруса на ее корпусе предназначены для подачи кислорода в виде струй на дожигание горючих газов над шлаком, а сопла нижнего яруса фурмы предназначены для продувки металла кислородом по ходу подачи металлизованных окатышей в ванну дуговой сталеплавильной печи.

Недостатком данного изобретения является то, что в нем не предусмотрены процессы технологии внепечной обработки стали в самом агрегате.

Известно также изобретение [4 - Меркер Э.Э. и др. Способ дожигания окиси углерода над зоной продувки в конвертере. Заявка №2005127991/02 (031435). Заявл. 07.09.2005 МПК С21С 5/52 (2006.01)] по способу дожигания горючих газов над зоной продувки металла в агрегате при использовании двухъярусной кислородной фурмы. В данной фурме струи кислородного дутья через сопла верхнего яруса создают над зоной продувки металла конусообразную многоструйную систему, что существенно повышает эффективность локального дожигания горючих газов в агрегате. При этом датчик температуры, установленный в корпусе фурмы, обеспечивает контроль режима нагрева металла по ходу электроплавки стали в дуговой сталеплавильной печи.

Недостатком данного изобретения является то, что в дуговой сталеплавильной печи не осуществляется полное дожигание горючих газов на выходе из агрегата, а также в нем не предусмотрена технология внепечной обработки стали.

Этот существенный недостаток в указанном изобретении, как и в других ранее перечисленных, в определенной мере устраняется в другом известном изобретении [5 - Меркер Э.Э. и др. Патент РФ №2520883 от 27.06.2014. Бюл. №18]. Особенностью данного изобретения является то, что при электроплавке в дуговой сталеплавильной печи металлизованных окатышей окончательное дожигание горючих газов осуществляется над ванной вблизи зоны отсоса отходящих газов из агрегата, т.е. дожигание горючих газов в данном агрегате осуществляется устройством в виде фурмы перед патрубком в своде струями кислорода, которые направлены навстречу потоку отходящих из дуговой сталеплавильной печи газов. Однако по данному известному изобретению при электроплавке стали в дуговой сталеплавильной печи осуществляются все необходимые технологические операции, кроме применения в нем внепечной обработки стали инертными газами.

Таким образом, все перечисленные недостатки в известных изобретениях не позволяют осуществлять единый комплекс технологических операций (процессы выплавки и внепечной обработки стали) в агрегате, конструктивно совмещающий дуговую сталеплавильную печь и ковш со сводом.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является изобретение [6 - Кашакашвили Г.В. и др. Патент РФ №2405046 от 27.11.2010. Бюл. №33], основанное на способе выплавки стали в ковше-печи, включающее загрузку шихты в виде металлического лома и флюсов, подачу под давлением снизу природного газа и воздуха или кислорода с расплавлением шихты газокислородным факелом от топливно-кислородных горелок и электрическими дугами от электродов, выравнивание температуры и химического состава расплава по объему, присадку шлакообразующих реагентов, прекращение подачи природного газа и воздуха (кислорода) через топливно-кислородные горелки и последующую продувку расплава снизу инертными газами, при этом в процессе плавления наклоном ковша-печи осуществляют скачивание первичного шлака, причем природный газ и воздух (кислород) подают через неводоохлаждаемую топливно-кислородную горелку, т.е. газовоздушную форсунку, выполненную в виде концентрически вставленных одна в другую труб, размещенную в отверстии разливочного стакана шиберного затвора ковша-печи с обсыпкой вокруг сухим огнеупорным песком.

При этом ковш-печь накрывают сверху присоединенной к газоочистке футерованной крышкой (сводом) с электродами, которые обеспечивают от трансформатора электрические дуги для нагрева и расплавления сверху металлошихты и других материалов. После расплавления металлошихты в ковше подают в него флюсующие и другие реагенты для наводки вторичного шлака и осуществляют продувку жидкой стали инертными газами снизу со шлакообразующими реагентами (известь, шпат, угольная пыль и др.), совмещая этот процесс с кипением металла, раскислением, легированием, глубокой десульфурацией, дефосфорацией, гомогенизацией состава и температуры жидкой стали с последующей ее разливкой через стакан в шиберном отверстии в днище ковша.

К положительному эффекту по аналогу, т.е. по данному прототипу, можно отнести то, что совмещение технологических процессов, характерных для дуговой сталеплавильной печи, с процессами в агрегате ковш-печь позволяет сокращать капитальные затраты [7 - Кашакашвили Г.В. и др. Сталь. №7. 2013. с. 14-16; Металлург. №7. 2013. С. 23-24.] за счет переноса энергоемкого технологического цикла из дуговой сталеплавильной печи в агрегат комплексной обработки стали, т.е. загрузка и плавление шихты, шлакообразование, доводка - рафинирование, раскисление и легирование, а также нагрев металла электрическими дугами, а это обстоятельство уменьшает расход электроэнергии и огнеупорных материалов, выводится из технологического цикла основной агрегат и его сверхмощный трансформатор, значительно сокращается время поточного технологического цикла в цехе за счет сокращения времени выплавки, раскисления и внепечной обработки стали, а также сокращается время на транспортировку ковшей и уменьшаются тепловые потери при переходе от дуплекс процесса дуговая сталеплавильная печь - агрегат комплексной обработки стали к совмещенным процессам в агрегат комплексной обработки стали.

Однако, несмотря на отмеченные существенные преимущества изобретения по рассмотренному аналогу в сравнении со всеми другими известными изобретениями, рассмотренный этот ближайший аналог [6 - Кашакашвили Г.В. и др. Патент РФ №2405046 от 27.11.2010. Бюл. №33] обладает существенными (крупными) недостатками, т.е. в указанном аналоге в своде ковша не используются полые электроды, что не позволяет осуществлять подачу в ванну агрегата железорудного металлизованного сырья и сыпучих флюсующих материалов в потоке инертных газов, а также в агрегате, по аналогу (прототипу) не предусмотрены устройства и системы дожигания горючих газов как в локальной зоне продувки металла кислородом с помощью фурмы, так и в общем потоке отходящих из агрегата технологических газов. Эти недостатки прототипа, а также и другие, например отсутствие устройств и методов подачи порошкообразных материалов на шлак и в металл с помощью продувочной многосопловой фурмы или подача порошкообразных (сыпучих) реагентов-восстановителей в потоке аргона, а также оксидов металла, например Cr2O3, NiO, МоО3, WO3 и др., в восстановительный период электроплавки стали в целом не обеспечивает эффективную работу агрегата в свете современных требований по снижению эффективности производства стали. Эти и другие недостатки в изобретении по аналогу не позволяют в существенной мере повысить технико-экономические и энерготехнологические показатели процесса электроплавки и комплексной внепечной обработки стали с высокими показателями ее качества.

Техническим результатом данного изобретения является решение задачи по разработке более совершенного электросталеплавильного агрегата ковш-печь для осуществления в нем электроплавки и внепечной обработки стали на основе применения более совершенного оборудования, например использование полых электродов в своде ковша, применение двухъярусной кислородной фурмы для продувки металла кислородом и дожигания горючих газов в зоне загрузки металлизованных окатышей на шлак под электрические дуги, а также применение устройства для более эффективного дожигания горючих газов в зоне выхода их из ванны агрегата и, кроме того, необходимо более эффективное размещение топливно-кислородных горелок в шиберных блоках в днище ковша, что обеспечит работу электросталеплавильного агрегата ковш-печь с применением новых устройств и методов с более высокими энергосберегающими и технологическими показателями, например, достигнуть значительно более низких потерь тепла в агрегате с отходящими из него горючими газами и более высокую интенсификацию процессов нагрева и расплавления металлошихты, шлакообразования, рафинирования, раскисления, легирования, внепечной обработки и разливки стали с достижением более высоких показателей качества стальных отливок и готовой продукции.

Это достигается тем, что электросталеплавильный агрегат ковш-печь, включающий футерованный ковш со сводом, причем ковш, в свою очередь, включает шиберные блоки в его днище ковша с топливно-кислородными горелками для нагрева и расплавления металлошихты, а свод ковша, при этом, включает три полых графитированных электрода, водоохлаждаемую двухъярусную многосопловую кислородную фурму с датчиком ЭДС и температуры в торце ее корпуса и газоход для отвода из агрегата технологических горючих газов, отличается тем, что устройство для дожигания горючих газов в газоходе свода выполнено в виде кислородной фурмы с многосопловым наконечником, причем эта фурма размещена внутри газохода свода и имеет механизм для перемещения корпуса фурмы как вдоль своей оси, так и с наклоном относительно этой оси на ±30÷45 градусов.

Отличается тем, что в своде ковша водоохлаждаемая двухъярусная многосопловая кислородная фурма с датчиком ЭДС и температуры имеет на своем корпусе выше этого датчика два яруса сопел для подачи струй кислорода на продувку металла и дожигание горючих газов над ним и шлаком, причем упомянутая двухъярусная кислородная фурма с датчиком размещена внутри треугольного пространства, созданного тремя полыми электродами, и причем упомянутая двухъярусная кислородная фурма установлена в своде так, чтобы ось корпуса этой фурмы с соплами и датчиком совпадала с осью треугольного пространства в объеме агрегата, созданного с помощью трех графитированных полых электродов, а при этом шиберные блоки в днище этого ковша с топливными горелками, в свою очередь, размещены вне диаметра распада этих электродов в пространстве агрегата, который, кроме того, отличается тем, что в нем размещена водоохлаждаемая двухъярусная многосопловая кислородная фурма с датчиком и двумя ярусами сопел по центру свода ковша так, чтобы вертикальные оси упомянутой фурмы и ковша совпадали.

Причем агрегат отличается еще тем, что многосопловой наконечник фурмы устройства для дожигания горючих газов под сводом перед газоходом имеет центральное сопло с нарезкой и при этом ось этого сопла совпадает с осью фурмы, а другие периферийные сопла расположены под углом к оси фурмы, т.е. одна часть сопел дожигания под углом 30 градусов, а другая часть сопел под углом 45 градусов к оси фурмы, а также агрегат отличается еще тем, что топливно-кислородные горелки выполнены в виде труба в трубе с возможностью осуществлять через них подачу газообразного топлива, порошкообразного угля, кислорода или воздуха и инертных газов, и, кроме того, упомянутые топливно-кислородные горелки размещены в каналах шиберных блоков в днище ковша так, что позволяют осуществлять через каналы разливку жидкой стали, а ковш, к тому же, имеет в своей верхней части корпуса шлаковую летку для слива жидкого шлака из ковша.

В то же время агрегат отличается также тем, что в пространстве между электродами под сводом водоохлаждаемая двухъярусная многосопловая кислородная фурма с датчиком выполнена так, чтобы на ее корпусе были размещены сопла в два яруса, где сопла нижнего яруса расположены у торца фурмы, а сопла верхнего яруса размещены выше нижнего яруса сопел на расстоянии 1÷3 м для осуществления дожигания струями кислорода горючих газов над шлаком, причем в торце фурмы ниже нижнего яруса сопел размещен на водоохлаждаемой штанге датчик ЭДС и температуры, а, кроме того, агрегат отличается тем, что тракты подачи металлизованных окатышей и сыпучих материалов в полые электроды соединены с транспортерными системами подачи в них извести и металлизованных окатышей, а также сыпучих и флюсующих материалов, реагентов-восстановителей и других в потоке инертных или восстановительных газов, а к тому же отличается еще тем, что полые электроды закреплены на электрододержателях и имеют механизмы перемещения этих электродов вверх или вниз и, кроме того, эти механизмы и электроды на электрододержателях имеют транспортерные узлы, которые функционально соединены с системой контроля электротехнических показателей работы электродов и системой контроля подачи сыпучих материалов и инертных газов в металл БУ-4.

Причем агрегат отличается также тем, что устройство с многосопловым наконечником в газоходе свода для дожигания горючих газов имеет механизм перемещения, транспортные и контрольные узлы, которые объединены в систему контроля показателей работы отвода газов в газоходе и устройства с соплами в наконечнике, причем эта система контроля соединена с объединенной компьютерной системой управления КСУ процессами электроплавки и работы всего агрегата БУ-5, причем этот агрегат отличается еще тем, что в нем соединены функционально с объединенной компьютерной системой КСУ локальные системы управления работой топливно-кислородных горелок, внепечной обработки и разливки стали БУ-1, блока системы управления электрическим режимом плавки БУ-2, блока управления подачей окатышей и других материалов в полые электроды БУ-3, блока управления работой двухъярусной кислородной фурмой БУ-4 и блока управления работой устройства дожигания газов БУ-5, а также отличается тем, что упомянутые локальные системы управления БУ-1…БУ-5 имеют бункерное и транспортное оборудование и механизмы загрузки шихтовых и сыпучих материалов в ковш, а также имеют механизмы и устройства учета и подачи газов, т.е. топлива, кислорода, аргона и других в оборудование, размещенное на ковше со сводом, причем агрегат отличается еще тем, что он имеет оборудование и механизмы для осуществления подачи в завалку металлошихты, а также металлизованных окатышей (брикетов) и других сыпучих материалов по ходу электроплавки стали в окислительные и восстановительные периоды работы упомянутого агрегата.

Предлагаемое изобретение реализуется на основе нового конструктивного решения по созданию (фиг. 1) электросталеплавильного агрегата ковш-печь нового типа, включающего футерованный ковш (фиг. 2) с шиберными блоками и топливно-кислородными горелками в днище ковша, свод агрегата (фиг. 3) с размещенными на нем полыми электродами и двухъярусной кислородной фурмой (фиг. 4), а также наличия в своде газохода (фиг. 5) с устройством дожигания горючих газов перед выходом из электросталеплавильного агрегата ковш-печь, который позволяет в данном едином конструктивном комплексе совмещать все технологические операции по электроплавке и внепечной обработки стали, которые являются характерными при раздельном функционировании современных дуговых сталеплавильных печей и агрегатов ковш-печь.

Работа по предлагаемому изобретению осуществляется следующим образом. Для осуществления электроплавки и внепечной обработки стали в электросталеплавильном агрегате ковш-печь, включающем (фиг. 1) футерованный ковш 1 со сводом 7, металлошихта превращается в жидкий металл 2 за счет подогрева и расплавления шихты топливно-кислородными горелками 18 и электрическими дугами 15 от электродов 9 в своде, при этом за счет подачи шлакообразующих материалов, т.е. в ковше над металлошихтой, образуется жидкий шлак 4, который по ходу электроплавки периодически скачивается через шлаковыпускную летку 6 при воздействии на цапфы 5 ковша краном или механизмом его наклона, а с появлением жидкого металла 2 в ковше топливно-кислородные горелки отключаются и через трубы топливно-кислородных горелок подается аргон 3 или другой газ на продувку металла с целью гомогенизации и рафинирования стали с одновременным нагревом ее и шлака электродами, закрепленные на электрододержателях агрегата.

В это время осуществляется продувка расплава кислородом от двухъярусной кислородной фурмы 10. В окислительный период электроплавки стали на металл 4 через полые электроды 9 осуществляется непрерывная подача металлизованных окатышей, извести и других сыпучих материалов, причем в это же время из ванны 2 ковша выделяются горючие газы, которые направляются в газоход 11, перед которым осуществляется дожигание этих газов струями кислорода 13 от устройства 12, а источником выделения отходящих 14 горючих газов является кислород 13 дутья от многосопловой двухъярусной фурмы 10 и от электрических дуг 15 под электродами, где расплавляются металлизованные окатыши с участием кислорода 16 дутья от фурмы 10 с датчиком 17 ЭДС и температуры.

Для интенсификации перемешивания жидкой стали и шлака в окислительный период плавки тракты топливно-кислородных горелок 18 используются для подачи инертных газов 19 через шиберные блоки в корпусе 20, где имеются неподвижная 21 и подвижная 22 плита с наличием в блоках трубы 23 для подачи газовоздушной смеси в топливно-кислородных горелок и шиберного затвора 24 в днище ковша.

Для управления всеми теплотехнологическими процессами электроплавки и внепечной обработки стали в электросталеплавильный агрегат ковш-печь используется объединенная 30 компьютерная система управления КСУ, которая функционально взаимодействует с блоком управления БУ-1 процессами 25 подачи топлива, кислорода и инертных газов в топливно-кислородные горелки 18, блоком управления БУ-2 электрическим режимом 26 электроплавки стали, блоком управления БУ-3 процессами подачи окатышей 27 и других материалов через полые электроды в ковш, блоком системы управления БУ-4 работой двухъярусной кислородной фурмы 28 с датчиком и блоком управления БУ-5 работой устройства дожигания горючих газов 29 струями кислорода под сводом перед газоходом агрегата.

Для данного электросталеплавильного агрегата ковш-печь особенностью является схема (фиг. 2) размещения шиберных блоков в днище ковша, кроме того, на фиг. 1 приведена задвижка для схемы подачи аргона 31 в трубы после отключения топливно-кислородных горелок и для подачи 32 природного газа и кислорода в случае нового включения топливно-кислородных горелок в работу для подогрева на следующей плавке металлолома после завалки его в ковш, а на фиг. 3 представлена сводовая часть агрегата, где размещены полые электроды и двухъярусная кислородная фурма для локального дожигания горючих газов струями кислорода 13 над зоной продувки металла 16 с датчиком 17 для работы системы контроля 33 температуры расплава в ванне ковша, и при этом от электродов датчиками фиксируется напряжение 34 и активная мощность 35, а от двухъярусной фурмы регистрируется подача кислорода 36 на нее с измерением температуры металла, учитывая, что осуществляется непрерывная подача 37 металлизованных окатышей в полые электроды с регистрацией датчиком 38 расхода окатышей и других сыпучих материалов, поступающие от системы загрузки 39 их конвейерами от бункеров 40 с исполнительным механизмом 41 загрузки через отверстия в полых электродах 44 в центральной части свода 42 металлизованных окатышей в зону 43 их расплавления, при этом важную роль играет в процессах плавки стали двухъярусная кислородная фурма, схема которой представлена на фиг. 4, из которой следует, что она имеет верхний 45 и нижний 46 ярусы сопел, а также в торце корпуса этой фурмы имеется измерительная штанга 47 с датчиком, от работы которого измерительная система 48 фиксирует такие показатели как температура и окисленность металла, фиксируемые термопарой и датчиком ЭДС.

При этом верхний ряд сопел 45 фурмы обеспечивает подачу кислорода 13 на локальное дожигание горючих газов над шлаком, а окончательное дожигание этих горючих газов осуществляется под сводом 7 агрегата с помощью установленного в нем (фиг. 5) газоотсосного газохода 11 с размещенным в нем устройством 12 с многосопловым наконечником для подачи струй кислорода 13 на дожигание газов 14, при этом конструктивно схема дожигания газов (фиг. 5) включает в себя датчик 49 контроля состава газов в системе отсоса 50 отходящих газов дымососом с возможностью осуществлять поддачу требуемого количества кислорода 51 на дожигание горючих газов по информации от датчика 49 по содержанию СО и О2 в отводящих из газохода технологических горючих газов.

Технология выплавки стали в электросталеплавильном агрегате ковш-печь начинается с загрузки шихты в ковш, и затем металлошихту прогревают с помощью газовоздушных факелов от топливно-кислородных горелок и электрическими дугами от электродов, на которые подают напряжение от трансформатора. С появлением жидкого металла после расплавления шихты начинается подача металлизованного сырья (окатышей, брикетов) и других сыпучих материалов в ванну с подогревом ее электрическими дугами и постепенным отключением факелов от топливно-кислородных горелок с последующим переводом в шиберных блоках на подачу инертных газов (аргона, азота) в жидкий металл. При этом в ванне наводится шлак от подачи флюсующих и других материалов в нее, а в процессе плавления металла скачивают первичный шлак наклоном ковша-печи через шлаковыпускную летку и наводят новый шлак, т.е. образуется вторичный шлак путем присадки сыпучих и порошкообразных материалов (извести, шпата, боксита, угольного порошка и др.), поступающие через полые электроды или сопла двухъярусной фурмы в жидкий металл или шлак от бункеров-дозаторов в системах загрузки материалов с подачей газов.

После расплавления металлошихты (металлолома и др.) в ковше и осуществления доводки в расплав через топливно-кислородные горелки вместо природного газа и кислорода (или воздуха) автоматическим переключением теми же трубами в топливно-кислородных горелках снизу вдувают инертный газ (аргон или азот), а сверху сыпучие шлакообразующие реагенты через полые электроды или двухъярусную фурму, что позволяет, совмещая эти процессы с кипением, раскислением, легированием, глубокой десульфурацией и дефосфорацией стали, осуществлять гомогенизацию его химического состава и температуры. Далее по достижению желаемых состава и температуры готовой стали отключают электрическое напряжение на полые электроды, подачу кислорода на двухъярусную фурму и закрывают шиберные блоки в днище разливочного ковша.

Таким образом, как следует из вышеизложенного в предлагаемом изобретении электросталеплавильного агрегата ковш-печь осуществляются те же необходимые тепловые и технологические операции, характерные для производства стали в раздельных агрегатах дуговой сталеплавильной печи и агрегате комплексной обработки стали, но в конечном итоге на более совершенном теплотехнологичном и энергоэффективном уровне.

1. Электросталеплавильный агрегат ковш-печь, содержащий футерованный ковш со сводом, установленные в его днище шиберные блоки с топливно-кислородными горелками (ТКГ) для нагрева и расплавления металлошихты, установленные в своде ковша три графитированных электрода с электрододержателями и газоход для отвода из агрегата технологических горючих газов, и расположенную в верхней части ковша шлаковую летку для слива жидкого шлака, отличающийся тем, что графитированные электроды выполнены полыми для непрерывной подачи через них по ходу плавки металлизованных окатышей и сыпучих материалов, при этом агрегат снабжен установленной по центру свода ковша внутри треугольного пространства в объеме агрегата, созданного тремя электродами, водоохлаждаемой двухъярусной многосопловой кислородной фурмой с соплами нижнего яруса у торца фурмы для подачи кислорода на продувку металла и соплами верхнего яруса, размещенными выше нижнего яруса сопел на расстоянии 1÷3 м, для осуществления дожигания кислородом горючих газов над шлаком, устройством для дожигания горючих газов кислородом под сводом перед газоходом агрегата, выполненным в виде кислородной фурмы с многосопловым наконечником, которая размещена внутри газохода свода и имеет механизм для перемещения ее корпуса вдоль своей оси и с наклоном относительно этой оси в пределах ±30÷45 градусов, и компьютерной системой управления (КСУ) с функционально взаимодействующими с ней блоком управления БУ-1 процессами подачи топлива, кислорода и инертных газов в ТКГ, блоком управления БУ-2 электрическим режимом плавки, блоком управления БУ-3 процессом подачи металлизованных окатышей и сыпучих материалов в полые электроды, блоком системы управления БУ-4 работой двухъярусной кислородной фурмой и блоком управления БУ-5 работой устройства дожигания горючих газов, при этом водоохлаждаемая двухъярусная многосопловая кислородная фурма выполнена с датчиком ЭДС и температуры в торце ее корпуса, а упомянутые шиберные блоки размещены в пространстве агрегата вне диаметра распада упомянутых электродов.

2. Электросталеплавильный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что топливно-кислородные горелки выполнены в виде вставленных одна в другую труб с возможностью подачи газообразного топлива, порошкообразного угля, кислорода или воздуха, инертных газов и размещены в каналах шиберных блоков, выполненных с возможностью разливки жидкой стали.

3. Электросталеплавильный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что датчик ЭДС и температуры упомянутой водоохлаждаемой двухъярусной фурмы размещен ниже нижнего яруса сопел на водоохлаждаемой штанге.

4. Электросталеплавильный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен трактами подачи металлизованных окатышей и сыпучих материалов в упомянутые полые электроды, которые соединены с транспортерными системами подачи в них металлизованных окатышей и сыпучих материалов в виде извести, флюсующих материалов, реагентов-восстановителей в потоке инертных или восстановительных газов.

5. Электросталеплавильный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что электрододержатели упомянутых электродов имеют механизмы перемещения электродов вверх или вниз.

6. Электросталеплавильный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что он имеет бункерное и транспортное оборудование и механизмы для осуществления подачи в завалку металлошихты, металлизованных окатышей и сыпучих материалов по ходу плавки стали в окислительные и восстановительные периоды работы упомянутого агрегата.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке стали в дуговой электросталеплавильной печи. Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи включает завалку металлошихты и шлакообразующих материалов, их нагрев и расплавление, проведение окислительного рафинирования путем продувки ванны кислородом со вспениванием шлака, подачу в печь магнезиального материала, выпуск плавки с оставлением в печи части металла и шлака, в качестве магнезиального материала используют содержащий гидроксид магния минерал брусит, который подают после выпуска части шлака периода рафинирования металла и/или в конце плавки до начала слива металла в ковш.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для зажима и удержания электрода дуговой печи. Устройство содержит по меньшей мере одно генерирующее силу средство, выполненное с возможностью прикладывания радиальной силы к электроду, и гибкий периферийный натяжной элемент, выполненный с возможностью принятия реактивной силы, направленной от электрода, и распределения ее вокруг периферии электрода.

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.

Изобретение относится к способу обнаружения утечки в зоне по меньшей мере одного охлаждающего приспособления печи, при этом в случае утечки жидкое охлаждающее средство по меньшей мере из одного охлаждающего приспособления попадает в пламенное пространство печи.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для электрического соединения плавильной печи с источником тока. Соединительное устройство содержит по меньшей мере одно контактное тело, которое соединено с помощью силовых кабелей с источником тока, и по меньшей мере одну фасонную часть в качестве части электрического гнезда на плавильной печи, причем предусмотрено устройство перемещения для транспортировки по меньшей мере одного контактного тела из исходного положения в положение соединения, в котором предусмотрена возможность выполнения электрически проводящего соединения с геометрическим замыканием контактного тела и фасонной части посредством вдвигания контактного тела в фасонную часть.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для подачи электрического питания в электродуговую печь, содержащую по меньшей мере один электрод.

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

Изобретение относится к технологии производства абразивных материалов путем нагрева в высокотемпературной печи. В способе нагрева шихты в высокотемпературной печи (1), при котором в ванну печи, днище которой выполнено со скошенными углами, послойно загружают шихту и керн (2) , выполненный из нефтяного кокса и имеющий токоподвод, согласно изобретению используют дополнительные керны, выполненные из нефтяного кокса и имеющие токоподводы, расположенные на расстоянии от первого, причем расстояние от стенки кернов до стенки печи выбрано а≥0,5 м, при этом керны расположены симметрично относительно оси ванны, общая масса кернов при разном количестве кернов выбрана постоянной.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при определении расхода электродного материала в процессе производства стали в дуговой печи.

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 черной металлургии, в частности к производству углеродистых и низколегированных трубных марок сталей, раскисленных алюминием. Способ включает выплавку полупродукта в дуговой сталеплавильной печи, выпуск полупродукта в сталеразливочный ковш с одновременной присадкой раскислителей, легирующих и части шлакообразующих материалов, доведение металла по химическому составу и температуре, а также окончательное раскисление и модифицирование кальцием на установке печь-ковш, вакуумную обработку с последующей продувкой металла аргоном и разливку металла на машине непрерывного литья заготовок.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечной обработке стали марки 3сп в ковше атомарным азотом. Осуществляют легирование расплава стали с обеспечением процесса самораспространяющегося синтеза нитридных нанофаз легирующих элементов, при этом обработку расплава стали атомарным азотом осуществляют введением карбамида (NH2)2CO при температуре расплава 1650°С с расходом карбамида, составляющим 0,4-1,8 кг/т стали и скоростью подачи его в расплав стали 5,0-8,0 кг в минуту, причем карбамид в расплав вводят в виде наполнителя порошковой проволоки с одновременной подачей алюминиевой катанки из расчета 1,2 кг/т стали.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к легированию металлических расплавов, и предназначено для создания изделий из металла с заранее созданными свойствами.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству углеродсодержащих высококачественных сталей, таких как корпусные, роторные, высокопрочные, броневые, подшипниковые, инструментальные, специальные.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству низкоуглеродистых демпфирующих сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения модифицированной лигатуры неодим-железо для постоянных магнитов неодим-железо-бор.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов, используемых для легирования стали. Сплав содержит, мас.%: ванадий 30,0-35,0; углерод 0,5-1,0; хром 8,0-10,0; ниобий 8,0-12,0; селен 0,5-1,0; железо - остальное.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для внепечной обработки металлургических расплавов с помощью порошковой проволоки. Порошковая проволока состоит из металлической оболочки и наполнителя из механической смеси порошков магния и пассивирующей добавки.

Изобретение относится к области металлургии, а конкретно к внепечной обработке жидкой стали в сталеразливочном ковше. Устройство для внепечной обработки жидкой стали в сталеразливочном ковше содержит верхний и по крайней мере один нижний электрод, токоподвод и трубопровод подвода инертного газа.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечной обработке стали до получения стали с содержанием углерода менее 0,05 мас.%. Способ включает стадии образования шлака на расплавленной стали, доведения вакуума над комбинацией шлака и расплавленной стали до величины менее 5 мм рт.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения путем переплава электродов сплавов переменного состава, используемых для исследований их свойств, а также для изготовления изделий, отдельные части которых находятся в различных эксплуатационных условиях.

Изобретение относится к области металлургии, а конкретнее к области электрометаллургии стали и, в частности, к агрегатам ковш-печь. Агрегат содержит футерованный ковш со сводом, установленные в его днище шиберные блоки с топливно-кислородными горелками для нагрева и расплавления металлошихты, три графитированных электрода с электрододержателями и газоход для отвода из агрегата технологических горючих газов, установленные в своде ковша, и расположенную в верхней части ковша шлаковую летку для слива жидкого шлака из него. Используют полые графитированные электроды для непрерывной подачи через них по ходу плавки металлизованных окатышей и сыпучих материалов. Агрегат снабжен водоохлаждаемой двухъярусной многосопловой кислородной фурмой с датчиком ЭДС и температуры в торце ее корпуса, установленной по центру свода ковша внутри треугольного пространства в объеме агрегата, созданного тремя электродами, причем сопла нижнего яруса для подачи кислорода на продувку металла расположены у торца фурмы, а сопла верхнего яруса размещены выше нижнего яруса сопел на расстоянии 1÷3 м для осуществления дожигания кислородом горючих газов над шлаком, устройством для дожигания горючих газов кислородом под сводом перед газоходом агрегата, выполненным в виде кислородной фурмы с многосопловым наконечником, которая размещена внутри газохода свода и имеет механизм для перемещения ее корпуса вдоль своей оси и с наклоном относительно этой оси в пределах ±30÷45 градусов, и компьютерной системой управления, при этом упомянутые шиберные блоки размещены в пространстве агрегата вне диаметра распада упомянутых электродов. Изобретение позволяет усовершенствовать электросталеплавильный агрегат для осуществления технологических операций по выплавке и обработки стали. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх