Способ предварительного нагрева лома в конвертере Советский патент 1991 года по МПК C21C5/28 

1

(21)4257232/02

(22)05.06.37

(46) 30.03.91. Бюл. tf 12

(71)Карагандинский металл.фгичес- кий комбинат

(72)В.И.Богомяков, В.П.Цымбал, И.И.Есипенко, Б.А.Бурдонов, В.И.Герман и В.С.Щерба

(53)669.134.244 (033.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 440613, кл. С 21 С 5/23, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 963075, кл. С 21 С 5/23, 1932. Сталь, 1936, N 10, с. 9-10.

(54)СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА ЛОМА В КОНВЕРТЕРЕ

(57)Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству стали в кислородных конвертерах, и может быть использовано для предварительного нагрева лома в конвертере. Цель изобретения - снижение расхода чугуна и себестоимости стали путем увеличения расхода лома за счет повышения эффективности его нагрева. По изобретению предусматривается максимальное рассредоточение твердого топлива в объеме лома и получение эффекта объемного нагрева без оплавления и испарения шихты. Нагрев лома осуществляют в количестве 40-75% от общего расхода на плавку при циклическом возвратно-поступательном перемещении кислородной фурмы с ее выдержкой в нижнем положении. Твердое топливо вводят равными порциями по 20-25% от общего расхода в момент движения фурмы вверх из нижнего положения. Выдержка фурмы в нижнем положении при этом составляет 70-130 с. Изобретение позволяет, снизить себестоимость стали за счет снижения расхода чугуна и увеличения доли нагретого лома в металлошихте. 1 ил., 1 табл.

(Л

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству стали в кислородных конвертерах, и может быть использовано для предварительного нагрева лома в конвертере.

Цель изобретения - снижение расхода чугуна и себестоимости стали путем увеличения расхода лома за счет повышения эффективности его нагрева.

На чертеже представлен график режима нагрева лома.

Согласно предлагаемому способу в конвертер загружают лом в количестве 40-75% от общего расхода на

плавку, нагрев производят при циклическом возвратно-поступательном перемещении кислородной фурмы с минутным расходом кислорода 5-20 нм /т лома, при этом твердое топливо вводят в момент движения фурмы вверх из нижнего положения на уровне лома в верхнее до среза горловины разными порциями по 20-25% от общего расхода с интервалом 70-130 с. Для ускорения зажигания угля первую порцию твердого топлива вводят в смеси с алюминийсодержащими материалами.

о со

00

1

nU

В большегрузных конвертерах емкостью до 300-400 т при существующем расходе лома 23-27% от веса ме- таллошихты масса лома составляет 100-120 т и более, а с нагревом лома эта величина возрастает на 10 - 20 т. Нагреть равномерно такое количество скрапа даже при очень высокой тепловой мощности газокислород- ного или топливокислородного факела, подводимого сверху, невозможно. В способе учтено также то, что в конвертерных цехах завалка лома производится, как правило, 1-4 совками, и реже 5-10.

Практический опыт показывает,что при нагреве лом-а кислородом сверху в количестве менее 40% от общего расхода на плавку неэффективно исполь- зуется подводимое тепло, часть лома оплавляется и прогрев крупных кусков задерживается наличием на их поверхности жидкой пленки оксида железа, а более 75% - лом не прогревается по всей высоте, так как высота слой металлошихты достаточно большая, это приводит к удлинению периода нагрева и к увеличению общей длительности плавки и снижению производитель

ности конвертера.

Подъем фурмы с одновременной подачей кислорода в период ввода твердого топлива сверху способствует рассредоточению (рассеиванию и разбрасыванию) его струей кислорода по поверхности и в объеме лома.

После опускания фурмы в крайнее нижнее положение и ее выдержки в течение 70-130 с, происходит полное сжигание порции топлива в объеме лома. За этот период полностью сгорает весь уголь. При очередном подъеме фурмы вводят следующую порцию твердого топлива, и цикл повторяется.

3 качестве твердого углеродсодер- жащего топлива для предварительного нагрева лома согласно предлагаемому способу используют уголь марки АС с теплотворной способностью 6230 кка /кг. Теплосодержание жидкого чугуна, исключаемого из процесса (замещенного металлическим ломом), компенсируется теплом от сжигания кислородом твердого топлива.

В большегрузном конвертере,содер жащем в завалке 100-150 т скрапа с низкой насыпной плотностью (0,6 - 0,7 т/м9), в ряде случаев не удается

,

JQ

уп25 30

40

л/ , я

45

55

поместить весь лом в конвертер при загрузке всего объема конвертера до горловины. В этом случае вводят в , конвертер часть лома и после его нагрева до 600-300°С происходит осадка легковесной его части (лом садится) и освобождается объем для загрузки остального количества металлошихты.

Расчеты показывают, что при расходе твердого топлива в количестве 16-20 кг/т стали от его сжигания (учитывая коэффициент использования топлива - КИТ) выделяется тепло, достаточное для компенсации теплосодержания 1,0 т жидкого чугуна и для нагрева 1,0 т лома до 600-800 С. Способ ввода твердого топлива на нагрев лома имеет первостепенное значение. Введение 1,0 т угля в конвертер в завалку позволяет дополнительно переработать 2,3-2,8 т металлолома, на нагрев до загрузки чугуна - 2,3-3,6 т лома, на нагрев порционно по ходу нагрева - 3,8-4,4 т лома. Согласно предлагаемому способу подачу твердого топлива на нагрев лома производят в конвертер максимально рассредоточенно в период подъема фурмы и с расходом кислорода 5-20 нм /мин на 1 т лома. Эффект достигается за счет сжигания топлива внутри объема лома между кусками. Подача кислорода менее 5 нмэ/мин недостаточна для сжигания вводимых одноразово 20-25% топлива от общего расхода на нагрев, а при подаче более 20 нм /мин на тонну лома значительная часть кислорода теряется с газами и не участвует в сжигании топлива. Подача топлива в способе производится только при движении фурмы вверх с тем, чтобы не допустить локального перегрева даже легковесной части лома.

Ввод топлива равномерными порциями с интервалом 70-130 с позволяет полностью сжечь предыдущую порцию, при этом увеличивается термический КПД твердого топлива.

При интервале менее 70 с происходит неполное сгорание порции топлива, так как имеет место ускоренный его ввод, а при интервале более 130 с кислород расходуется на только на , сжигание угля, но и на окисление железа (частично); происходит его оплавление, и удлиняется общий период

нагрева лома. Установлено, что при одноразовом вводе топлива менее 20% от общего расхода на нагрев лома увеличивается количество циклов и возрастает общая длительность нагрева, хотя на степень усвоения тепла топлива это влияет благоприятно. При величине порции топлива более 25% от общего расхода на нагрев име- ют место локальный перегрев лома и его оплавление, неравномерный нагрев лома.

Пример. По предлагаемому способу в конвертер емкостью 365 т заг- ружали 56 т лома (2 совка) - 46% от общего расхода на плавку (всего на плавку вводят 120 т лома и 235 т чугуна против 110 и 245 т соответственно по известной технологии). Для нагрева лома использовали уголь марки АС в количестве 5,6 т на плавку (13,0 кг/т стали). Количество циклов подачи угля приняли равным 4, по 1,4 т (25% от общего расхода на плавку). Фурму устанавливали на уровне загруженного в конвертер лома. Процесс нагрева начинали с одновременной подачей сверху 1,4 т угля, подъема фурмы до уровня горловины с расходом кислорода с началом подачи в количестве 670 нм3/мин (12 нм /мин на 1 т лома). Факел появился на горловине через 40 с от начала подъема фурмы. В верхнем положении фурму выдерживали 2-3 с и опускали до уровня лома. В нижнем крайнем положении производили выдержку фурмы в течение 110 с. После этого полный цикл повторяли трижды. В течение всего перио да нагрева лома (8,2 мин) расход кислорода был постоянным - 670 нм / /мин. Температура лома по показанию интерферометра составила под фурмой 812°С, а у стен конвертера 384 С.

Q

0 5 0 Q 5

5

Примеры осуществления предлагаемого и известного способов представлены в таблице.

I

3 результате использования кзоб- ретения достигается повышение эффективности подогрева лома за счет повышения термического КПД топлива,снижения содержания кислорода в отходящих газах в период нагрева, повышения равномерности нагрева лома в его объеме и снижения перегрева с исключением его оплавления и испарения шихты.

Применение предлагаемого способа позволяет снизить себестоимость выплавляемой стали за счет увеличения доли лома в металлошихте и снижения расхода чугуна.

Формула изобретения

Способ предварительного нагрева лома в конвертере, включающий завалку лома, присадку твердого топлива, его сжигание в струях кислорода, подаваемого фурмой сверху с минутным расходом 5-20 нм3/т нагреваемого лома,отличающийся тем, что, с целью снижения расхода чугуна и себестоимости стали путем увеличения расхода лома за счет повышения эффективности его нагрева, нагрев лома осуществляют в количестве 40 - 75 об.% от общего расхода на плавку при циклическом возвратйо-поступа- тельном перемещении кислородной фурмы с выдержкой фурмы в нижнем положении в интервале 70-130 с, при этом твердое топливо вводят равными порциями по 20-25% от общего расхода в момент движения фурмы вверх из нижнего положения на уровне лома в верхнее до среза горловины.

22

25

24 25

120

90

120

iao

9,014,7

7,013,2

9,217,6

10,215,6

90

20

130

12,0 16,436,0

55

16

100

55

55 55

55

20

23

25 32

120

120 130 110

70

20

ч5

4,0 16,2

зовыйное no- вводложенне угляфурмы на Наг-при нагрев/5-реве 22

45

Ч7,0

12,5

,0

,0 ,5 5,8

6,0

9,0

7,8 13,5

10,0

9,2

6,0

15,9

746

759 772 664

624

805

738

801 705 632

5Вй

лома - оплавление, наличие жидкой состазляющей Нормальный нагрев лома

То же - и

Лом не прогревается, удлиняется цикл плавки, у стен конвертера лом черный Неравномерное ъ нагрева лома, снижение производительности конвертера, низкая средняя температура лома Резко возрастает время прогрева удлиняется цикл плавки Нормальный нагрев лома х То же

Локальный нагрев лома, оплавлент. лома, неравномерны 1 нагреь, низкая температура нагрева Неполное cropitme угля, кислород теряется в газовук фазу с несгоревшим топливом Нормальный нагрев лома

То же II

Оплавление лоча, удлинение цикла плавки, . неравномерный нагрев Лом нагревается неравномерно - белый по центру конвертера и черный у стен, наличие жидкой составляющей

,5 9,5

583

То же

Лом нагревается с образованием жидкой состава 4ющей

То же

У стен конвертера лом черный, в центре жидкий лом Жидкая составляюшая, лом черный У стен конвертера