Способ нагрева металлошихты

 

1870448

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАКИЕ

ИЗОВРЕТЕК ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.01,80 (2E) 2876664/22-02 (5I)M. Кд. с присоединением заявки М

С 21 С 5/52

РвуааФстеана6 кемнтвт

ВСВОЕ ае «елам взебретенкй и отермтвй (23)Приоритет

Опубликовано 07.10.81. Бюллетень М 37

Дата опубликования описания 07. 10.81 (53) УДК669.187. . 242 {088. 8 ) металлургический завод

{54) СПОСОБ НАГРЕВА МЕТАЛЛОШИХТЫ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам предварительной обрабс гки металлошихты перед загрузкой ее в плавильные печи или непосредственно в плавильных печах.

Часто необходимо предварительно подогревать металлошихту перед плавкой металла в электропечах или конвертерах. Это позволяет увеличить производительность электропечей и снизить в них расход энергии, а в .конвертерах поднять расход ме-- 0 таллолома.

Известен способ нагрева и плавления скрапа, в котором топливно-кислородная горелка, обеспечивающая получение широкого факела, опускается в ковш до днища, зажигается и затем в ковш заваливается металлолом до его заполнения. По мере ииввления и нагрева лома слой его опус I Ш.

Основным недосгатком укаэанного спо- 0 соба является невозможность подогрева крупных кусков лома, так как при загрузке таких кусков s ковш, в котором уже находится горелка, последняя подвергается ударам и выходит из строя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ нагрева и плавления стали в конвертере $2 ), по которому в конвертер вначале заваливается шихта, затем к поверхности шихты опускается горелка и широким факелом производится ее нагрев и плавление с образованием ванны жидкого металла, покрытого слоем жидкого шлака. После этого увеличивают соотношение кислород-топли

Во, переходят на острый факел с высокой осевой скоростью, которым продувают ванну с пелью ее рафинирования, Наиболее существенным недостатком описанного способа является нагрев садки с поверхности, который становится особенно малоэффективным после появления рас плава металла и шлака. Эго достаточно убедительно подтверждается практикой работы мартеновских печей, в которых после появления на поверхности слоя жидкого шлака коэффициент полезного испол зования тепла падает более чем и 2 раза по сравнению с нагревом той же садки, НО беэ жидкого HIe1GKB lpH этом следует отметить, ITo нагрев с поверхности слоя металлолома значительно мечее эффективен, чем при прососе газов через спой, что, например, и"1еет место в шахтных печах. Другим недостатком описываемого спОсоба является низкая скОрость нагре, 1 ва металла, -..e. снижение производительности процесса, что также является следствием нагрева с поверхности.

Белью настоящего изобретения явлпетсН увеличение скорости нагрева шихты и снижение расходов топлива и Окислителя.

Поставленная цель достигается тем, что в способе чагрева металлошихть1, включающем загрузку емкости металлошихтой, нагрев ее острым и широким факелом, нагрев вначале осуществляют острым факелом при од11овременном погружении горелки внутрь слоя шихты на глубину 50-90%, а затем продолжают нагрев широким факелом при неподвижной, горелкe.

Преимушества предлагаемого способа заключаются в увеличении степени испол1-»» зования тепла и производительности 11ечи, уменьшении расходов топлива и окислителя, так как нагрев IIIHxTII производится в объеме слоя при прохождении через него гсрячих газов. Одновременно достигается более надежная работа горелочного устройства и появляется воэможность нагревать шихту любой крупности.

Осу1цествляется предлагаемый способ следующим образом.

В ковш или другую емкость (например, конвертер или дуговую электропечь) заваливаю 1 все;необходимое количечво твердой металлошихты. Допускается завалка части металлошихты с последующей подвалкой по ходу проц= оса.

Однако подвиии необходимо производить мелкой шихтой для предотвращения поломки горелки. Затем в емкость к поверхности металлошихты подводят гореночное устройство, способное давать при необходимости острое и широкое пламя.

Возможно применение и двух раэ1п1х горе лок, дающих указанную форму пламени, Затем горелку зажигают и настраивают на воспроизводство острого факела. После этого горелку передвигают сверху вниз по мере выплавления или прорезания (если шихта окисляется кислородом) в слое канала, наиболее рационально перемешать горелку по оси емкости, если она круглая или имеет другую симметричную форму.

0448 4

Глубина перемещения горелки не превышает 90% высоты столба шихты в емкости.

Опыт показывает, чтО НеТ необходимос ти увеличивать глубину погружения свьппе указанной величины, так как в этом случае возможно повреждение острым факелом днища емкости, а остаюшийся ниже горелки непрореэанный слой шихты и так успевал достаточно прогреться. Минимальная глубина продвижения горелки должна составлять половину высоты слоя, что, как показывает практика, обеспечивает последующий нагрев шихт. Для свободного передвижения горелки сечение острого факела должно составлять 1,3-2,0 сечения горелки, чтo обеспечивает проллавлечие в шихте достаточного размера канала. Нужно стремиться иметь факел оптимального сечения, так как это ускоряет процесс

2О проплавлекия шихты и передвижения горелки и уменьшает канальный ход продуктов горения при дальнейшем нагреве, Восле того, как гОрелка опущена на заданную глубину, переходят на нагрев шихты широким факелом цри неподвижной горелке. При этом ширина факела любым известным способом догокна быть получена равной 0,95-0,7 диаметра е|,."кости.

В данном случае продукты горения будут фильтроваться через слой шихты снизу

ЗО вверх, нагревая шихту до заданной тем« пературы.

Пример 1. Стальной лом (об резы листов и сортового проката линейным размером дс 300 мм и толщиной

2-14 мм} общим весом 640 кг на ревали в цилиндрической емкости высотой 800 и диаметром SOO мм известным способом.

Для нагрева применяли газокислородную

40 горелку следующих параметров: расходы природного газа 12 м /ч; кислорода

20,4 ьР/ч; давление соответственно 3 и

5 кг на см .

Высота слоя лома в емкости составляла 700 мм. Угол наклона сопел горелки

45 равнялся 75 к оси и она обеспечивала получение широкого факела диаметром

460 мкм. Нагрев садки до среднемассо-, вой температуры 600 .С продолжался

О

56 мин. Температура отходящих газов кОО лебалась от 460 С в начале нагрева и до 1650г С в конце.

П рим ер 2. Те же 640 кгупомянутой шихты нагревались в той же емкости предлагаемым способом, Для этого первоначально в слое шихты по eiо ocR горелкой с узким факелом (мощность горел= ки такая же, как в примере 1) прорезали вертикальный канал диаметром около

870448

78 мм (при диаметре горелки 63 мм) и глубиной 550 мм (при высоте слоя шихты 700 мм), опуская горелку по ходу процесса, на эту операцию затратили

4 мин. Затем указанную горелку вынули из емкости и опустили в колодец до его дна горелку с широким факелом (такую же, как в примере 1) и продолжали нагрев широким факелом до лжеучения среднемассовой температуры 600 С, на что затра- щ тнли 34 мин. Температура отходящих газов изменялась от 120 С в начале до

970 C в конце. Сравнительные показатели примеров

1 и 2 представлены ниже.

Способ нагрева металлипихты, включаюший загрузку емкости металлашихтой и нагрев ее острым и широким факелом. отлич аюшийся тем, что, 1s с целью увеличения скорости нагрева и снижения расхода топлива и окислителя, нагрев вначале осуШествляют острым факелом при одновременном . погружении горелки внутрь слоя шихты на глубину50

90%, а затем продолжают нагрев широким факелом при неподвижной горелке.

0,64

0,64

600

600

25

17,5

1 1.,9

61,5

20,5

30;О

Вес шихты, т

Средняя температура нагрева, С о

Время нагрева, мин

Удельный расход газа, м /т

Тепловой КГЩ,%

Удельный расхход кислорода, м /т

Иэ приведенных данных видно, что пред« лагаемый способ нагрева шихты гоэволяет по сравнению с известным сократить удельные расходы газа и кислорода на

32% и в такой же степени увеличить производительность.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лангхаммер Г. Ю. и Гек Г. Г. Разработка процессов непрерывного плавления скрапа, Черные металлы, 1972, % 11, с. 20-21.

2. Патент США Ив 3725040, кл. С 21 С 7/00, опублик. 1973.

Составитель Л. Баркевич

Редактор h. Аристова Техред А.Бабинец Корректор М. Демчик

Заказ 8678/53 . Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4