ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СИСТЕМА ДОМЕННАЯ ПЕЧЬ - КОНВЕРТЕР НА БАЗЕ РЕЛЬСОВОЙ ПЛАТФОРМЫ С РЕЗЕРВУАРОМ ДЛЯ ЖИДКОГО ЧУГУНА И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ Российский патент 2024 года по МПК C21B5/00 C21C5/28 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к технике металлургического оборудования, а именно к производственным системам доменна печи - конвертера на базе рельсовой платформы с резервуаром для жидкого чугуна и способу их работы

Уровень техники

Технология доменной печи - конвертера представляет собой обычный технологический процесс выплавки железной руды в сталь; в условиях растущего дефицита энергоносителей важность эффективного использования энергии и снижения загрязнения окружающей среды становится все более очевидной; если технология доменной печи - конвертера позволит использовать больше стального лома, то это, с одной стороны, значительно повысит коэффициент использования стального лома, а с другой стороны, это позволит сэкономить много энергии и снизить выбросы вредных веществ, что, несомненно, будет способствовать энергосбережению и сокращению выбросов в черной металлургии. В настоящее время меры по увеличению доли стального лома на сталеплавильных заводах включают: увеличение количества лома в доменной печи, добавление стального лома при выпуске чугуна (зал выпуска доменной печи), добавление лома в резервуар для жидкого чугуна и его предварительный нагрев, добавление лома в желоб для лома и предварительный нагрев, добавление лома после выдержки в печи и предварительный нагрев, при этом добавление стального лома в резервуар для жидкого чугуна является простым и эффективным методом добавления с низкими инвестициями и высокой эффективностью, и в то же время тепло высокотемпературного жидкого чугуна можно полностью использовать для плавки стального лома. Такой процесс по добавлению стального лома в резервуар для жидкого чугуна обычно выполняется на месте после завершения смешивания чугуна в сталеплавильном цехе, следовательно, это может мешать работе оборудования, такого как краны в сталеплавильном цехе, и могут быть случаи, когда это влияет на работу конвертера.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к производственным системам доменной печи - конвертера на базе рельсовой платформы с резервуаром для жидкого чугуна и способу их работы, которые, по меньшей мере, могут решить некоторые из недостатков предшествующего уровня техники.

Настоящее изобретение относится к производственным системам доменной печи - конвертера на базе рельсовой платформы с резервуаром для жидкого чугуна и способу их работы, включающее в себя чугунолитейный цех, сталеплавильный цех, колею для транспортировки жидкого чугуна и рельсовую платформу, которая ходит по колее для транспортировки жидкого чугуна, также включающее помещение для складирования и дозирования стального лома, колея для транспортировки жидкого чугуна последовательно соединена с чугунолитейным цехом, сталеплавильным цехом и помещением для складирования и дозирования стального лома, а помещение для складирования и дозирования стального лома оборудовано перегрузочным узлом для добавления стального лома в резервуар для жидкого чугуна.

Один из вариантов осуществления: колея для транспортировки жидкого чугуна также имеет узел предварительного нагрева стального лома, а на узле предварительного нагрева стального лома расположена обжиговая печь предварительного нагрева.

Один из вариантов осуществления: узел предварительного нагрева стального лома расположен между чугунолитейным и сталеплавильным цехами.

Один из вариантов осуществления: обжиговая печь предварительного нагрева содержит обжиговую камеру и механизм сжигания и обжига, расположенный в обжиговой камере, а колея для транспортировки жидкого чугуна проходит через обжиговую камеру.

Один из вариантов осуществления: механизм сжигания и обжига содержит крышку ковша для обжига, предназначенную для закрытия отверстия резервуара для жидкого чугуна, приводной механизм крышки, используемый для приведения крышки для обжига ближе или дальше от отверстия резервуара для жидкого чугуна, а на крышке ковша для обжига предусмотрена горелка.

Один из вариантов осуществления: приводной механизм крышки содержит подъемник и трансмиссионную конструкцию для подъема и опускания крышки ковша для обжига, а подъемник расположен в верхней части обжиговой камеры.

Один из вариантов осуществления: имеются две группы помещений для складирования и дозирования стального лома, причем две группы помещений для складирования и дозирования стального лома распределены по двум сторонам колеи для транспортировки жидкого чугуна.

Один из вариантов осуществления: перегрузочный узел для добавления стального лома содержит кран с магнитным диском для стального лома, а маршрут перемещения крана с магнитным диском для стального лома, как минимум, охватывает помещение для складирования и дозирования стального лома и узел добавления стального лома на колее для транспортировки жидкого чугуна.

Настоящее изобретение также относится к способу работы вышеуказанной производственной системы доменной печи - конвертера на базе рельсовой платформы с резервуаром для жидкого чугуна, который включает следующие этапы:

Этап 1: после получения жидкого чугуна из чугунолитейного цеха рельсовая платформа направляет его в сталеплавильный цех, а резервуар с жидким чугуном с помощью грузоподъемного механизма в сталеплавильном цехе перемещается краном в конвертер для смешивания чугуна;

Этап 2: после того, как смешивание чугуна завершено, пустой резервуар для жидкого чугуна возвращается на рельсовую платформу.

Этап 3: рельсовая платформа продолжает движение по колее для транспортировки жидкого чугуна к узлу добавления стального лома, а стальной лом добавляется в пустой резервуар для жидкого чугуна в помещении для складирования и дозирования стального лома через узел добавления стального лома;

Этап 4: рельсовая платформа едет в чугунолитейный цех и ждет следующего выпуска чугуна.

Один из вариантов осуществления: на этапе 4 стальной лом в резервуаре для жидкого чугуна сначала предварительно нагревают, а затем рельсовая платформа направляется в чугунолитейный цех.

Настоящее изобретение имеет, по меньшей мере, следующие полезные эффекты:

В производственной системе доменной печи - конвертера, предусмотренной настоящим изобретением, помещение для складирования и дозирования стального лома оборудовано отдельно, и стальной лом добавляется в пустой резервуар для жидкого чугуна через ломоперегрузочный узел, так что работа ломоперегрузочного узла не мешает работе крановой тележки и другого оборудования в сталеплавильном цехе, что повышает скорость и эффективность добавления лома, не влияя на действующие конвертерные производственные операции. Основываясь на ходовых характеристиках рельсовой платформы, которая может двигаться в обоих направлениях без необходимости тяги головной части, помещение для складирования и дозирования стального лома расположено за сталеплавильным цехом, что требует меньше места и имеет компактную планировку, не затрагивая существующую компоновку площадки сталеплавильного цеха.

Описание прилагаемых изображений

Чтобы более четко проиллюстрировать варианты осуществления настоящего изобретения или технические решения предшествующего уровня техники, ниже кратко приведены прилагаемые изображения, которые необходимо использовать при описании вариантов осуществления или предшествующего уровня техники; очевидно, что приведенные ниже изображения являются лишь некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, и для специалистов в данной области техники другие чертежи также могут быть получены из этих чертежей без каких-либо творческих усилий.

На изображении 1 представлено схематическое изображение горизонтальной планировки производственной системы доменной печи - конвертера на базе рельсовой платформы с резервуаром для жидкого чугуна, предусмотренной вариантом осуществления настоящего изобретения;

На изображении 2 представлена конструктивная схема обжиговой печи предварительного нагрева, предусмотренной вариантом осуществления настоящего изобретения.

Конкретные методы осуществления

Технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения четко и полностью описаны ниже; очевидно, что описанные варианты осуществления являются лишь некоторыми, но не всеми вариантами осуществления настоящего изобретения. Основываясь на вариантах осуществления настоящего изобретения, все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники без творческих усилий, входят в сферу охраны настоящего изобретения.

Как показано на изобр. 1, вариант осуществления настоящего изобретения предлагает производственную систему доменной печи - конвертера на базе рельсовой платформы с резервуаром для жидкого чугуна, содержащую чугунолитейный цех 1, сталеплавильный цех 5, колею для транспортировки жидкого чугуна 2 и рельсовую платформу 3, которая ходит по колее для транспортировки жидкого чугуна 2, также включающую в себя помещение для складирования и дозирования стального лома 6, колея для транспортировки жидкого чугуна 2 последовательно соединена с чугунолитейным цехом 1, сталеплавильным цехом 5 и помещением для складирования и дозирования стального лома 6, а помещение для складирования и дозирования стального лома 6 оборудовано ломоперегрузочным узлом 7 в резервуар для жидкого чугуна 4.

На рельсовой платформе 3 размещается один или несколько резервуаров с жидким чугуном 4, резервуар с жидким чугуном 4 принимает жидкий чугун в чугунолитейном цехе 1 с помощью рельсовой платформы 3 и далее перемещается в сталеплавильный цех 5 с рельсовой платформой 3 для следующего этапа плавки. Вышеупомянутый чугунолитейный цех 1, как правило, является доменным чугунолитейным цехом 1, а вышеупомянутый сталеплавильный цех 5, как правило, является конвертерным сталеплавильным цехом 5, однако не ограничивается такими видами технологического процесса, которые не перечислены в данном варианте осуществления. Вышеупомянутая рельсовая платформа 3 используется в качестве оборудования для транспортировки жидкого чугуна, которое оснащено силовой установкой и может осуществлять самоходное движение в обоих направлениях на колее для транспортировки жидкого чугуна 2; в этом варианте осуществления двигатель приводит в движение колеса передачей крутящего момента через кардан редуктора, предпочтительно использовать частотно-управляемый тип привода; кроме того, предпочтительно, чтобы рельсовая платформа 3 имела двухприводную конфигурацию; таким образом, когда одна группа приводных устройств выходит из строя, другая группа приводных устройств все еще может двигаться на низкой скорости, чтобы завершить один рабочий цикл, и обеспечить безопасность и надежность; кроме того, предпочтительно, чтобы способ электропитания рельсовой платформы 3 представлял собой кабельный барабан моментного типа, установленный на рельсовой платформе.

Как показано на изобр. 1, колея для транспортировки жидкого чугуна 2 может быть выполнена в виде нескольких путей для удовлетворения потребностей непрерывного производства и координации темпов производства между чугунолитейным цехом 1 и сталелитейным цехом 5.

Вышеупомянутое помещение для складирования и дозирования стального лома 6 используется для складирования стального лома, предпочтительно, если оно будет расположено рядом со сталеплавильным цехом 5 для удобства использования канала транспортировки стального лома и оборудования для обработки стального лома совместно со сталеплавильным цехом 5; кроме того, предпочтительно, чтобы имелись две группы помещений для складирования и дозирования стального лома 6, причем две группы помещений для складирования и дозирования стального лома 6 распределены по двум сторонам колеи для транспортировки жидкого чугуна 2, такое решение особенно подходит для ситуации, когда имеется несколько путей для транспортировки жидкого чугуна, которые могут добавлять стальной лом в резервуары для жидкого чугуна 4 на разных рельсовых платформах 3; в альтернативном варианте осуществления вышеупомянутые две группы помещений для складирования и дозирования стального лома 6 могут хранить разные типы стального лома, например, одно из помещений для складирования и дозирования стального лома 6 используется для складирования относительно гибкого стального лома (например, легких и тонких материалов), а другое помещение для складирования и дозирования стального лома 6 используется для хранения крупногабаритного стального лома; при добавлении стального лома в резервуар для жидкого чугуна 4 можно сначала добавить гибкий стальной лом, а затем добавить крупногабаритный стальной лом, что может эффективно смягчить воздействие блоков стального лома на дно резервуара для жидкого чугуна 4. Вышеупомянутый ломоперегрузочный узел 7 может использовать кран с магнитным диском для стального лома, а маршрут перемещения крана с магнитным диском для стального лома, как минимум, охватывает помещение для складирования и дозирования стального лома 6 и узел добавления стального лома на колее для транспортировки жидкого чугуна 2; в вышеописанной структуре с двумя группами помещений для складирования и дозирования стального лома 6 предпочтительно, чтобы каждая группа помещений для складирования и дозирования стального лома 6 была индивидуально оборудована краном с магнитным диском для стального лома, это облегчает независимое управление двумя группами помещений для складирования и дозирования стального лома 6.

В производственной системе доменной печи - конвертера, предусмотренной этим вариантом осуществления, помещение для складирования и дозирования стального лома 6 оборудовано отдельно, и стальной лом добавляется в пустой резервуар для жидкого чугуна 4 через ломоперегрузочный узел 7, так что работа ломоперегрузочного узла 7 не мешает работе крановой тележки и другого оборудования в сталеплавильном цехе 5, что повышает скорость и эффективность добавления лома, не влияя на действующие конвертерные производственные операции. Основываясь на ходовых характеристиках рельсовой платформы 3, которая может двигаться в обоих направлениях без необходимости тяги головной части, помещение для складирования и дозирования стального лома 6 расположено за сталеплавильным цехом 5, что требует меньше места и имеет компактную планировку, не затрагивая существующую компоновку площадки сталеплавильного цеха 5; кроме того, помещение для складирования и дозирования стального лома 6 может быть расположено рядом со сталеплавильным цехом 5, когда добавляется лом, остаточная температура в резервуаре с жидким чугуном 4 все еще высока, и остаточное тепло резервуара с жидким чугуном 4 может быть полностью использовано для предварительного нагрева стального лома, тем самым экономя потребление энергии.

Дальнейшая оптимизация вышеуказанной производственной системы доменной печи - конвертера приведена на изобр. 1, где колея для транспортировки жидкого чугуна 2 также имеет узел предварительного нагрева стального лома, а на узле предварительного нагрева стального лома расположена обжиговая печь предварительного нагрева. Стальной лом нагревается в обжиговой печи предварительного нагрева перед получением чугуна, и количество добавляемого стального лома может быть увеличено за счет дополнительного источника тепла; если обжиговая печь предварительного нагрева размещена на линии колеи для транспортировки жидкого чугуна 2, то не требуется дополнительный подъемник, технологический процесс является рациональным, а капиталовложения в оборудование небольшими. Кроме того, предпочтительно, чтобы, как показано на изобр. 1, узел предварительного нагрева стального лома был расположен между чугунолитейным 1 и сталеплавильным цехами 5, данный узел предварительного нагрева стального лома может располагаться еще ближе к чугунолитейному цеху 1, чтобы избежать чрезмерного падения температуры стального лома, когда рельсовая платформа 3 подъезжает к чугунолитейному цеху 1.

В одном из вариантов осуществления, как показано на изобр. 2, вышеупомянутая обжиговая печь предварительного нагрева содержит обжиговую камеру 81 и механизм сжигания и обжига, расположенный в обжиговой камере 81, а колея для транспортировки жидкого чугуна 2 проходит через обжиговую камеру 81. Обжиговая камера 81 может представлять собой стальную конструкцию, такую как стальной каркас арочного типа, которая удобна для проезда рельсовой платформы 3 и резервуара для жидкого чугуна 4. Предпочтительно, если вышеупомянутый механизм сжигания и обжига содержит крышку ковша для обжига 82, предназначенную для закрытия отверстия резервуара для жидкого чугуна, и приводной механизм крышки, используемый для приведения крышки для обжига 82 ближе или дальше от отверстия резервуара для жидкого чугуна, а на крышке ковша для обжига 82 предусмотрена горелка; горелка может быть соплом, расположенным в нижней части крышки ковша для обжига 82, и нагревать стальной лом в резервуаре для жидкого чугуна 4 путем создания высокотемпературного пламени в резервуаре для жидкого чугуна 4. При этом вышеупомянутый приводной механизм крышки может поднимать и опускать крышку ковша для обжига 82, так чтобы крышка ковша для обжига 82 закрывала отверстие резервуара для жидкого чугуна или оставляла отверстие резервуара для жидкого чугуна; например, механизм привода крышки включает в себя подъемник 83 и передаточный механизм 84 для подъема и опускания крышки ковша для обжига 82, а подъемник 83 расположен в верхней части обжиговой камеры 81; конечно, это не ограничивается вышеупомянутым подъемным типом привода, а также не ограничивается вышеупомянутым способом движения крышки, например, крышка ковша для обжига 82 может быть приведена во вращение и т.д., что здесь не будет подробно описано.

Вариант осуществления настоящего изобретения также относится к способу работы вышеуказанной производственной системы доменной печи - конвертера, который включает следующие этапы:

Этап 1: после получения жидкого чугуна из чугунолитейного цеха 1 рельсовая платформа 3 направляет его в сталеплавильный цех 5, а резервуар с жидким чугуном 4 с помощью грузоподъемного механизма в сталеплавильном цехе 5 перемещается краном в конвертер для смешивания чугуна; как правило, операция смешивания чугуна может выполняться с помощью портального подъемника для подачи сырья;

Этап 2: после того, как смешивание чугуна завершено, пустой резервуар для жидкого чугуна 4 возвращается на рельсовую платформу 3.

Этап 3: рельсовая платформа 3 продолжает движение по колее для транспортировки жидкого чугуна 2 к узлу добавления стального лома, а стальной лом добавляется в пустой резервуар для жидкого чугуна 4 в помещении для складирования и дозирования стального лома 6 через ломоперегрузочный узел 7;

Этап 4: рельсовая платформа 3 едет в чугунолитейный цех 1 и ждет следующего выпуска чугуна.

В вышеуказанной конструкции, снабженной узлом предварительного нагрева стального лома, предпочтительно, чтобы на этапе 4 стальной лом в резервуаре для жидкого чугуна 4 был сначала предварительно нагрет, а затем рельсовая платформа 3 направлялась в чугунолитейный цех 1.

Если взять в качестве примера систему, в которой чугунолитейный цех 1 имеет две доменные печи объемом 1860 куб. м, а сталеплавильный цех 5 имеет два конвертера по 150 т, литейные площадки двух доменных печей расположены по центру, и каждая доменная печь имеет две летки, причем под качающимся желобом каждой летки имеется две колеи для транспортировки жидкого чугуна 2; две доменные печи связаны с конверторным сталеплавильным цехом 5 и помещением для складирования и дозирования стального лома 6 с помощью 8 колей транспортировки жидкого чугуна 2. Количество стального лома, добавляемого в каждый резервуар для жидкого чугуна 4, составляет примерно 8-15 тонн. Если предположить, что одна доменная печь выпускает 40 резервуаров чугуна в день, среднее количество стального лома, добавляемого каждый раз, составляет 12 т, таким образом одна доменная печь может добавлять 480 т лома в день; две доменные печи могут добавлять 336000 т лома в год. Исходя из того, что общий выпуск жидкой стали остается неизменным, это эквивалентно сокращению производства жидкого чугуна в доменной печи на 336000 т, а если считать, что на тонну чугуна производится 1,18 т углекислого газа, то это может сократить выбросы углекислого газа не менее чем на 396500 тонн в год.

Вышеприведенные описания являются только предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения и не предназначены для ограничения настоящего изобретения; любые модификации, эквивалентная замена, усовершенствования и т.д., сделанные согласно идее и принципам настоящего изобретения, должны быть включены в объем защиты настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к производственной системе доменная печь - конвертер на базе рельсовой платформы с резервуаром для жидкого чугуна и способу управления такой системой. Система содержит чугунолитейный цех, сталеплавильный цех, колею для транспортировки жидкого чугуна и рельсовую платформу, которая ходит по колее для транспортировки жидкого чугуна, участок для складирования и дозирования стального лома. Колея для транспортировки жидкого чугуна последовательно соединена с чугунолитейным цехом, сталеплавильным цехом и помещением для складирования и дозирования стального лома, а участок для складирования и дозирования стального лома оборудован перегрузочным узлом для добавления стального лома в резервуар для жидкого чугуна. После получения жидкого чугуна из чугунолитейного цеха его направляют посредством рельсовой платформы в сталеплавильный цех, а резервуар с жидким чугуном с помощью грузоподъемного механизма в сталеплавильном цехе перемещают посредством крана в конвертер для смешивания чугуна. После того как смешивание чугуна завершено, пустой резервуар для жидкого чугуна возвращают на рельсовую платформу. Рельсовую платформу направляют далее по колее для транспортировки жидкого чугуна к узлу добавления стального лома, а стальной лом добавляют в пустой резервуар для жидкого чугуна на участке для складирования и дозирования стального лома через узел добавления стального лома. Рельсовую платформу направляют в чугунолитейный цех для ожидания следующего выпуска чугуна. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ управления производственной системой доменная печь - конвертер на базе рельсовой платформы с резервуаром для жидкого чугуна, отличающийся тем, что включает следующие этапы:

этап 1: после получения жидкого чугуна из чугунолитейного цеха его направляют посредством рельсовой платформы в сталеплавильный цех, а резервуар с жидким чугуном с помощью грузоподъемного механизма в сталеплавильном цехе перемещают посредством крана в конвертер для смешивания чугуна;

этап 2: после того как смешивание чугуна завершено, пустой резервуар для жидкого чугуна возвращают на рельсовую платформу;

этап 3: рельсовую платформу направляют далее по колее для транспортировки жидкого чугуна к узлу добавления стального лома, а стальной лом добавляют в пустой резервуар для жидкого чугуна на участке для складирования и дозирования стального лома через узел добавления стального лома;

этап 4: рельсовую платформу направляют в чугунолитейный цех для ожидания следующего выпуска чугуна.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе 4 стальной лом в резервуаре для жидкого чугуна сначала предварительно нагревают, а затем рельсовую платформу направляют в чугунолитейный цех.

3. Производственная система доменная печь - конвертер на базе рельсовой платформы с резервуаром для жидкого чугуна, выполненная с возможностью управления в соответствии со способом по п. 1, содержащая чугунолитейный цех, сталеплавильный цех, колею для транспортировки жидкого чугуна и рельсовую платформу, которая ходит по колее для транспортировки жидкого чугуна, а также участок для складирования и дозирования стального лома, при этом колея для транспортировки жидкого чугуна последовательно соединена с чугунолитейным цехом, сталеплавильным цехом и участком для складирования и дозирования стального лома, а участок для складирования и дозирования стального лома оборудован перегрузочным узлом для добавления стального лома в резервуар для жидкого чугуна.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что колея для транспортировки жидкого чугуна также имеет узел предварительного нагрева стального лома, а на узле предварительного нагрева стального лома расположена обжиговая печь предварительного нагрева.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что узел предварительного нагрева стального лома расположен между чугунолитейным и сталеплавильным цехами.

6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что обжиговая печь предварительного нагрева содержит обжиговую камеру и механизм сжигания и обжига, расположенный в обжиговой камере, а колея для транспортировки жидкого чугуна проходит через обжиговую камеру.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что механизм сжигания и обжига содержит крышку ковша для обжига, предназначенную для закрытия отверстия резервуара для жидкого чугуна, приводной механизм крышки, используемый для приведения крышки для обжига ближе или дальше от отверстия резервуара для жидкого чугуна, а на крышке ковша для обжига предусмотрена горелка.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что приводной механизм крышки содержит подъемник и трансмиссионную конструкцию для подъема и опускания крышки ковша для обжига, а подъемник расположен в верхней части обжиговой камеры.

9. Система по п. 3, отличающаяся тем, что содержит дополнительный участок для складирования и дозирования стального лома, при этом участки для складирования и дозирования стального лома распределены по двум сторонам колеи для транспортировки жидкого чугуна.

10. Система по п. 3, отличающаяся тем, что перегрузочный узел для добавления стального лома содержит кран с магнитным диском для стального лома, а маршрут перемещения крана с магнитным диском для стального лома как минимум охватывает участок для складирования и дозирования стального лома и узел добавления стального лома на колее для транспортировки жидкого чугуна.