Способ интенсификации плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи Советский патент 1983 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам интенсификации выплавки стали различного назначения в дуговых сталеплавильных печах.

Известен способ выплавки стали в дуговых электропечах, включаюищй подачу кислорода после 5-15 мин от момента ввода электроэнергии в перь в течение 0,3-2 ч под слой твердой ших.ты Ц..

Введение кислорода для интенсификации плавлелия шихты в одну зону приводит к ее чрезмерному перегреву, в результате чего сжисляются не только легирующие шихты (алюминий, кретлний, марганец ), ио и сама основа - железо. Поэтому введение кислорода с целью интенсификации плавления ограничивают или снижают окислительный потенциал за счет его разбавления, преимущественно, природным газом.

Известен также способ выплавки стали в дуговых печах, включаю1чий использование энергии топлизно-кислородного факела в период нагрева и плавления шихты, при котором факел подают в пространство между стенкой и металлошихтой 21,

Такой способ интенсификации плавления шихты приводит к перегреву и разрушению стен электропечи за счет излучения дуг и топливно-кислородного факела. Использование такого способа интенсификации плавки ртали в дуговых печах не обеспечивает прогрева верхнего слоя и центрального столба шихты.

10

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ интенсификации плавки в дуговой сталеплавильной печи, включающий завалку метал15лического лома и шлакообразую1цих материалов, расплавление шихты, повороты кортуса печи относительно свода и непрерывный ввод газообразного кислорода на поверхность шихты 31.

20

Недостатками известного способа являются чрезмерный перегрез и снижение стойкости свода из-за введения всей тепловой энергии в верхнюю часть ших25ты, высокий угар легирую1дих элементов и железа из-за локализации ввода кислорода.

Целью изобретения является сокращение времени плавления шихты и уга30ра ее элементов. Цель достигается тем, что согласно способу интенсификации плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, включающему завалку металлического лома и шлакообразукяцих материалов, расплавление шихты, повороты корпуса печи относительно свода и непрерывный ввод газообразного кислорода на поверхность шихты, кислород вводят на поверхность шихты не менее чем в две .зоны, удаленные одна от другой на расстояние 0,3-0,9 высоты слоя шихты, причем в одну из зон после поворо та кортуса печи кислород подают периодически в течение 2,0-3,6% време,ии плавления шихты с расходом 14-1 26 на 1 т шихты, а в другие зоны кислород подается непрерывно Б течение 35-90% времени плавления с расходом 2,5-12 м ч на 1 т ишхты. Указанные приемы способа интенс фиксщии плавления шихты в дуговой печи позволяют рассредоточить кислород по поверхности ишхты, что снижает, перегрев последней.и футеровки пе чи, повысить тепловую моцность, вводимую в печь, и коэффициенттеплопередачи от наружных к внутренним слоя шихты, снизить угар легирующих и основы шихты, улучшить экологию воздуш ного бассейна цеха. удаления зон введения кислорода на поверхность глихты определяются полнотой использования тепл вой энергии, который резко ухудшается при сближении зон введения на рас стояние менее О,3 высоты слоя шихты и существенно не улучшается при увеличении этого расстояния более 0,9. Периодичность введения кислорода .в одну из зон обусловлена периодичностью поворотов корпуса печи, а так же завалками подвалками шихты в печь. По мере проплавления колодцев зона плавления шихты опускается и резко -сокращается коэффициент исполь зования кислорода. На мощных и сверх мощных дуговых печах оптимальное вре мя периодического введения кислорода составляет не менее 2% времени плавления шихты, а для пече1о1 14алой и сре ней мощности - не.более 8,6%. При этсм при введении кислорода в более длинный отрезок времени резко возрас тает угар легирующих элементов и железа. Ввод кислорода после осуществления поворотов и завалок шихты позволяет опустить свод и песочный затвор и существенно уменьшить запылен ность цеха. Расход кислорода менее 14 м /ч на тонну шихты не позволяет интенсифицировать плавление шихты, а расход кислорода более 26 MV приводит к высокому угару шихты. Введение кислорода непрерывно менее 35% времени плавления шихты не позволяет поднять скорость ее плаяле ния, а увеличение времени введения кислорода непрерывно в одну и ту же зону более 90% времени плавления приводит к перегреву шихты и повышенному ее угару. Расход кислорода менее 2,5 MV4 на 1 т шихты не интенсифицирует ее плавления, расход кислорода более 12 приводит к перегреву шихты и футеровки печи. Завалка ( подвалка ) шихты и повороты корпуса печи относительно свода являются эквивалентными операциями, так как после них возможно введение кислорода при горении дуг над поверхностью шихты. Пример 1. При выплавке стали 45 в 100 т дуговую печь загружают 60 т металлической шихты. Печь оборудована сводовой кислородной фурмой и дверной горелкой, причем зоны ввода кислорода фурмой и горелкой отстоят друг от друга на расстоянии 0,3 высоты слоя шихты. Включают печь, через 2 мкн вводят кислород с помощью дверной Г01Х2ЛКИ на боковую поверхность шихты с расходом 2,5 MV4 на 1 т шихты, а через 3 мин вводят кислород с помои1ыо сводовой кислородной фурмы на поверхность шихты, параллельную своду, с расходом 14 на 1 т шихты в течение 2 мин при времени введения в печь электрической мощности по установленному режиму, равному 100 мин, после чего подачу кислорода через фурму прекращают. Вводят з печь электрическую мощность в течение 30 мин, отключают печь, поднимают свод, поворачивают печь, опускают сзод, включают печь и подают кислород через сводовую фурму с расходом 14 на 1 т шихты в течение 2 мин. Выключают печь, подваливают 25 т шихты, включают печь и расход кислорода через сводовую фурму с расходом 14 MV4 на 1 т июхты в течении 4 мин. Через 30 мин работы печи подваливают 26 т шихты, включают на 2 мин сводовую фурму с расходом 15 на 1 т шихты и через 22 мин от первого включения печи прекращают подачу кислорода на боковую поверхность шихты через дверную гчэрелку. Время плавления шихты сокращается на 15 мин, угар марганца на 9%, железа на 1,7%. Пример 2. При выплавке стали 35 в 200 т дуговую печь загружают 120 т металлической шихты, включают печь и подачу кислорода на дверную горелку и кессонную фурму в выпускном отверстии печи, зоны звода кислорода которых отстоят друг от друга на расстоянии 0,9 высоты слоя шихты. Кислород подают с расхода 12 на 1 т шихты. После проплавления трех колодцев поднимают электроды и свод, поворачивают корпус печи, опускают свод, подают кислород в течение 7,5 мин нереэ сводовую кислородную фурму с расходом 26 на 1 т шихт . времени введения в печь электрической мощности на плавление по уста новленному режиму, равному 90 I«IH. После подвалки 80 т металлической шихты кислород на сводовую фурму подают с расходом 24 м ч на 1 т шихты и через 7,5 мин подачу его прекращаю По истечении 31,5 мин от включени печи прекращают подачу кислорода на дверную горелку и кессонную фурму mj пускногр отверстия. Время плавления шихты сокращается на 22 мин, угар марганца на 20%, железа на 2,25%. Пример 3. В 10 т дуговую печь загружают легированную хромом и никелем шихту для выплазки нержаве ющей стали О8X17HiОТ. Закрывают свод включают печь, сводорую кислородную фурму и дверную горелку с расходом 2Q мЗ/ч и 7,25 на 1 т шихта соответственно. Зоны вВёдейия кислорода через фурму и Горелку находятся щ)уг от друга на расстоянии 0,6 высо ты слоя шихты. Кислород через сводовую фурму вводят после завалки в течение 1,6 мин при вре1лени в ведения в печь электрической мощности по установленному режиму, равному 30 NWH. Поднимают электрода и свод, поворачивают корпус печи относительно свода, опускают свод, подают на фурму кислород с расходом 22 м7ч на 1т шихты, проплавляют колодщй, поднимэют свод., поворачивают корпус печи в прямое положение, опускают свод подают на -сводовую Фурму кислород с расходом 20 иа 1 т 1-шхты в течении 1,6 мин. По истечений 18,75 мин времени плавления прекращг ют подачу кислорода на дверную горелку. Время плавления шихты сократили на 6 мин, угар хрома на 3 аб.%. Применение указанных приемов при выплавке стали в 100 т дуговых печах позволяет сократить прсэдолжительность плавки в среднем на 17 мин, а угар железа - на 1,25%, что позволяет получить экономию 1,56 руб/т стали в год. - - Формула изобретения Способ интенсификации плавления шихты в дуговой сталеплавильной печи, включающий завалку металлического лома и ишакообразуюцих литериалов, расплавление шихты, повороты корпуса печи относительно свода и непрерывный ввод газообразного кислорода на поверхность шихты, отличаю-. щи и с я тем, что, с целью .сэокращения времени плавления шихты и угара ее элементов, кислород вводят на поверхность шихты не менее чем в две зоны, удаленные одна от другой на расстояние 0,3-0,9 высоты слоя шихты, причем в одну из зон после поворота корпуса печи кислород подают периодически в течение 2,0-8,6% времени плавления шихты с расходом 14-26 на 1 т шихты, а , а в другие зоны кислород подают непрерывно в течение 35-90% времени плавления с расходом 2,512 на 1 т шихты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I . . . 1. Авторское свидетельство СССР 537116, кл. С 21 С 5/52, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 602559, кл. С 21 С 5/52, 1975. 3.Авторское свидетельство СССР 226652, кл.. С 21 С 5/52, 1967.