Устройство для разделения чугуна и шлака Советский патент 1983 года по МПК C21B7/14 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ЧУГУНА Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для разделения чугуна и шлака в главных желобах доменных печей. В связи с повышением производительности доменных печей сокращаютс межвыпускные периоды и по этой причине верхний шлак не скачивают чере шлаковую Летку. Во время выпуска ве расплав из доменной печи через чугунную летку попадает в главный желоб. При прохождении через летку ра плав сильно эмульгируется, а попав в главный желоб, по мере продвижени в нем разделяется на шлак и чугун. Шлак, как более легкое вещество, всплывает и скапливается над слоем чугуна.,Встретившись со скиммером, чугун через подскиммёрное отверстие и чугунный перевал попадает в чугун ный желоб, а шлак, изменив свое направление, уходит в шлаковый желоб. Но за время прохождения расплава от летки до скиммера и шлакового И ШЛАКА желоба полного разделения расплава на чугун и шлак не происходит. В настоящее время потери чугуна со шлаком в среднем составляет , э попадание шлака в чугуноврзные ковши составляет 1-3. Первое приводит к огромным потерям металла, осложняет технологию производства гранулированного шлака и снижает его качество, а второе ведет к удорожанию тонны стали, так как значительно затрудняет удаление серы, резко снижает эффективность внепечной десульфурации чугуна, снижает стойкость ковшей и миксеров. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для разделения чугуна и шлйка, содержащее скиммерную плиту и футеровку С Однако в этом устройстве в силу того, что шлакоотводящийжелоб находится в непосредственной близости от скиммера и расположен примерно под углом 90 к продольной оси главного желоба, в предскиммерном пространстве возникает круговое движение расплава, что создает предпосылки для образования воронки перед скиммером. При интенсивном выпуске расплава в слое чугуна перед скиммером возникает воронка, и в нее затягивается Шлак, Это единственный путь проникно вения Шлака в чугунный желоб, конечно, исключая аварийные ситуации или нарушения технологии. Кроме этой причины, шлак попадает в последний ковш во время спуска расплава из-под чугунного перевала в конце выпуска. Этот недостаток решается за счет периодического оставления расплава в главном желобе между выпусками. Предотвратить образование воронки можно, дезорганизовав вихревое движе ние жидкости перед сливным отверсти ем. Этого можно достичь, орг.анизовав движение в этой зоне так, чтобы расплав не втягивался в круговое движение перед скиммером. Цель изобретения - снижение поте .чугуна со шлаком и предотвращение попадания шлака в чугуновозные ковши. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для разделения чугуна и шлака, содержащем скиммерную плиту и огнеупорную футеровку, огне упорная футеровка скиммерной плиты со стороны чугунной летки выполнена в форме двух вогнутых полуцилиндров диаметр которых равен половине шири желоба перед скиммерной плитой, и наружные поверхности которых плавно сопряжены со стенами желоба. КонЪигурация поверхности футеров ки скиммерьГои плиты в форме 2-х вогнутых полуцилиндров выбрана как наиболее эффективная в результате экспериментальной проверки на физической модели. Во-первых, в результате того, что направляющий выступ расположен над подскиммерным отверстием для чугуна, этот выступ встречает центральную часть потока расплава, имею щую максимальную скорость, и, изменив его направление на 180° , обеспечивает четкое разделение потока на две части, которые в предскиммер ной зоне образуют два круговорота, чем обеспечивают предотвращение образования воронки. 9 Во-вторых, эта форма наиболее проста и удобна для практического исполнения. На чертеже изображен главный горновой желоб и скиммер с направляющим выступом,в плане. На чертеже обозначены главный горновой желоб 1, направляющий выступ 2-t цилиндрическая поверхность 3 футеровки скиммера, скиммерная плита , чугунный перевал 5, чугуноотводящий желоб 6, шлакоотводящая канавка 7. I Скиммер работает следующим образом . Поток расплава, перемещаясь по желобу 1, встречает на своем пути скиммерную плиту . Причем центральная часть потока, движущаяся с большей скоростью, чем периферийная его часть, наталкивается на направляющий выступ 2, который разделяет его на два потока, последние благодаря цилиндри1%ским поверхностям 3 футеровки скиммера изменяют свое направление на 180 и соударяются с. периферийной частью потока. Г1ри этом весь объем расплава в предскиммерном пространстве претерпевает резкие изменения направления и скорости движения. При такой организации движения практически каждая частичка расплава в какой-то момент имеет нулевую скорость движения, а это способствует более полному осаждению капель чугуна из шлака. Кроме того,в предскиммерной зоне с двух сторон от разделителя образуются вращающиеся в разные стороны вихревые зоны, которые пережимают струю расплава, идущую по оси желоба,и тем самым препятствует воз- никновению воронки, а значит исключается возможность проникновения в подскиммерное отверстие шлака. Уменьшение количества шлака, увлекаемого с чугуном, за счет применения изобретения позволяет снизить содержание серы в чугуке примерно на 0,005-0,10 % абс. Из практики отечественных металлургических заводов известно, что среднее содержание серы в чугуне в миксере превышает среднее содержание серы в чугуне при выпуске из доменной печи на 0,010%. Объясняется это попаданием доменного шлака в чугуновозные ковши и миксер. Согласно выполненным исследованиям количество 5 шлака составляет 1-3, а основность его по СаО: 1,2 в доменной печи снижается до 1,03 а чугуновозном ковше и до 0,8 в миксере, а рав новесный коэффициент распределения серы между шлаком и чугуном составляет 70,6; 39Л; соответственно Вследствие указанных причин наблюдается обратный переход серы из шлака в чугу.н, так как коэффициент активности серы в шлаке возрастает с 0,0663 до 0,1072 и 0,292 соответственно. . При попадании в конвертер 1% шлака предшествующая внедоменная десуль фурация чугуна теряет смысл. Технико-экономическая эффективность применения предлагаемого скиммера позволяет иметь прямую прибыль от снижения безвозвратных потерь чугуна со шлаком в виде дополнительного чугуна, поступающего в чугуновоз ные ковши, а также от снижения количества шлака, попадающего в чугуновозные ковши. Снижение потерь чугуна со шлаком на 1 на печи объектом 2700 м.составляет 17000 т в год, что в денежном выражении около миллиона рублей в год. 9 Снижение на 1% количества шлака , поступающего с чугуном, обеспечивает снижение содержания серы в чугуне на 0,002-0,005%, что эквивалентно экономии около 0,20 руб/т чугуна, в пересчете на годовое производство доменной печи объемом 2700 м это дает прибыль 350 тыс. руб. в год. Формула . изобретения Устройство для разделения чугуна и шлака, содержащее скиммерную плиту и огнеупорную футеровку, отличающееся тем, что, с целью снижения потерь чугуна со шлаком и преJ OTвращения попадания шлака в чугуновозные ковши, огнеупорная футеровка скиммерной плиты со стороны чугунной летки выполнена в форме двух вогнутых полуцилиндров, диаметр которых равен половине ширины желоба перед скиммерной плитой и наружные поверхности которых плавно сопряжены со стенами желоба. Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе 1. Вагин А.А. Доменное производство. Металлургия, 1962, с. 120.