КОНВЕРТЕР Российский патент 2020 года по МПК C21C5/46 

Изобретение относится к конвертеру для выплавки стали.

При выплавке стали в электрической дуговой печи, называемой сокращенно EAF, при которой главным образом применяются твердые материалы, известным является применение во время плавления металлолома дополнительной горелки для природного газа. Это способствует существенному снижению расхода электроэнергии.

Вот уже некоторое время при этом находят применение так называемые SIS-блоки (SIS = инжекционные системы Симаг).

При этом речь идет о так называемых комбинациях инжекторных горелок для горения, подачи кислорода и при необходимости вдувания углерода через боковые стенки EAF.

Инжекторы эксплуатируются в двух режимах, а именно, в режиме горелки и режиме инжектора.

В режиме горелки пламя большой мощности поддерживает плавление металлолома в относительно холодных областях печи, то есть главным образом за пределами центра печи. Во время плавления, а именно, в так называемой фазе плоской ванны горелки переключаются на режим инжектора.

При этом в печь вдувается концентрированая кислородная струя с ультразвуковой скоростью, вследствие чего устанавливается оптимальное взаимодействие между кислородом и расплавом, которое является важным для быстрого обезуглероживания стали.

Иным способом получают сталь в конвертере при режиме работы BOF - (Basic Oxygen Furnace, основная сталеплавильная печь с подачей кислорода в ванну) или при режиме работы AOD (Argon Oxygen Decarburisation, аргонокислородное обезуглероживание)

В настоящее время в конверторах для подачи кислорода в ванну применяются кислородные копья. Они находятся выше конвертера и затем сверху вводятся в грушевидное внутреннее пространство.

При применении кислородных копий над конвертером должна предусматриваться громадная конструктивная высота, Это требует высокого объема инвестиций при вновь строящихся сталеплавильных цехов.

В основе изобретения лежит задача, в частности, снижения инвестиционных расходов для конвертерных цехов.

Согласно изобретению эта задача решается с конвертером для выплавки стали методом продувки из главным образом жидкого компонента шихты, в частности, чугуна, который отличается тем, что

- для передела чугуна вместо вводимого через верхнее отверстие конвертора кислородного копья и расположенных в донной части конвертора донных сопел предусмотрено несколько распределенных в его боковой стенке по внутреннему ободу конвертора, ориентированных на уровень расплава, инжекторов,

- инжекторы образованы в виде ультразвуковых сопел, которые окружены образующей огибающую газовую струю кольцевой форсункой,

- инжекторы направлены к поверхности расплава под углом максимально 43°,

- через ультразвуковое сопло может подаваться кислород и через кольцевую форсунку смесь сжатого воздуха и природного газа,

- размер импульса струи для подведенной через ультразвуковое сопло кислородной струи выбран таким образом, что обеспечено проникновение кислородной струи в ванну расплавленного металла.

Преимущественно инжекторы могут переключаться на режим горения с длинным пламенем и на инжекторный режим с концентрированной кислородной струей и высоким импульсом.

Вытекающие из этого исполнения конвертера и режима работы преимущества следует усматривать в том, что конвертер может быть установлен во всех сталеплавильных цехах со сравнительно небольшой конструктивной высотой.

Таким образом, имеется также возможность переоборудования сталеплавильные цеха с EAF в цеха с BOF.

Объем инвестиций на копья точно также очень высок по сравнению инжекцией с боковой стенки с помощью SIS-инжекторов.

Эти преимущества имеют особое значение для стран производителей, у которых, по меньшей мере, периодически отсутствуют железосодержащие окатыши и брикетированное железо и поэтому в увеличенном масштабе должен применяться компонент шихты - чугун из доменных печей. Цеха с EAF незначительны. Именно для этого случая применения при отмене дутьевого копья представляет интерес также применение SIS-конвертеров, так как при применении большого количества чугуна именно конвертер является лучшим агрегатом.

В принципе предложенное в соответствии с изобретением устройство может дополнительно применятся к применению кислородного копья и донных сопел, чтобы дополнительно использовать его преимущества.

Изобретение ниже должно поясняться со ссылкой на чертежи.

На чертежах схематично представлены конвертер в виде сбоку (фиг. 1) и в поперечном сечении (фиг. 2).

Известным способом грушевидная емкость 1 конвертера с фиксацией на несущем кольце 2 установлена на опорах сбоку, причем в боковую опору интегрирован привод 3 опрокидывания. Обычно через верхнее отверстие 4 конвертера вводится, здесь не показанное, кислородное копье, через которое подается необходимый для переплава расплава чугуна кислород.

Согласно изобретению теперь этот вид подачи кислорода заменяется с помощью встроенных в боковую стенку емкости конвертера, распределенных по ободу инжекторов 5, через которые необходимый кислород может направляться внутрь конвертера - поверх уровня расплава.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для выплавки стали в конвертере. Устройства для продувки кислородом жидкого компонента шихты, в частности чугуна, выполнены в виде распределенных в боковой стенке по внутреннему ободу конвертера инжекторов, расположенных на уровне расплава и выполненных в виде ультразвукового сопла Лаваля, окруженного кольцевой форсункой, образующей огибающую газовую струю, и направленных к поверхности расплава под углом не более 43°, при этом ультразвуковое сопло выполнено с возможностью подачи через него кислорода, ультразвуковая скорость которого больше (1,5х) скорости звука, а кольцевая форсунка выполнена с возможностью подачи через нее смеси сжатого воздуха и природного газа, при этом импульс подводимой через ультразвуковое сопло кислородной струи обеспечивает возможность проникновения кислородной струи в ванну расплавленного металла. Изобретение позволяет через встроенные в боковую стенку конвертера инжекторы подавать кислород поверх уровня расплава. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Конвертер для выплавки стали, содержащий устройства для продувки кислородом жидкого компонента шихты, в частности чугуна, отличающийся тем, что упомянутые устройства для продувки выполнены в виде распределенных в боковой стенке по внутреннему ободу конвертера инжекторов, расположенных на уровне расплава и выполненных в виде ультразвукового сопла Лаваля, окруженного кольцевой форсункой, образующей огибающую газовую струю, и направленных к поверхности расплава под углом не более 43°, при этом ультразвуковое сопло выполнено с возможностью подачи через него кислорода, ультразвуковая скорость которого больше (1,5х) скорости звука, а кольцевая форсунка выполнена с возможностью подачи через нее смеси сжатого воздуха и природного газа, при этом импульс подводимой через ультразвуковое сопло кислородной струи обеспечивает возможность проникновения кислородной струи в ванну расплавленного металла.

2. Конвертор по п. 1, отличающийся тем, что инжекторы выполнены с возможностью их переключения на режим горения с длинным пламенем, а также на инжекторный режим с концентрированной кислородной струей и высоким ударным импульсом.

3. Конвертер по п. 1 или 2, отличающийся тем, что высота установки инжекторов составляет максимально 2 м над поверхностью расплава.

4. Конвертер по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что он также содержит вводимое через верхнее отверстие конвертора кислородное копье и расположенные в донной части конвертора донные сопла.