СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛОМА Российский патент 2000 года по МПК C22B7/00 C22B9/16 

Изобретение относится к области переработки металлического лома, в частности, к переработке крупногабаритного стального лома преимущественно большой длины.

Известен способ переработки стального лома в электропечах методом переплава. Плавке подвергают шихту, состоящую из стального лома, отходов легированной стали, чугуна и флюсов. Крупный скрап подвергают предварительной резке. Плавку ведут в периодическом режиме без окислительного периода или с непродолжительным окислением продувкой кислородом. Восстановительный период проводят под белым или карбидным шлаком /Воскобойников В.Г., Кудрин В.А, Якушев А.М. Общая металлургия. -М.: Металлургия, I979. -С. 300-342/.

Недостатками способа являются необходимость разделки металлического лома большой длины на мелкие куски, что является дорогостоящей операцией, низкая удельная производительность процесса, высокие удельные эксплуатационные затраты.

Известен способ переработки стального лома в мартеновских печах. Стальной лом перерабатывается совместно с чугуном в присутствии флюсов.

Часть лома большой длины, не проходящего в печь, перед загрузкой разделывается на более мелкие куски. Во время завалки и плавления производится окисление и удаление из металла примесей, загрузка флюсов. После раскисления металл выпускают из печи /Севрюков Н.Н., Кузьмин Б.А., Челищев Е.В. Общая металлургия. - М.: Металлургия, 1976, - С. 534-547/ - прототип.

Недостатками способа являются необходимость разделки части негабаритного стального лома большою длины и значительные затраты на разделку, низкая (~13 т стали/м² пода печи в сутки) удельная производительность процесса.

Задача, решаемая изобретением, - повышение эффективности процесса и снижение удельных эксплуатационных затрат.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого изобретения, является устранение необходимости подготовки лома к переработке и повышение удельной производительности процесса.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе переработки металлического лома, включающем загрузку лома и флюсов, нагрев, плавление материалов и выпуск продуктов плавки, согласно изобретению в плавильной установке создают поток расплава, циркулирующий через плавильную зону и зону нагрева расплава, и лом подают непрерывно с линейной скоростью, обеспечивающей поддержание величины массового отношения лома и расплава, поступающих в плавильную зону, в пределах 0,003-0,30. Расплав нагревают до температуры, превышающей температуру плавления лома не менее чем на 0,4%. Массовое отношение количества расплава, проходящего через плавильную зону за 1 час, к количеству расплава в ванне плавильной зоны поддерживают в пределах 2-200.

Способ может быть осуществлен в плавильной установке известной конструкции, имеющей две камеры (плавильную и нагревательную), с возможностью перетока расплава из нагревательной в плавильную (например, с помощью газлифтного насоса) и из плавильной в нагревательную (самотеком). Металл из плавильной установки выпускается периодически или непрерывно.

В качестве циркулирующего потока расплава может использоваться шлаковый и(или) металлический расплав.

Нагрев расплава может производиться любыми известными методами, например за счет электронагрева или сжигания топлива в газлифтном потоке расплава.

Загрузка лома в плавильную зону производится сверху. При этом длинные куски лома относительно небольшого поперечного сечения могут упираться в подину и опускаться под действием собственного веса по мере проплавления. Лом может продвигаться в плавильную зону по наклонной плоскости толкателем или под действием собственного веса с расчетной скоростью. Возможно также опускание подвешенного сверху лома с расчетной линейной скоростью, формируя при этом загружаемый материал в бесконечную ленту.

Отходящие газы из зоны плавления и зоны нагрева могут отводиться раздельно или совместно.

Создание потока расплава, циркулирующего через плавильную зону и зону нагрева расплава, обеспечивает подвод тепла, необходимого для плавления лома, в плавильную зону и создает необходимые предпосылки для высокопроизводительного процесса плавления.

Подача лома в плавильную зону в поток расплава с линейной скоростью, обеспечивающей поддержание величины массового отношения лома и расплава, поступающих в плавильную зону в единицу времени, в пределах 0,003-0,30 обеспечивает элективное протекание процесса плавления. При величине отношения менее 0,003 процесс плавки будет малопроизводительным, что не отвечает поставленной задаче. При величине отношения более 0,30 из-за дефицита тепла в плавильной зоне может произойти переохлаждение расплава и образование настылей, что недопустимо.

Расплав в зоне нагрева целесообразно перегревать выше температуры плавления лома (в градусах Цельсия) не менее чем на 0,4%. При перегреве менее чем на 0,4% производительность процесса плавки будет низкая.

Массовое отношение количества расплава, проходящего через плавильную зону за 1 час, к количеству расплава в ванне плавильной зоны поддерживают в пределах 2-200. При величине отношения более 200 будет иметь место чрезмерно высокая интенсивность циркуляции расплава, что может привести к существенному снижению продолжительности рабочей кампании плавильной установки. При величине отношения меньше 2 производительность процесса будет низкой и не решает поставленной задачи.

Способ может использоваться для переработки стального лома, а также лома цветных металлов и других материалов.

Примеры осуществления способа представлены в таблице.

Как следует из таблицы, использование способа позволяет перерабатывать эффективно лом любой длины, что обеспечивает снижение затрат на подготовку лома к плавке.

Плавка лома в потоке расплава в условиях интенсивного тепло- и массообмена позволяет вести процесс с высокой производительностью (до 100 и более т стали/м² пода печи в сутки). Это обеспечивает существенное сокращение продолжительности нахождения металла в плавильной установке и соответственно снижение удельного расхода топлива.

Все это по сравнению с прототипом приведет к снижению удельных эксплуатационных затрат и повышению эффективности процесса.

Изобретение относится к переработке металлического лома, в частности крупногабаритного стального лома, преимущественно большой длины. Сущность изобретения: в плавильной установке создают поток расплава, циркулирующий через плавильную зону и зону нагрева расплава, при этом лом подают с линейной скоростью, обеспечивающей поддержание величины массового отношения лома и расплава, поступающих в плавильную зону, в пределах 0,003 - 0,30. Лом подают непрерывно. Расплав нагревают до температуры, превышающей температуру плавления лома не менее чем на 0,4%. Массовое отношение количества расплава, проходящего через плавильную зону за 1 ч, к количеству расплава в ванне плавильной зоны поддерживают в пределах 2 - 200. Изобретение позволяет повысить удельную производительность процесса и исключить необходимость подготовки лома к переработке. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ переработки металлического лома, включающий загрузку лома и флюсов, нагрев, плавление материалов и выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что в плавильной установке создают поток расплава, циркулирующий через плавильную зону и зону нагрева расплава, и лом подают непрерывно с линейной скоростью, обеспечивающей поддержание величины массового отношения лома и расплава, поступающих в плавильную зону, в пределах 0,003 - 0,30. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав нагревают до температуры, превышающей температуру плавления лома не менее чем на 0,4%. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что массовое отношение количества расплава, проходящего через плавильную зону за 1 ч, к количеству расплава в ванне плавильной зоны поддерживают в пределах 2 - 200.