Способ нагрева металлического лома

 

Изобретение относится к способам .нагрева металлического лома расплавленным шлаком и может применяться в черной и цветной металлургии. Цель изобретения - повышение эффективности нагрева лома и плавильного процесса. Способ включает операции ввода в нагревательную емкость дискретной системы пакетов лома, заливку системы шлаком, выдерживание, извлечение лома и затвердевшего шлака, разделение компонентов системы, использование нагретых пакетов в металлургической печи. Структура системы обеспечивает при заданном Соотношении масс лома и шлака равенство объема шлака и пустот между пакетами. При нагреве лома до повышенныхтемператур система пакетов заливается шлаком дважды. При двухступенчатом нагреве лома шлак в промежутке удаляется из нагревательной камеры жидкотекучим. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 С 7/00, 5/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4759301/02 (22) 13.11.89 (46) 07,12.91. Бюл, № 45 (71) Запорожский индустриальный институт и Металлургический комбинат "Запорожсталь" (72) В.В. Куклинский и Ю.И. Жаворонков (53) 669.183(088.8) (56) Заявка Франции

¹ 2483952, кл. С 21 С 5/52, 1981.

Заявка Японии

¹ 62-29485, кл. С 21 С 5/52, 1987.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1027223, кл. С 21 С 5/28, 1983. (54) СПОСОБ НАГРЕВА МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛОМА (57) Изобретение относится к способам нагрева металлического лома расплавленным

Изобретение относится к технологии производства стали, сплавов и цветных металлов с использованием в шихте лома и может применяться в металлургической промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности нагрева лома и плавильного процесса.

Способ осуществляют следующим образом.

На поддоне устанавливают пакеты лома в виде вертикальных стенок с расчетным зазором между ними. Поддон опускают в нагревательную емкость, в качестве которой может быть использован шлаковый ковш, Последний заливают расплавленным Ы,» 1696496 А1 шлаком и может применяться в черной и цветной металлургии. Цель изобретения— повышение эффективности нагрева лома и плавильного процесса. Способ включает операции ввода в нагревательную емкость дискретной системы пакетов лома, заливку системы шлаком, выдерживание, извлечение лома и затвердевшего шлака, разделение компонентов системы, использование нагретых пакетов в металлургической печи.

Структура системы обеспечивает при заданном соотношении масс лома и шлака равенство объема шлака и пустот между пакетами. При нагреве лома до повышенных температур система пакетов заливается шлаком дважды, При двухступенчатом нагреве лома шлак в промежутке удаляется иэ нагревательной камеры жидкотекучим. шлаком, который полностью заполняет зазоры между пакетами лома. Систему выдерживают до установления равновесной или близкой к ней температуры. В конце процесса шлак может быть в жидкотекучем или окристаллизованном состоянии. Поддон извлекают из нагревательной камеры и затвердевший шлак отделяют от лома известным способом, например, с помощью вибровоэдействий на систему. Поддон с частично нагретым ломом снова помещают в нагревательную камеру и заливают расплавлен н ым шлаком вторично. Конечная температура вторичного нагрева может быть ниже или выше температуры плавления шлака. После выдержки поддон с нагре1696496 тым ломом извлекают из нагревательной ка" меры, пакеты лома сгружают в лоток или корзину и подают в металлургическую печь как часть метэллошихты, Слитый после вторичного нагрева лома шлак используют для первичного нагрева лома последующей плавки описанным способом.

Пример 1.

Одноступенчатый нагрев лома конечным шлаком конвертерной плавки.

Исходные данные для расчета: начальная температура конвертерного шлака

1600 С; конечная температура шлака

1150 С; начальная температура лома 200С; конечная температура лома 1160 С. Теплсемкости; Сщ 0,624 ккал/кг.град; С О;463 ккал/кг.град, С> 0,105 ккал/кг.град; Ci

0,163 ккал/кг.град.

Плотность лома в пакетах 3120 кг/м, 3 плотность расплава шлака 2910 кг/мз.

Располагаемое тепло шлака ц = (ст) (ct)< = 465,95 ккал/кг.

Тепло, необходимое для нагрева лома

qn = (ct) -(сс) = 185,35 ккал/к-.

Массовое соотношение лам — шлак Kq ==

2,51 кг/кг.

Объемное соотношение лом — шлак Kv ==

2,34м /м.

Структуру лама на поддоне при толщине пакетов, например, 400 мм выкладывают с зазором 400/2,34 = 170,0 мм.

Продолжительность выдерживания зависит от порозности пакетов, их толщины и заданных температур нагрева лома, ана составляет 40-90 мин. После выдержки поддон извлекают, виброколебаниями разрушают связь шлака с ломом и падают последний при 1150 С в конвертер.

П р и M е р 2. Двухступенчатый нагрев лома конвертерным шлаком до 1350 С. Поскольку структура лома в обоих периодах нагрева остается неизменной, та промежуточную температуру нагрева лома находят

npM jjcnoBMM Kql = Kq2.

1-я ступень нагрева. Располагаемое тепло шлака q U> = 208,65 ккал-кг, Тепло, воспринятое ломом, принимают с последующим уточнением (t t = 933 С), q :=- 69,42 ккал/кг.

Массовое соотношение лам — шлак Кя1 =

3,00 кг/кг.

Il-я ступень нагрева, Располагаемое тепло шлака quie = 440,85 ккал/кг.

Тепло, воспринимаемое ломом о2 =

147,18 ккал/кг, Массовое соотношение лам — шлака Кч2:= 2.99 кг/кг.

Ввиду хорошей сходимости К .расчет не повторя ют.

Объемное соотношение лом — шлак Х =

2,79м /м .

Принимают толщину пакетов 400 мм, тогда зазор между вертикальными стенками устанавливается 143 мм.

Из сравнения вариантов 1 и 2 видно, что во 2-м варианте лому сообщено в итоге

645,5 ккал/кг тепла, что на 183,55 ккал/кг больше, чем в варианте 1, однако расход шлака уменьшается íà 7%.

При использовании в металлошихте

50% лома выход шлака в конвертере составляет 175 кг/т лома, т.е. К = 5,71. Таким образом, соотношение шлак — лом вконвертере, не;саответствует условиям примеров 1 и 2 и необходимо привлекать для нагрева лома шлаки неканвертерного передела, например доменные, По расчетам на заводе с полным металлургическим циклом для нагрева лома канвертерного передела, потребляющего весь производимый чугун, необходимо использовать 31,4% доменного шлака для этих целей.

Из расчета следует, что при доле лома в металлошихте да 50% и применении при нагреве канвертерного шлака, выход которого составляет 15% к массе стали. соотношение шлак — лом равна 0,9, Такой же расчет по отношению к доменному шлаку дает величину 1,8. По предложенному способу лом прогревается именно шлаком, поэтому общий расход тепла уменьшается.

Таким образом, по продолжительности процесса в конвертере и по затратам тепла предлагаемый способ обеспечивает большую эффективность.

В технологическом отношении нагрев металлолома шлаком также более выгоден: не происходит окисления металла; металлолом оказывается в конце процесса покрыт намароженным шлаком (или частью шлака), это защищает пакеты, особенно легковес, от. угара в конвертере; пакеты легковеса заполняются шлаком и изнутри, а контактный нагрев шлаком на порядок интенсивнее, чем нагрев газом.

Формула изобретения

Способ нагрева металлического лома при выплавке стали, сплавов и цветных металлов, включающий ввод в емкость лома, заполнение порозностей в нем расплавленным шлаком, выдержку и удаление шлака, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева лома, шлак вводят в пакетированный лом при соотношении масс лома и шлака, равном

1;(0,9 — 1,8), при этом объем шлака равен объему пустот между пакетами и внутри пакетов.