Способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи Советский патент 1987 года по МПК C21C5/52 

113

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству стали в дуговых электропечах.

Целью изобретения является повышение эффективности нагрева и снижение потерь тепла.

Создание, в период расплавления газокислородного факела, отрыв его, перемещение и распространение в сло металлошихты, расположенной в зоне между стенкой печи и распадом электродов позволяют организовать высокоскоростной конвективный нагрев холодных зон печи. Работа горелок в остальные периоды в режиме плоско:- го топливного факела позволяет снизить потери тепла за счет экранирования слоем оптически плотного газа содержащего пиролитический углерод. Работа горелок в этом режиме в положении отвернутого свода выравнивает его температурный режим, гшзволяет сохранить гарниссаж, снижает окисление электродов.

На фиг. 1 изображена дуговая печь и расположение на ней горелок,вид сверху; на фиг. 2 - зона нагрева, шихты в дуговой печи; на фиг, 3 - работа горелки в режиме нагрева шихты| на фиг. 4 - то же, в режиме плоского топливного факела,,

Способ реализуют на дуговой сталеплавильной печи, содержащей свод с футерованной центральной частью , охлаждаемой периферийной частью 2 и горелками 3, Б охлаждаемой части 2 свода выполнены отверстия 4 и 5 для вытяжки газов и ввода в рабочее пространство печи кислородной фурмы

В рабочем пространстве печи, ограниченном сводом 2 и охлгщцаемы1У1И элементами стен 6, загружена метал- лошихта 7, после расплавления которой образуется жидкая ванна металла 8.

По предлагаемому способу плавку ведут следующим образом.

Шихту загружают в печь при отвернутом своде с работающими горелками с плоским топливным факелом, который формируется за счет тангенциальной подачи природного газа в горелку без подачи кислорода. В сужающемся канале горелки происходит увеличение скорости закрутки пото- ка, а в устье горелки, вьтолненном в виде сопла Лаваля, происходит вне2 .

запное расширение, что сопутствует радиальному распространению газа.

Это способствует сохранению гар- ниссажа на внутренней поверхности

водоохлаждаемого свода, свнижению температурных напряжений свода и уменьшению его остьтания. После завалки шихты и закрьшания свода в сводные горелки подают кислород. При этом происходит смешение тангенциально подаваемого топливного газа и кислорода, подаваемого вдоль оси горелки. Образующийся факел пламени у устья горелки при дальнейшем увеличении скорости подачи кислорода и газа перемещается в направлении загруженной в печь металлошихты, В этом случае скорость истечения газокислородной смеси из устья горелки превышает скорость распростране

5

кия пламени, I

В процессе нагрева металла скорость истечения газокислородной сме- 5 си регулируют в пределах 140-310 м/с.

Нижний предел скорости подачи кислорода и топлива в горелки 140м/с соответствует началу периода расплавления, когда слой шихты находится в непосредственной близости от горелок . При дальнейшем снижении скорости происходит перемещение факела к устью горелки, что ухудшает ее эксплуатацию и увеличивает потери тепла.

Верхний п;редел скорости подачи кислорода и топлива в горелки 310м/с соответствует концу периода расплав- ления, когда слой шихты удален от 0 горелок, а повьппение температуры

печи способствует увеличению скорости распространения пламени. Повьппение скорости выше указанного предела приводит к непрогреву верхних слоев е садки металлошихты.

Пример . На печи ДСП-100НЗА, содержащей водоохлаждаемые элементы стен и свода, плавку ведут следующим образом.

После завалки шихты в печь свод закрывают с работающими горелками, которые устанавливают в отверстиях водоохлаждаемого свода в количестве семи штук (фиг. 1). Природный газ в это время подают посредством тангенциального патрубка из расчета 50-60 , так что плоскими топливными факелами покрьшается вся поверхность водоохлаждаемого .свода.

0

5

31

При нагреве шихты в период расплавления осуществляют отрыв факелов у устья горелок, и факел перемещают и распространяют в слое металлоших- ты, расположенной между стенкой пе- чи и распадом электродов. Это достигается увеличением скорости истечения газокислородной смеси из горелок, которую устанавливают с помощью регулирующей аппаратуры в за- висимости от свойств и положения шихты в рабочем пространстве печи, температуры шихты и футеровки.

Для легковесной шихты плотностью 1,8-2 м /т и при расстоянии от ее поверхности до поверхности водоох- лаждаемого свода 0,5-0,6 м скорость истечения газов устанавливают 150- 160 м/с и доводят в течение 15 мин до 280 м/с. В первом случае отрьт факела от устья горелки составляет 0,4-0,5 м, во втором 1,6-1,7 м. После подвалки поступают аналогичным образом, причем в связи с увеличением температуры рабочего прост- ранства печи нижний предел скорости истечения газокислородной смеси увеличивают до 180 м/с.

При доведении температуры металла до 100-1100°С подачу кислорода в го- релки прекращают, а подачу природного газа снижают и доводят до 50- 60 на одну горелку. При этом поверхность свода и стен экранируется слоем углеводородного газа, со- держащего пиролитический углерод. В этом режиме печь работает до вьтус ка металла из печи. При отворачивании свода экранирования топливным факелом снижает остьшание поверхнос- ти, способствует сохранению гарнис- сажа, снижает термомеханические напряжения .

Предлагаемый способ позволяет упростить конструкцию печи по срав- нению с известным за счет применения

1044

горелок без привода из перемещения, устанавливаемых в охлаждаемом своде печи, что в свою очередь позволяет их использовать без собственной системы водоохлаждения. Работа с отрывным факелом снижает тепловые нагрузки от факела на горелку и свод, а при работе в режиме экранирования позволяет снизить тепловые потоки на них от электрических дуг.

Установка большего числа горелок в предлагаемом способе по сравнению с известным позволяет повысить эффективность нагрева металла также за счет увеличения поверхности нагрева шихты.

Реализация предлагаемого способа на -печи ДСП-100НЗА позволяет повысить эффективность нагрева по сравнению с известным, что выражается при удельном расходе природного газа и кислорода соответственно 4 и 6 в сокращении продолжительности плавки на 4 мин, снижении расхода электроэнергии на 20-22 кВт-ч/т, снижении расхода электродов на 0,2 кг/т.

Формула изобретения

Способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи, включающий завалку шихты, совместньй нагрев и расплавление ее электрическими дугами и газокислородными горелками с изменением скорости дутья, продувку расплава, рафинирование и выпуск готового металла из печи, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности нагрева и снижения потерь тепла, при нагреве шихты в период расплавления скорость дутья изменяют от 140 до 310 м/с, в остальные периоды плавки и межпла- вочное время подачу кислорода прекращают, а скорость подачи газа снижают, создавая плоские топливные факелы путем тангенциального йводагаза

/

Кислороду Газ

LLZ.1

Изобретение относится к области .металлургии, в частности к произ- водству стали в дуговых электропечах. Целью изобретения является повышение эффективности нагрева шихты и снижение потерь тепла. Сущность изобретения заключается в том, что при нагреве шихты в период расплавления скорость подачи кислорода и топлива в горелки увеличивают до отрыва факелов у устья горелок и факел перемещают и распространяют в слое ме- маллошихты, расположенной в зоне между стенкой печи и распадом электродов , а в остальные периоды подачу кислорода прекращают,а скорость подачи топлива снижают и создают плоские топливные факелы за счет тангенциального ввода топлива Снижается расход электроэнергии, электродов, сокращается продолжительность плавки.4 ил. S СЛ

Кислород

Газ

аг.2.

агЗ

Редактор Н.Гунько

Составитель К.Григорович

Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Заказ 1936/24 Тираж 550Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

U,2.