Способ нагрева и плавки железосодержащего материала Советский патент 1992 года по МПК C21B11/06 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам нагрева и плавки железосодержащего материала, преимущественно стружки и окалины.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ плавки во вращающейся печи, согласно которому вращающаяся печь содержит кон- сольно расположенную внутри печи горелку с соплами и соединенные с ней трубки для подвода газа и воздуха. Способ плавки заключается в нагреве и плавлении железосодержащего материала продуктами полного сгорания газа при соотношении газа и воздуха, близкого к стехиометрическому. Атмосфера в печи - окислительная.

Однако в окислительной атмосфере печи не представляется возможным переплавлять стружку и кузнечную окалину. Это связано с тем. что сжигание газа производится с коэффициентом расхода воздуха о. 0.98-1,00, что обеспечивает, с одной

стороны, получение высокой температуры в печи, а, с другой стороны, - сильно окислительной печной атмосферы, содержащей окислительные газы СОа и НаО. Уменьшение коэффициента расхода воздуха способствует снижению окислительных свойств атмосферы, но приводит и к снижению температуры металла, что не желательно. В связи с этим плавку обычно производят при полном сжигании газа с а 1,00. Это обстоятельство не позволяет использовать в составе шихты дешевые отходы металла, а именно стружку и окалину.

При плавке стружки в печи происходит угар металла до 60-70%, угары элементов - практически до 100% (остаются следы элементов). Плавка окалины практически сопровождается получением 100% шлака, т.е. полным окислением.

Целью изобретения является уменьшение окислительного угара шихты.

4 ГО

О Ю J

Предлагаемый способ плавки заключается в том, что в газовых горелках, расположенных в верхней половине печи, проводят полное сжигание топлива при соотношении воздуха и топлива, близким к стехиометри- ческому, а в горелках нижней половины печи горение проводят при соотношении воздуха и топлива, равном 0,4-0,6 от стехи- ометрического с получением восстановительной атмосферы.

На фиг.1 изображена вращающаяся печь, в которой осуществляется предлагаемый способ; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1.

Вращающаяся печь состоит из футерованного корпуса 1, смонтированного на опорных катках 2 и рельсовой тележке 3.. Корпус снабжен зубчатым приводным коле- ссгм 4 и приводом вращения (на чертежах условно не показан). По оси печи располо- жена полая неподвижная футерованная труба 5, на которой установлены газовые горелки 6 и 7. Труба 5 служит одновременно воздуховодом, в ней же расположены трубопроводы 8 для подачи газа в горелки. В одном из торцов печи смонтирована труба 9 для отвода дымовых газов из печи.

Газовые горелки равномерно распределены подлине и сечению внутренней трубы, что обеспечивает равномерный прогрев футеровки и шихты. Для слива металла и шла- ка предусмотрены летка 10 и желоб 11.

Газовые горелки 6 в верхней половине печи настроены на полное сжигание газа-с коэффициентом расхода воздуха & - 0,98- 1,00.

Газовые горелки 7 в нижней половине печи настроены на неполное сжигание газа с 0С 0,4-0,6.

Вращающаяся печь работает следующим образом. .

После ремонта печи и сушки футеровки печь прогревают инжекционной горелкой в течение 1-2 ч до температуры футеровки 700-900°С. Печь в этот период находится в откатном положении, т.е .труба 5 выведена из печи. После сушки и прогрева печи про- .изводят загрузку стружки или окалины через оба отверстия в торцах печи с помощью шнекового устройства или транспортера.

Далее накатывают печь с помощью рельсовой тележки на трубу 5, герметизиру- ют стык трубы и печи, включают газовые горелки и начинают вращение печи со скоростью 3-5 об./мин. В процессе работы го- релок происходит нагрев футеровки печи до температуры 1650-1700°С, нагрев шихты до температуры плавления, плавление шихты и перегрев расплава. Затем после перегрева расплава печь останавливают и производят слив металла через летку 10.

Способ плавки, осуществляемый в печи, обеспечивает снижение угара стружки и окалины до 3-7%, что является решением проблемы плавки стружки и достижением в целом по стране значительного экономического эффекта.

Положительный эффект объясняется следующим.

Организация полного сжигания газа с а 0,68-1,00 в верхней части печи и неполного сжигания газа с а. 0,4-0,6 в нижней части печи позволяет разделить печную атмосферу на три зоны. .

Первая зона. Зона располагается выше оси печи. Эта зона имеет окислительный характер, содержит окислительные газы С02 и НгО и характеризуется наивысшей температурой газов (1750-1800°С). Зона создается за счет полного сжигания газа в горелках, расположенных в верхней половине трубы 5. Главной задачей, решаемой горелками в этой зоне, является максимальный разогрев футеровки до температуры 1650-1700 С. При повороте печи разогретая до максимальной температуры футеровка контактирует в нижней части со стружкой и окалиной, передает ей тепло, разогревает ее, оплавляет, а затем перегревает расплав стружки.

Вторая зона. Зона располагается в нижней части печи, в районе расположения шихты. Эта зона имеет слабоокислительнуй или восстановительный характер, ее температура - 1100-1300°С. Зона создается за Счет неполного с оЈ 0,4-0,6 сжигания газа в горелках, расположенных в нижней половине трубы 5. Основное назначение зоны - предохранение стружки от окисления, вос- .становление железа и других элементов из окалины за счет восстановительных газов СО и На. а также нагрев шихты и ее плавление.

Т.р е т ь я зона. Зона (переходная) располагается на границе первой и второй зон и представляет смесь окислительных и восстановительных газов. Зона не играет существенной роли в процессе плавки. Температура в зоне 1500-1600°С, а «0,8.

Таким образом, в первой зоне происходит высокотемпературный нагрев футеровки, а во второй зоне -безокислительныйили малоокислительный нагрев, плавление стружки и перегрев полученного расплава Это обеспечивает снижение угара стружки До 3-7%,

По сравнению с известным предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

Значительно в 10-20 раз снижается угар стружки.

Появляется возможность использования всоставе шихты дешевых отходов, стружки, окалины.

Снижается себестоимость 1 т металла за счет удешевления шихты.

Появляется возможность переплава стружки непосредственно в тех местах, где она образуется, исключая перевозку стружки на металлургические комбинаты. Значительно снижаются транспортные расходы,

Таким образом, предлагаемое изобретение обладает новизной и положительным эффектом. Оно обеспечивает решение проблемы использования стружки и окалины в

качестве шихтовых материалов, что позволит улучшить металлоресурс в цехах, на заводах в целом по стране.

Формула изобретения

Способ нагрева и плавки железосодержащего материала, преимущественно стружки и окалин, во вращающейся печи, включающий нагрев материала посредством газовоздушных горелок, расположенных на внутренней продольной неподвижной трубе, отличающийся тем, что, с целью уменьшения окислительного угара шихты, в горелках, расположенных на верхней половине трубы осуществляют

полное сжигание топлива при соотношении воздух:топливо, равном стехиометрическо- му, а в горелках нижней половины трубы горение проводят при соотношении воздуха и топлива 0,4-0,6 от стехиометрического.

Изобретение относится к черной металлургии и литейному производству, а именно к способам плавки железосодержащего материала. Целью является уменьшение угара стружки и окалины при плавке их во вращающейся печи. Нагрев и планку материала проводят во вращающейся печи, снабженной расположенной по оси неподвижной полой футерованной снаружи трубой, на которой расположены газовые горелки. Сущность изобретения заключается в том, что в горелках, расположенных на верхней половине трубы, проводят полное сжигание топлива при соотношении воздуха и топлива, близком к стехиометрическому. а в горелках нижней половины трубы горение проводят при соотношении воздуха и топлива 0,4-0,6 от стехиометрического, Это обеспечивает высокую температуру в печи и в то же время восстановительный или слабо окислительный состав атмосферы в зоне нахождения материала. Изобретение обеспечивает снижение угара стружки в 10-20 раз. 2 ил.

/Уех&низм ея7 у#гсг корпусе idj# &огг/ улки и/их/пы Условно не. пехо&огм

10

11

Фиг. 2

Окислительная Зомаг ci tOj t ffSO-Moe C

O/rtt&urfneMHtrfoc&na- но6итем//а# 3o«& ofss. 0f8; Ј- fSOO- Ј

&осся)егно6ит&инол ила СА#ЈооЈцсли/Г7е/нн г& ЗоЖ d Q4-Q 6; ±-#06 -/Zoo0С