СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 1995 года по МПК C21C5/04 

Изобретение относится к металлургии, а конкретнее, к сталеплавильному производству.

Известен сталеплавильный комплекс, содержащий дуговую сталеплавильную печь и установку для предварительного подогрева лома, соединенную с печью патрубком для отвода газов.

Недостатком этого технического решения является то, что после подогрева корзины с ломом на установке ее необходимо транспортировать по цеху для загрузки в электропечь, в результате чего снижается температура нагретого лома, ухудшается экологическая обстановка в цехе как в результате тепловых воздействий, так и в результате повышения запыленности атмосферы цеха.

Известен сталеплавильный агрегат, содержащий плавильно-рафинировочный реактор и расположенный над ним подогреватель лома.

Такой агрегат позволяет загружать подогретый лом непосредственно в плавильно-рафинировочный реактор, однако недостатками его являются большая высота всего комплекса, делающая невозможный установку его в реконструируемых мартеновских цехах без существенных капитальных затрат на реконструкцию, сложность самой установки, низкий КПД использования тепла отходящих газов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является мартеновская печь сталеплавильный агрегат, содержащий два продольных, передний и задний, два поперечных откоса и подину, образующие ванну, сталевыпускное отверстие, выполненное в заднем продольном откосе на уровне подины, переднюю стенку с выполненными в ней рабочими окнами, заднюю и торцовую стенки, а также свод, образующие рабочее пространство, вертикальные каналы, перевалы, отделяющие ванну от вертикальных каналов, горелки и фурмы.

В этом агрегате нагрев лома осуществляется непосредственно в самой ванне, в результате чего такой показатель процесса как производительность является низким, а удельные расходы чугуна, топлива и огнеупоров высокими.

В основу изобретения положена задача создания высокопроизводительного и экономичного сталеплавильного агрегата на базе мартеновской печи.

Сущность изобретения заключается в том, что сталеплавильный агрегат, содержащий два продольных, передний и задний, два поперечных откоса и подину, образующие ванну, сталевыпускное отверстие, выполненное в заднем продольном откосе на уровне подины, переднюю стенку с выполненными в ней рабочими окнами, заднюю и торцовую стенки, а также свод, образующие рабочее пространство, вертикальные каналы, перевалы, отделяющие ванну от вертикальных каналов, горелки и фурмы, согласно изобретению дополнительно оборудован нагревательной камерой, примыкающей снаружи к агрегату со стороны, противоположной торцовой стенке, и снабженной как минимум одной вакуум-камерой, эксгаустером, загрузочным окном с заслонкой и толкателем, причем стены и свод нагревательной камеры выполнены из огнеупорных материалов, а под образован стальными балками, расположенными на уровне перевалов и перекрывающими ближайший вертикальный канал.

Кроме того, под нагревательной камеры выполнен с наклоном в сторону ванны под углом 0-15^о.

Кроме этого, в заднем продольном откосе выполнено второе сталевыпускное отверстие, расположенное выше первого.

Кроме того, в подине со стороны нагревательной камеры выполнено углубление, оборудованное дополнительным сталевыпускным отверстием.

Ширина и высота нагревательной камеры определяются габаритами перерабатываемого лома, а длина емкостью ванны.

Указанная совокупность существенных признаков, приводящая к решению поставленной задачи, в других технических решениях не найдена, следовательно, предлагаемое техническое решение отвечает критерию "Изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлен предлагаемый агрегат в разрезе (вид спереди); на фиг.2 то же, в разрезе (вид сверху).

Предлагаемый агрегат содержит передний продольный откос 1, задний продольный откос 2, поперечные откосы 3, подину 4, ванну 5, сталевыпускное отверстие 6, переднюю стенку 7, рабочие окна 8, заднюю стенку 9, торцовую стенку 10, свод 11, вертикальные каналы 12, перевалы 13, горелки 14, фурмы 15, нагревательную камеру 16, вакуум-камеру 17, эксгаустер 18, загрузочное окно 19, заслонку 20, толкатель 21, стены 22 нагревательной камеры, свод 23 нагревательной камеры, под 24 нагревательной камеры, верхнее сталевыпускное отверстие 25, углубление 26, нижнее сталевыпускное отверстие 27.

Предлагаемый агрегат работает следующим образом. После разогрева ванны и рабочего пространства агрегата путем сжигания топлива, подаваемого горелками 14, перед толкателем устанавливают пакеты металлолома и последовательно загружают их в нагревательную камеру 16 через загрузочное окно 19 при открытой заслонке 20. После загрузки камеры заслонку 20 опускают, включают эксгаустер 18. В результате в вакуум-камере 17 создается разрежение, благодаря чему горячие газы, образующиеся в рабочем пространстве агрегата, поступают в нагревательную камеру и просасываются через пакеты и под 24, образованный рельсами. Одновременно с этими операциями со стороны передней стенки 7 через рабочие окна 8 осуществляют загрузку в ванну 5 негабаритного лома и шлакообразующих материалов, после их разогрева в ванну заливают жидкий чугун. После заливки чугуна его продувают кислородом, подаваемым через фурмы 15. После получения в расплаве заданного содержания углерода и заданной температуры, что определяется маркой выплавляемой стали и условиями разливки, поднимают заслонку 20 загрузочного окна 19 и с помощью толкателя сталкивают нагретый лом в ванну 5, а нагревательную камеру снова заполняют пакетами. После расплавления пакетов, загруженных в ванну, цикл повторяют до тех пор, пока уровень расплава в ванне не поднимается до уровня порогов рабочих окон 8. После этого разделывают сталевыпускное отверстие 6 и выпускают расплав в ковш, при этом происходит полное опорожнение агрегата, необходимое для заправки подины и откосов, а также для ремонта агрегата.

Верхнее сталевыпускное отверстие 25 выполнено для того, чтобы при выпуске через него часть расплава осталась в ванне. Это позволяет быстрее начать процесс выплавки стали, исключив из него операции завалки и прогрева негабаритного лома и шлакообразующих, заливки чугуна, обезуглероживания и нагрева расплава.

Наклон пода нагревательной камеры в сторону ванны позволяет уменьшить усилия, необходимые для перемещения пакетов через нагревательную камеру. При угле наклона пода больше 15^о возникают опасность самопроизвольного соскальзывания пакетов в ванну.

Наличие в ванне углубления 26 позволяет загружать последующие порции лома, не дожидаясь полного расплавления крупногабаритных кусков лома, запрессованных в пакеты. В этом случае для полного опорожнения агрегата разделывают сталевыпускное отверстие 27.

При переработке пакетов, габариты которых составляют 2000х1500х850 мм, ширина камеры подогрева составляет 2500 мм, высота 950 мм; при переработке пакета 1500х1000х500 мм ширина камеры составляет 2000, а высота 600 мм. При емкости ванны 900 т длина камеры составляет 15 м, при емкости ванны 300 т 10 м.

Наличие камеры подогрева, соединенной непосредственно с рабочим пространством агрегата на уровне перевалов, позволяет производить загрузку нагретого лома в металлический расплав, чем обеспечивается самый эффективный с точки зрения производительности агрегата способ плавления лома плавление в жидкой ванне. Расположение нагревательной камеры на уровне перевалов позволяет исключить использование кранового оборудования для загрузки камеры пакетами, что позволяет существенно снизить затраты на реконструкцию мартеновских цехов. Наличие вакуум-камеры, расположенной под подом нагревательной камеры, позволяет осуществлять нагрев пакетов в оптимальном теплотехническом режиме, обеспечивающем наиболее полную утилизацию физического тепла отходящих газов, снизить расход топлива на выплавку стали. Наконец наличие верхнего сталевыпускного отверстия позволяет постепенно сохранять в ванне определенное количество жидкого металла, чем обеспечивается как высокая скорость плавления лома, так и снижение расхода чугуна на выплавку стали, вплоть до его полного исключения из процесса. Углубление в ванне позволяет перерабатывать крупногабаритные куски лома без снижения производительности агрегата.

Предлагаемый агрегат целесообразно использовать при реконструкции мартеновских цехов, т.к. он хорошо вписывается в схему снабжения мартеновских печей шихтовыми материалами, что обеспечивает низкие капитальные вложения в реконструкцию и существенно повышает основные технико-экономические показатели сталеплавильного производства.

Использование: в черной металлургии, в сталеплавильном производстве. Сущность изобретения: нагревательная камера расположена снаружи агрегата со стороны торцевой стенки одного из вертикальных каналов и снабжена по меньшей мере одной вакуум-камерой и загрузочным окном, причем под камеры образован стальными балками, расположенными на уровне перевалов и перекрывающими вертикальный канал. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ, содержащий откосы и подину, образующие ванну, сталевыпускное отверстие, стенки, в одной из которых выполнены рабочие окна, свод с горелками и фурмами, вертикальные каналы, отделенные от ванны перевалами по меньшей мере одной нагревательной камерой, толкатель, отличающийся тем, что нагревательная камера расположена снаружи агрегата со стороны торцевой стенки одного из вертикальных каналов и снабжена по меньшей мере одной вакуум-камерой и загрузочным окном, причем под камеры образован стальными балками, расположенными на уровне перевалов и перекрывающими вертикальный канал. 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что под нагревательной камеры выполнен с наклоном в сторону ванны под углом 0-15^o. 3. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно оборудован вторым сталеплавильным отверстием, расположенным выше первого. 4. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что в подине со стороны нагревательной камеры выполнено углубление, оборудованное дополнительным сталевыпускным отверстием.