Способ непрерывного предварительного нагрева шихтовых материалов для сталеплавильной печи и установка для его осуществления - SU1493114A3

Чертежи

Описание

см

Реферат

Изобретение относится к сталеплавильному производству ,в частности, к технологии непрерывного предварительного нагрева шихтовых материалов и оборудованию для ее осуществления. Цель изобретения - повышение эффективности нагрева шихтовых материалов. Способ непрерывного предварительного нагрева шихтовых материалов для сталеплавильной печи включает непрерывное пропускание шихтовых материалов через нагревательный туннель с горелками, удаление продуктов горения, пропускание горячих реакционных газов над шихтовыми материалами и разгрузку последних непрерывно и непосредственно в сталеплавильную печь. Динамическим газовым затвором осуществляют поддержание неокислительной атмосферы в нагревательной печи, а пламя газовых горелок направляют на поверхность шихтовых материалов, причем часть нагревательного туннеля, контактирующего с шихтовыми материалами, охлаждают пропусканием воздуха. Технология реализуется установкой, содержащей нагревательную туннельную печь с входным и выходным концами, опорные средства, средства для подвода тепла внутрь нагревательной туннельной печи, средство для ввода горячих печных газов и средства для удаления отходящих газов из нагревательного туннеля. Нагревательная туннельная печь снабжена непрерывным транспортным средством и кожухом, газозатворными средствами на входном конце и разгрузочным устройством на выходном конце нагревательного туннеля, а опорные средства снабжены продольными затворами, расположенными параллельно направлению движения транспортного средства. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула

Изобретение относится к сталеплавильному производству, в частности к технологии непрерывного предва15и- тепьного нагрева шихтовых материалов и оборудованию для ее осуществления.

Цель изобретения - повышение эффективности нагрева шихтовых материалов .

Предлагаемое техническое решение показано на примере электрической

3

дуговой сталеплавильной печи, однако подобные результаты могут быть достигнуты с любой другой электрической сталеплавильной печью, вклю- чая, без ограничения, плазменные и индукционные печи.

Согласно изобретению лом, железо прямого восстановления, шлакообра- зователи и легирующие материалы пре варитепьно нагревают и непрерывно подают в электрическую дуговую печь Применяют вспененный шлак, при этом выпуск плавки из печи производится периодически и только частично без удаления электродов, таким образом, электроды остаются на полной мощности во время непрерывной загрузки, рафинировании (которое осуществляется непрерывно) и выпуска металла (периодически). Выпуск плавки производится посредством ограниченного наклона печи, обычно под углом наклона не более 15° от вертикали. Изобретение касается способа и установки для непрерывного предварительного нагрева материалов шихты дпя непрерывного рафинирования стали . Железосодержащий лом в дробленой , измельченной или гранулированной формах, железо прямого восстановления , промышленный лом или их смеси составляют составную часть щихты, которая проходит непрерывно через камеру предварительного нагрева . Тепло создается горелками, установленными в соде камеры непосредственно под шихтой. Дополнительное тепло может создаваться горячими отходящими газами из плавильной печи, проходящими над шихтой . Во время предварительного нагрева под шихтой пропускают хрлод- ный газ для предварительного нагрева воздуха и для его использования дпя горения в горелках, а также для охлаждения части конвейера, находящегося в контакте с шихтой.

На фиг.1 показана схематично электрическая дуговая печь и соответствующее оборудование;на фиг.2 - конструкция нагревателя для предварительного нагрева шихты, продольный разрез; на фиг.З и 4 - другие конструкции нагревателя;на фиг.З - разрез А-А на фиг.2.

Электрическая дуговая сталеплавильная печь 1 имеет три электрода 2, выступающие вниз в печь. Ток к

5

0

5

1

0

5

С

Е

С

5

14

этим электродам подается от трансформатора (или источника питания) 3. Для загрузки в печь иихтовых материалов , как металлических, применяют закрытый канал 4, предпочтительно вибрируюший канал.

Желоб 5, расположенный за каналом 4, также закрыт и содержит горелку 6 для предварительного нагрева материала шихты и сжигания горючих веществ. Желоб представляет собой преимущественно водоохлаждаемый канал. Канал 4 закрыт сегментированным огнеупором 7 для образования канала дпя отходящих печных газов, причем канал действует как туннель или зона для предварительного нагрева .

Внутри или на выходе из туннеля установлен датчик 8 кислорода для определения содержания кислорода в отходящих газа, проходящих через туннель , для поддержания сходящего газа восстановительного типа и исключения повторного окисления шихты. Дпя удаления шпака на тележке 9, смонтированной на рельсах, установлен шлаковый ковш 10, который пере- мещаетс.я в позицию в 1пуска шлака и из нее, а для вьтуска плавки на передаточной тележке 11 установлен стальной ковш 12 для перемещения в позицию выпуска плаьки, в позицию обработки стали в ковше и в позицию разливки. Металл из ковша можно раз- ливать непосредственно в установку 13 для непрерывного литья.

Установка для обработки сьфья включает позицию для приема лома, зоны или бункера и т.д. для разделения скрапа и подвижный кран для загрузки сьфья в установку для поточной переработки лома или к механическим ножницам. Из ус1ановки для поточной перераблччи лома или ножниц скрап разгружается на конвейер, который передает небольшие части сегрегированного скрапа на соответствующие участки и т.д. для хранения разделенного скрапа.

Для загрузки материала с позиций хранения в KaHaji 4 предусмотрен др)/- гой кран. Как бьио указано дробление и резка скрапа требуется только для небольших печей. Конвейер входит в туннель через динамическое газовое уплотнение 14. Система для

5

обработки газа соединена с туннелем вблизи газового уплотнения 14,

Снстеь а обработки горячих отходящих газов включает соединение с туннелем, котел 15, камеру пылеуловителя с тканевыми фильтрами 16, вытяжную трубу 17 и соответствующие трубопроводы. Труба 18,соединяющая газопровод 19 между котлом и камеро пылеуловителя, подает газ для газового уплотнения на входе в туннель. Вьюокое давление для динамического уплотнения может также создаваться дымовым газом от одной или несколь- ких горелок 20. Горелка 21, установленная в газоотводе 22, нагревает и плавит частицы внутри газа, которые затем осаждаются в шлаковой яме 23. Внутри газоотвода, ведущего из туннеля, установлен кислородный датчик 24 для определения соотноще- ния топлива и воздуха, необходимого горелке 21 для полного сжигания отходящих газов.

Печь 1, хотя она показана как трехфазная электрическая дуговая печь, может представлять собой электрическую печь постоянного тока, плазменную печь или-индукционную печь.

До настоящего времени технология выпуска плавки не позволяла осуществлять непрерывную плавку в течение полного 24-часового периода. Из бретение позволяет проводить непре- рьшную загрузку и рафинирование металла при полной мощности печи путем наклона печи под углом не с вы- ше 15 для выпуска ишака и плавки. Чтобы можно было осуществлять непрерывную работу при полной мощности печи с электродами, находящимися в контакте с ванной и без повреждения днища печи, внутри печи поддерживают зеркало расплавленного металла, имеющее объем, примерно равный объему расплавленного металла, удаленного во время каждого выпуска плавки. То

есть после выпуска плавки должно оставаться зеркало расплавленного металла размером, составляющим примерно 40-50% максимальной высоты ванны;

На фиг.З показан пример предпочтительной конструкции нагревателя дпя предварительного нагрева щихты, при этом вибрирующий канал 4 дей- ствует как конвейер. Динамическое

g 10 15 0 25

0

ос о 5

0

5

146

уплотнение 14 на входе материала на конвейер образовано камерой, имеющей одну или несколько горелок 20 для поддержания достаточного давления внутри уплотняющей камеры и для исключения утечки наружного воздуха внутри камеры. Для образования динамического уплотнения можно также применять газ под давлением, образующийся во время горения. Множество горелок 25 установлено через интервалы внутри огнеупорного туннеля или крышки для подачи тепла к шихте. Отходящие газы из печи 1 входят в огнеупорный туннель через отверстие 26 для разгрузки материала . Охлаждающий воздух для вибрирующего канала 4 вводят через воздухозаборник 27, при этом воздух проходит под прокладкой вибрирующего канала 4, через воздуховод 28, при-- чем воздух движется в направлении передающего материала. Нагретый воздух удаляется через воздухоотвод 29 и используется как воздух для горения в горелках 20 и 25. В такой конструкции печные отходя1цие газы обеспечивают тепло для нагревателя предварительного нагрева шихты двумя способами: во-первых, за счет конвекции , когда газы проходят над шихтой, и, во-вторых, за счет высвобоадения дополнительного тепла во время горения , когда окись углерода и углеводороды внутри печных отходящих газов сжигаются, обеспечивая дополнительное топливо для пламени горелок.

Конструкция, показанная на фнг.З, имеет динамическое уплотнение 14 на входе материала в нагреватель для предварительного нагрева шихты и другое динамическое уплотнение 30 на выходе материала, который проходит в печь 1. Печные отходящие газы вводят в нагреватель предварительного нагрева шихты через проход 31 для отходящих газов. Горячие газы удаляются из нагревателя предварительного нагрева шихты в камеру пыпеуповите- ля с тканевыми фильтрами через газоотвод 22. В этой конструкции свежий холодный воздух вводится под конвейером через воздухозаборник 27 дпя свежего холодного воздуха, при этом он проходит по воздухоот- воду 28 и выходит через воздухоотвод 29 для горячих газов.

Устройство, показанное на фиг.А, имеет конструкцию, подобную конструкции ycTpofiCTBa на фиг.З, Однако в этом устройстве отходящие печные газы не вводятся в туннель. Все тепло образуется горелками 20 и 25, а продукты горения из горелок удаляются через оба газоотвода 22 и 31 для газа в камеру пылесборника. Воздухозаборник 27 для свежего холодного воздуха расположен на входе материала в конвейер, при этом нагретый воздух удаляется по трубопроводу 29.

Сечейие нагревателя для предварительного нагрева шихты, представленного на фиг.З, показывает многие детали устройства. Основание 32 несет стандартный вибрирующий механизм 33, на котором закреплена опора ЗА для вибрирующего канала. Прокладка вибрирующего канала 4, которая предпочтительно изготовлена из нержавеющей стали, имеет фланцы 35, лежащие на верхней опоре 34. Крме того, рельсы или балки 36 обеспечивают дополнительную опору для транспортировочного канала, а также образуют зазор или проход для продольного направления через него воздуха для охлаждения канала 4. Крышка из огнеупорного блока образует верхнюю часть туннеля для конвейера Крышка является съемной для обеспечения доступа к конвейеру. Внутри огнеупорной крьш1ки находится одна или несколько горелок 25. Крьш1ка удерживается стойками 37. Опора 34 конвейера имеет прикрепленный к ней канал 38 для воды, который имеет доступ снарути нагревателя предварительного нагрева шихты для за юлне- ния его водой или для очистки канал от инородных веществ. Газовое уплотнение образовано выступающим вниз уплотнительным элементом 39, прикрепленным к нижней кромке крышки, проходящей в воде 40 внутри канала 38 .

Шихтой для непрерывной плавки является железный скрап, чушовый чугу и железо прямого восстановления в форме окатышей или брикетов. Скрап разделяют по чистоте, дробят или режут до соответструющего размера, если это требуется, лля непрерывной его подачи н цепь и хранения по типу до тех пор, пока он не иотре

5

0

5

0

5

0

5

0

5

буется для загрузку. Чушконый чугун гранулируют или измельчают до соответствующего размера для шихты.

Материал шихты выбирают из хранимых дробленых или нарезанных материалов и другого сырья, взвешивают и подают на конвейер. Преимущественно материал шихты взвешивают на взвешивающем конвейере. Материал шихты предварительно нагревают горелками 25 в туннеле, а также посредством пропускания отходящих печных газов через них и над ними в противотоке с потоком шихты в печь. Внутри туннеля поддерживают безокислительную атсмосферу посредством размещения на входе в туннель динамического уплотнения 14. Кислородный датчик 8 определяет являются ли отходяшие газы достаточно восстановительными для исключения окисления шихты и осуществляет регулирование горелок внутри туннеля. Если это требуется, то в туннеле можно поиме- нять восстановительное пламя. Неметаллические горючие вещества в щихте сжигаются, а шихта нагревается по крайней мере до 500 С и до максимальной температуры примерно 800 - 100Т)°С. Горелка 6, установленная на конце желоба, обеспечивает дополнительное тепло, необходимое для повышения температуры шихты для заданного предела для ввода шихты в печь при 800-1000 С.

Сталеплавильная печь работает непрерывно на полной мощности в течение продолжительного периода времени примерно шесть-семь дней, во время которого не производят ремонтные работы в печи. После этого печь ч выключают и заменяют весь тигель или верхнюю часть разъемного кожуха.

Печь работает с зеркалом расплавленного металла, примерно равным по весу тоннам металла, удаленным во время каждого вьтуска плавки.

Скорость загрузки или подачи шихты определяют по отклонению требуемой температуры в ванне. При приближении к времени вьтуска плавки скорость подачи шихты в печь уменьшают в течение нескольких минут до нача- ла выпуска плавки. Посредством уменьшения эффекта резкого охлаждения шихты на ванне температуру ванны увеличивают до заданной температуры выпуска плавки.

IlLriaK поддерживают в вспененном состоянии во время всех фаз процесса , включая фазу выпуска плавки, причем во время вьшуска плавки под- держивают полную мощность печи. Вспенивание шлака вызывается выделением СО и СО i внутри пшака. Углерод , необходимый для реакции с кислородом (окись), в шихте вводят в шпак или в поверхность раздела шпак - металл в ванне в виде порошкообразного углерода или кокса через одну или несколько фурм, расположенных под ванной. Если в ванне присутствует недостаточное количеств кислорода, то его можно также вводить через фурмы, расположенные под ванной, для осуществления необходимой реакции с углеродом для образо- вания пенистого шлака. Углерод и/или кислород можно вводить в ванну в любое время.

Дефосфорацию, окисление, частичную десульфурацию и науглероживание проводят внутри печи. Однако раскисление , окончательную десульфурацию и легирование проводят в ковше после выпуска плавки способом известным как металлургия в ковше, причем такие добавки вводят с участка обработки стали в ковше. Сталь в ковше свободна от жидкого шпака,и легирующие элементы можно добавлять во время операции вьшуска плавки, ког- да изготовляют обычные марки сталей Шпакообразователи добавляют во время выделения пузырьков газа через сталь для достижения однородности и чистоты ..

Дпя вьшуска плавки печь наклоняют под углом is из ее обычного вертикального положения. Выпуск плавки из печи можно осуществлять при помощи любого устройства или способа, предназначенного для выпуска металла , однако предпочтительно плавку выпускают через сливное отверстие, регулируемое вьздвижным шибером. Это позволяет исключить присутствие жид- кого шлака в ковше. Углерод,известь, кислород или пенистые пшакообразова- тели можно вводить под уровнем ванны жидкого металла или в поверхность раздела шлак - металл.

Когда для шихты применяют горн- чее железо прямого восстановления как подаваемая шихта, расход природг 10 5 0

5 0 5 0

5 Q

5

ного газа в нагревателе предварительного нагрева шихты уменьшается.

Предлагаемые способ и установка для непрерывного предварительного нагрева материала шихты для применения в соединении с работой электрической сталеплавильной печи позволяют непрерьшно загружать, выпускать плавку и при этом поддерживать полную мощность печи, причем достигается хороший контроль качества и химического состава продукта.

Формула изобретения

t. Способ непрерывного предварительного нагрева шихтовых материалов ДПЯ сталеплавильной печи, включающий непрерывное пропускание шихтовых материалов через нагревательную туннельную печь с горелками, удаление продуктов горения, пропускание горячих реакционных газов над шихтовыми материалами и разгрузку пот следних непрерывно и непосредственно в сталеплавильную печь, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева пшх- товых материалов, на выходе нагревательной печи создают динамический газовый затвор для поддержания неокислительной атмосферы в ней, а пламя газовых горелок направляют на поверхность шихтовых материалов, причем часть нагревательного туннеля, хонтактирующего с шихтовыми материалами , охлаждают пропусканием воздуха .

2, Установка для непрерывного предварительного нагрева шихтовых материалов для сталеплавильной печи, содержащая нагревательную туннельную печь с входным и выходным концами , опорные средства, средства для подвода тепла внутрь нагревательной туннельной печи, средство для ввода горячих печных газов и средства для удаления отходящих газов из нагревательного туннеля, отличаю- щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности нагрева шихтовых материалов, нагревательная туннельная печь снабжена непрерывным транспортным средством и кожухом, газозатворными средствами на входном конце и разгрузочным устройством на выходном конце нагревательного туннеля , а опорные средства снабжены

14

продольными затворами, расположенными параллельно направлению движения непрерывного транспортного средства,

3.Установка по п.2, отличающаяся тем, что, с целью повьппения работоспособности непрерывного транспортного средства, она снабжена устройствами для подачи охлаждающего воздуха под непрерывное транспортное средство.

4.Установка по п.2, отличающаяся тем, что непрерьш- ное транспортное средство выполнено в виде вибрирующего канала.

5.Установка по п.2, отличающаяся тем, что продольные затворные средства вьшолнены в виде водяного затвора.

6.Установка по п.2, отличающаяся тем, что газозатвор

14

12

0

5

0

ные средства вьтолнены в виде камеры динамического газового затвора.

7.Установка по пп.2 и 6, отличающаяся тем, что камера динамического газового затвора установлена на выходном конце нагревательного туннеля.

8.Установка по пп.2, 6 и 7, о т- личающаяся тем, что камерй динамического газового затвора снаб ,жена горелками, расположенными внут- ри камеры.

9.Установка по пп.2 и 3, о т л и- чающаяся тем, что в качестве устройства для подачи охлаждающего воздуха она содержит воздухозаборник , расположенный под входным концом нагревательного туннеля.

-/J

.i

.

, ///А

/ ZZZZ,

- у;я1и;й щ

77

УХХх/ХУУ

t Я Я if 5С Н ЭС

М

77

щ

УХХх/ХУУ

36 28

/ г

i

II

gjue.S