Способ выплавки стали в подовой печи Советский патент 1991 года по МПК C21C5/04 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в подовых агрегатах, в частности мартеновских печах.

Цель изобретения - снижение удельного расхода топлива и повышение производительности печи.

На фиг, 1 показана схема подачи топлива и двухстороннего отвода дымовых газов на мартеновской печи в период после завалки 0,15-0,25 всей массы лома до заливки ,5 всей массы чугуна включительно; на фиге2 - схема подачи топлива, вентиляторного воздуха и отвода дымовых газов в остальные периоды плавки (работают только торцовые горелки и дымовые газы отводят на одну сторону),

В рабочем пространстве 1 мартеновской печи устанавливают две торцовые газомазутные горелки 2 (по одной на каждую головку печи) и пять сводовых подвижных газокислородных горелок 3, расположенных по оси свода в проеме каждого рабочего окна. Продувка ванны кислородом осуществляется с помощью трех кислородных фурм 4. Мартеновская печь имеет вертикальные каналы 5, шлаковики 6, регенераторы 7, отводные 8 и общий 9 борова„ отсечные шиберы 10, Для подачи вентиляторного воздуха используются вентилятор 11, воздухопроводы 12 и регули-, рующие клапаны 13. Отсечные шиберы 10 и регулирующие клапаны 13 с каждой стороны печи имеют индивидуальные электроприводы, управление которыми и подачей топлива на торцовые горелки осуществляется в автоматическом режи.СО

со

Ю

ме или сталеваром с пульта печи в ручном режиме.

Способ осуществляют следукщим образом.

Во время заправки печи и завалки 0,15-0,25 всей массы лома отопление печи осуществляют с помощью только торцовых головок в автоматическом режиме управления (с изменением направления подачи через каждые 5-7 мин) подачей топлива, отсечными шиберами 10 отводных боровов 8 и регулирующими клапанами 13. В этот период осуществляется односторонний отвод дымовых газов с подачей вентиляторного воздуха в рабочее пространство печи, В качестве топлива в торцовых горелках используется мазут и природный газ.

После завалки 0,15-0,25 всей мае- сы лома (к этому моменту лом покрывает всю поверхность подины) переходят на ручное управление подачей топлива на торцовые горелки отсечными шиберами 10 и регулирующими клапана- ми 13. При этом включают сводовые топ ливокислородные горелки и переходят на двухсторонний отвод дымовых газов за счет открытия обоих шиберов 10 с одновременным отключением торцовых го- релок 2. Клапаны 13 закрывают, а вентилятор 11 отключают. Сводовые горелки 3, расположенные в пяти зонах по длине рабочего пространства, опускают до 1,5-2,0 м до поверхности лома. В качестве топлива в сводовых горелках используют природный газ. Расход природного газа в факелах сводовых горелок каждой зоны уменьшают в направлении от центральной к крайним зоцам. Степень открытия обоих шиберов 10 регулируют по ходу нагрева лома по давлению газов в рабочем пространстве, обеспечивая поддержание нулевого давления газов на уровне порогов рабочих окон, что обеспечивает минимальные

подсосы атмосферного воздуха в печь и минимальные выбросы запыленных газов через рабочие окна в цех. Затем продолжают завалку лома и нагрев его осуществляют в таком режиме включительно до окончания прогрева шихты и заливки 0,3-0,5% всей массы чугуна9 после чего сводовые горелки отключают, одновременно включают торцовые горелки и переходят на односторонний отвод дымовых газов. При этом переходят с ручного на автоматическое управление подачей топлива на торцовые

чJQи |52025п- зо тх дс

и 9 629320

горелки отсечными шиберами 10 и регулирующими клапанами 13. Одновременно опускают кислородные фурмы и осуществляют продувку металла кислородом. Весь процесс плавления и доводки осуществляют в обычном режиме ,с продувкой металла кислородом и подачей топлива через торцовые горелки при одностороннем отводе дымовых газов.

Включение сводовых: топливокисло- родных горелок после завалки 0, 15- 0,25 всей массы лома, и переход на двухсторонний отвод дымовых газов с одновременным отключением торцовых горелок и работа печи в таком режиме на протяжении длительности завалки оставшейся массы лома6 всей длительности прогрева лома и заливки 0,3-0,5 всей массы чугуна обеспечивает повышение эффективности нагрева лома. При работе только сводовых горелок и двухстороннем отводе дымовых газов не происходит разбавление факелов сводовых горелок вентиляторным воздухом. Это обеспечивает поддержание высокой температуры факелов. При этом также исключается потеря кинетической энергии факелов сводовых горелок, имевшая место при выплавке стали по известному способу, из-за взаимодействия факелов торцовых и сводовых горелок, что обеспечивает высокую скорость факелов сводовых горелок. Высокоскоростные факелы сводовых горелок пронизывают слой лома на всю его глубину, обеспечивая интенсивный конвективный теплообмен и возможность быстрого нагрева лома до значений среднемассовой температуры 1200- 1300ОС5 оптимальных для мартеновской технологии выплавки стали. Повышение эффективности нагрева лома позволяет снизить удельный расход топлива на выплавку стати (суммарный уделъ- ньй расход топлива на сводовые и торцовые горелки) и уменьшить длительность плавки, а следовательно, увеличить производительность печи.

Оптимальность выбранных параметров подтверждается исследованиями, проведенными на мартеновской печи. Мартеновская печь садкой 450 тв выплавляющая углеродистые и легированные марки стали, оборудована дополнительно пятью подвижными сводовыми газокислородными горелками, расположенными по оси свода в проеме каждого рабочего

35

40

50

55

окна, Отсечные шиберы обоих отводшх боровов и регулирующие клапаны для подачи вентиляторного воздуха в ре генераторы оснащают индивидуальными приводами, чтог позволяет в зависимости от режима работы печи осущест- влять односторонний или двухсторонни отвод дымовых газов из рабочего пространства печи и включать или выклю чать вентиляторный воздух, В качестве топлива в торцовых горелка х используют природный газ и мазут, а в сводовых горелках - природный газ. Разводка энергоносителей на сводовые горелки позволяет регулировать расход природного газа и кислорода отдельно на каждую сводовую горелку.

Результаты исследований представлены в таблице,

Включение сводовых горелок и переход на двухсторонний отвод дымовых газов с одновременным отключением торцовых горелок после завалки 0,15- 0,25 всей массы лома обеспечивают минимальный удельный расход топлива и максимальную производительность печи (опыты 2, 3), Объясняется это тем что при завалке 0,15-0,25 всей массы лома он перекрывает всю поверхность подины и факелы всех сводовых горелок эффективно нагревают его по всей поверхности, При завалке лома 0, 1,5 всей его массы лом еще не перекрывает всю поверхность подины, поэтому факелы горелок, в зоне которых еще нет лома, не участвуют в прямом теплообмене с ломом, что ухудшает эффек тивность нагрева лома, увеличивает удельный расход топлива и снижает призводительность печи (опыт 1), При включении сводовых горелок после завалки более 0,25 всей массы лома эффективность его нагрева также снижается, что вызвано уменьшением общей длительности работы сводовых горелок обеспечивающих по сравнению с торцовыми горелками более эффективный нагрев лома. Это приводит к увеличению удельного расхода топлива и снижает производительность печи (опыт 4).

Отключение сводовых горелок с одновременным включением торцовых горелок и переходом на односторонний от0

5

0

5

0

5

0

5

0

тельности нагрена лома с помощью сводовых горелок на оптимальном уровне, Отключение сводовых горепок при заливке менее 0,3 всей массы чугуна, когда еще большая часть поверхности лома не перекрывается жидким чугуном, не дает эффекта иэ-за малой длительности нагрева лома с помощью сводовых горелок, При этом расход топлива повышается и снижается производительность печи (опыт 5), После заливки более 0,5 всей массы чугуна нагрев образовавшейся жидкой ванны с помощью сводовых газокислородных факелов малоэффективен иэ-за низкой степени черноты газокислородных факелов и приводит к увеличению топлива и снижению производительности печи (опыт 8).

Включение торцовых горелок и переход на односторонний отвод дымовых газов после отключения сводовЫх горелок обеспечивают эффективный нагрев расплава с помощью газомазутных факелов, имеющих высокую степень черноты, а следовательно, и высокий коэффициент теплоотдачи излучением. При этом насадки регенераторов, хорошо нагретые за время работы сводовых горелок при двухстороннем отводе дымовых газов, обеспечивают высокую температуру нагрева вентиляторного воздуха, что необходимо для сжигания топлива торцовых горелок и дожигания СО, обра-, зукхцегося при продувке ванны кислородом, и обеспечивает повышение эффективности нагрева расплава, Это при- водит к снижению расхода топлива и увеличению производительности печи.

Рассредоточение факелов сводовых горелок .по длине рабочего пространств ва на пять зон обеспечивает более равномерный по сравнению с прототипом нагрев всей массы лома, Повышается эффективность нагрева лома, так. как увеличивается площадь контакта факелов горелок с ломом. Кроме того, устранение локальных перегревов исключает выбросы металла-при заливке чугуна.

В связи с тем, что во время работы сводовых горелок дымовые газы отводятся на обе головки печи одновре

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в подовых агрегатах, в частности в мартеновских печах. Цель изобретения - снижение удельного расхода топлива и повышение производительности печи. При выплавке стали в подовой печи, оснащенной сводовыми топливокислородными горелками, сводовые горелки включают после завалки 0,15-0,25 массы лома и одновременно отключают торцовые горелки. После заливки 0,3-0,5 массы чугуна отключают сводовые горелки и включают одну из торцовых горелокt причем при отоплении только сводовыми горелками цымовых газы отводятся через обе торцовые головки, а при отоплении с помощью торцовой горелки газы отводятся через одну из торцовых roj/овок. 2 ил., 1 табл. s Ш

дымовых газов после заливки 0,3- ееменно, продукты горения факелов цен0,5 всей массы чугуна обеспечиваеттральной зоны, поступая по направлеснижение удельного расхода топливан 10 движения дымовых газов в соседи повышение производительности печиние с ней зоны факелов (влево и впра(опыты 6, 7) за счет поддержания дли-.во), участвуют также в нагреве лома

в крайних зонах, тем самым, в сосед- i ние с центральным факелы требуется подавать меньше топлива. Это же относится и к крайним факелам. Кроме- того, большая часть лома заваливается через центральное окно, в крайние окна заваливается меньше лома, поэтому подача увеличенного расхода топлива на центральные зоны также повышает эффективность нагрева лома. Все это обеспечивает снижение удельного расхода топлива и увеличивает производительность печи.

При мер. При выплавке в мартеновской печи садкой 450 т, оборудованной пятью сводовыми горелками, стали марки Ст. 45 „(содержание углерода на выпуске 0,42-0,48%) во время заправки печи и начала завалки лома работают торцовые газомаэутные горелки, и дымовые газы отводятся на одну головку печи с подачей вентиляторного воздуха в рабочее пространство. На горелки подают 3,5 тыс. м /ч природного газа и 300-500 кг/ч мазута. Управление подачей топливаs вентиляторного воздуха и отводом дымовых газов автоматическое с изменением направления подачи через 5-7 мин,

После завалки 40 т лома (0,20 всей массы лома) включают сводовые горелки и переходят на двухсторонний отвод дымовых газов с одновременным отключением торцовых горелок. Управление подачей топлива и отводом дымовых газов переводят при этом с автоматического на ручное. Шиберы 10 обоих отводных боровов 8 открывают, клапаны 13 закрывают и вентилятор 11 выключают. Степень открытия шиберов 10 в процессе нагрева лома с помощью сводовых горелок регулируют таким образом, что давление газов на уровне порогов рабочих окон близко к нулю, Сводовые горелки устанавливают на 1,5 м от поверхности лома. Расход природного газа на сводрвые горелки устанавли вают в следующем соотношении (мэ/ч): 800;1300;2000:1300:900, т.е. 0,45; ;0,65:1:0,65; 0,45. Расход кислорода устанавливают из расчета поддержания стехиометрического соотношения с природным газом. В таком режиме работы печи осуществляют нагрев лома в те чение периода завалки оставшейся массы лома, его прогрева и периода залив( ки 0,4 всей массы чугуна,

После заливки 100 т чугуна (0,4 всей массы чугуна) свободные горелки отключают с одновременным включением торцовых горелок и переходом на односторонний отвод дымовых газов. Для этого переходит с ручного на автоматический режим управления. Одновременно опускают три кислородных фурмы

Q и осуществляют продувку металла кислородом с интенсивностью 4500 . Сводовые горелки после отключения на них природного газа и кислорода выводят из рабочего пространства, Плав5 ление и доводку проводят в таком режиме работы печи (отопление торцовыми факелами и односторонний отвод дымовых газов с подачей в рабочее пространство вентиляторного воздуха), После достижения содержания углерода в металле 0,45% и температуры металла продувку металла кислородом i прекращают, производят раскисление металла в печи и выпускают его в ковш. Удельный расход топлива при выплавке стали марки Ст.45 68,9 кг/т при производительности печи 70,1 т/ч.

Применение предлагаемого способа выплавки стали обеспечивает повыше0 ние эффективности нагрева лома и расплава и за счет этого обеспечивает снижение удельного расхода топлива на выплавку стали на 22,3-23,2 кг/т и увеличение производительности печи на 14,5-15,5 т/ч.

0

5

5

5

Формула изобретения

Способ выплавки стали в подовой печи, включающий завалку лома, эа0 ливку чугуна, нагрев и расплавление факелами торцовых и сводовых топли- п вокислородных горелок, рассредоточенных вдоль рабочего пространства, отвод дымовых газов через торцовые головки, уменьшение расхода топлива, подаваемого в сводовые горелки по направлению отвода газов, отличающийся тем, что. с целью снижения удельного расхода топлива,

0 повышение производительности печи, сводовые тогашвокислородные горелки включают после завалки 0,15-0,25 массы лома и одновременно отключают торцовые горелки, а после заливки ..

5 0,3-0,5 массы чугуна сводовые горелки отключают и включают одну из торцовых- горелок, при этом при нагреве сводовыми горелками дымовые газы

9162932010

отводят через обе торцовые головки, зы отводят через одну, из торцовых а при нагреве торцовой горелкой гаголовок ,

зы отводя

головок ,

S5

Фие.1

-и--и--HI f у

Q

si

/

7

X

13,

,72

Т 1Л

7ЈМ0М / Л

№

X

---у/| r. Ti

ЛЯГ

§

и

1

А

1Л

7ЈМ0М / Л

X

| r. Ti

ЯГ

Фиг.2