Способ выплавки стали и агрегат для его осуществления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерация по патентам и товарным знакам (21) 04949864/02 (22) 28.06.91 (48) 15.12.93 Бюл. Na 45 — 46 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.н.ПБардина (72) Липухин Юрий Викторович; Гуров Александр

Константинович; Васильев Леонид Михайлович;

Шалимов Александр Георгиевич; Белуничев Леонид

Васильевич; Тишков Виктор Яковлевич; Агарышев

Анатолий Иванович; Апымов Апександр Андреевич;

Жиленко Владимир Борисович; Дубов Борис Геннадьевич (73) Гуров Александр Константинович (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в металлургии, в способах выплавки стали с предварительным нагревом металлолома Сущность изобретения: способ выплавки стали включает загрузку металлолома, заливку чугуна, продувку ванны кислородом. Металлолом предварительно нагревают при непрерывном перемешивании в подвижном барабане до 600 — 1000 С. (в) RU (и) (51) 5 СИС5 64 С21С5 38

Барабан поворачивают на угол 180 — 270 за 0,5—

1,0 мин в одну и в другую сторону вокруг его продольной оси Цветные металлы и сплавы выплавляют во время нагрева металлолома, собирают и удаляют сливом Устройство дпя выплавки стали содержит плавильную камеру с ванной и фурмами для продувки металла и дожигания отходящих газов, камеру предварительного нагрева металлолома и камеру для его окончательного нагрева, расположенные в газоотводящем тракте. Камера окончательного нагрева металлолома выполнена в виде горизонтально расположенного барабана, имеющего возможность возвратно-поступательного перемещения вокруг продольной оси и наклона в вертикальной плоскости Барабан снабжен водоохлаждаемыми торцевыми уплотнительными кольцами и водоохлаждаемым загрузочным лкжом. Барабан футерован износостойким огнеупором с возможностью сбора жидких цветных металлов в полости-выемке кладки 2 спф-лы, 1 зл.ф-лы, 1 ип.

1 табл„1 пр.

2004595

Изобретение относится к области черной металлургии. конкретнее — к способам выплавки стали с использованием тепла отходящих газов для нагрева металлолома.

Известен способ выплавки стали с использованием тепла отходящих газов для нагрева металлолома, например, в двухванной печи (1), Недостатком этого способа является низкий уровень регенерации тепла металлоломом, нагреваемым отходящими газами иэ соседйей ванны, из-эа неподвижности заваленного лома и малой площади тепловосприятия, результатом чего является высокий расход жидкого чугуна и общей металлошихты на 1 т выплавляемой стали.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали в конверторе с использованием тепла отходящих газов для нагрева лома, где отходящие газы просасывают сквозь вращающийся барабан с металлоломом (2), Недостатком прототипа является низкая стойкость барабана из-за невозможности охлаждения его торцевых деталей и кладки при высокой скорости роста температуры конверторных газов, что снижает время нагрева лома. технологичность способа, а также и его практическую применимость.

Технический результат изобретения заключается в повышении производительности, зкономии энергоресурсов, снижении расхода чугуна, очищении стали от цветных металлов и высокой экологичности процесса.

Технический результат изобретения достигается тем, что металлолом перед эавалкой непрерывно перемешивают в нагревательных барабанах под регулируемыми факелами отходящих газов и нагревают до

600 — 1000 С при знакопеременных поворотах барабана вокруг его продольной оси за

0,5 — 1,0 мин на угол 180-270, при этом выплавляют цветные металлы из лома. устройство для осуществления этого способа, содержащее плавильную камеру с ванной и фурмами для продувки металла и дожигания отходящих газов, горизонтально установленный в газоотводящем тракте с возможностью вращения и наклона в вертикальной плоскости футерованный барабан для нагрева металлолома, соединенный с газоотводящим трактом торцевыми уплотнительными кольцами, снабжено камерой предварительного нагрева металлолома, установленной в гаэоотводящем тракте за вращающимся барабаном, который выполнен с воэможностью энакопеременного пощей перегрузкой лома из коробов в

"0 барабаны-камеры окончательного нагрева, нагрев лома в них до 600-1000 С с последующей нагрузкой лома в плавильную камеру

- путем наклона барабана вокруг вертикальной оси в сторону ванны (на угол, достаточный для выгрузки лома), при этом печь поставлена на максимальную тягу, противоположную барабану, После эавалки метал20

55

50 ворота с водоохладительными загрузочным люком и торцевыми уплотнительными кольцами, причем в футеровке барабана выполнена полость-выемка для сбора жидких цветных металлов и сплавов.

П р ы м е р, Процесс выплавки включает ввод коробов с ломом в камеры предварительного нагрева до 400 — 600 С с последуюлолома в ванну заливается чугун и включают продувку металла кислородом через сводовые и глубинные фурмы, причем сводовые фурмы используют для дожигания окиси углерода, выделяющейся из ванны. Расход чугуна поддерживают на уровне 150 — 160 т и металлолома — 160 — 170 т при массе жидкой стали 300 т. Образующиеся при продувке технологические газы после дожигания над ванной с температурой 1600-1700 С смешивают с вентиляторным воздухом или паром и направляют в барабаны-подогреватели, нагруженные очередными порциями лома, По мере подогрева металлолома для его защиты от сваривания расход воздуха или пара увеличивают, при этом вдуваемый воздух (или пар) между подвижных сочленений барабана с печью создает герметизацию (эффект пневмозатвора). После нагрева очередной партии металлолома до

1000 С перед его завалкой в ванну на следующую плавку из барабана спускают накопленные в его полости жидкие цветные металлы плавки через специальный желобок и переносную плоскость, что позволяет освободить металлолом от загрязнений цветными металлами, делая его пригодным для выплавки стали марок ответственного назначения. По мере расплавления, доводки плавки до заданного уровня температуры и содержания углерода металл раскисляют и выпускают в ковш, где производят окончательное раскиление и корректировку химанализа стали и затем разливают ее на слитки или заготовку на УНРС.

В таблице даны примеры осуществления способа, Из таблицы следует, что выбранные пределы. в которых изменяют параметры процесса, позволяют эффективно и безаварийно нагревать металлолом и выплавлять из него сталь.

2004595

Работа подовой печи по изобретению позволит увеличить производительность до

1000000 т/г при расходе жидкого чугуна

400 †6 кг/т стали при использовании металлолома обыкновенного мартеновского сортамента.

На чертеже представлено устройство для осуществления способа, содержащее плавильную камеру 1 с водоохлаждаемой горловиной, соединительный патрубок 2, барабан-нагреватель 3 лома с механизмом поворота и наклона, колено 4 дымоотвода, камеру 5 предварительного нагрева металлолома, емкость 6 для слива цветных металлов, дымовой тракт 7 с котлом-утилиэатором и пылеочисткой, водоохлаждаемые уплотнительные кольца 8, водоохлаждаемый загрузочный люк 9.

Камера 1 содержит подину со встроенными в ее кладку ниже уровня ванны фурмами для подачи кислорода вместе с топливом (порошковым, жидким или газообразным), окно для заправки и торкретирования кладки стенок и свода, а также взятия проб металла и управления плавкой; передние и задние стенки, оборудованные фурмами для дожигания выделяющимся из ванны газом; свод с горловиной для завалки металлолома, армированной водоохлаждаемым кольцом с направляющими для примыкания цилиндрического барабана-нагревателя лома во время загрузки лома в камеру плавления; сводовые фурмы и топливнокислородные горелки.

Соединительный патрубок 2 состоит иэ кожуха, футерованного огнеупорным кирпичом, и содержит водоохлаждаемые кольца 8 в местах контакта с горловиной свода и с водоохлаждаемым кольцом вращающегося (поворотного) барабана-нагревателя 3 лома. Соединительный патрубок 2 позволяет наклонять барабан 3 до касания горловины камеры 1.

Барабан-нагреватель 3 лома содержит кожух, футерованный плотным износостойким огнеупором, с водоохлаждаемыми уплотнительными кольцами 8 на входной и отводящей сторонах, механизмы поворота и качания (наклона), а также загрузочный люк 9 для завалки лома для нагревания.

Футеровка барабана 3 выполнена с возможностью сбора жидких цветных металлов и сплавов.

Колено 4 дымоотвода содержит кожух, футерованный шамотом, ограниченный водоохлаждаемым уплотнител ьн ым кольцом

8. На выходе дымоотвод переходит в специально оборудованную камеру 5 предварительного нагрева лома в контейнерах (лотках, коробах).

Камера 5 предварительного нагрева лома выполнена с воэможностью загрузки ее контейнерами (коробами, лотками) с металлоломом и оборудована герметичными дверями, Емкости 6 для слива жидких цветных металлов выполнены с возможностью приема их при наклоне барабана-нагревателя лома.

Дымовой тракт 7 снабжен котлами-утилизаторами, газоочистками и дымососами на каждую сторону печи.

Устройство работает следующим образом, Металлолом в контейнерах загружается краном в барабан-нагреватель 3 через специальный загрузочный люк 9 в верхней части барабана, закрываемый футерованной крышкой. Отходящие из плавильной камеры

1 дымовые газы направляют через полость вращающегося (поворачивающегося) барабана-нагревателя 3 (за 0,5 — 1,0 мин поворот на 180 — 270 и за такое же время поворот в обратную сторону), в результате лом нагревают до 600-1000 С и после выпуска предыдущей плавки из печи после заправки подины нагружают в ванну камеры плавления 1 путем наклона барабана-нагревателя

3 до угла, превышающего угол соответствующего откоса для нагретого лома, с одновременным поворачиванием вокруг продольной оси барабана-нагревателя 3.

Для полной очистки барабана от остатков металлолома в барабан 3 вводят шток-скребок толкателя.

После завалки в камеру 1 нагретого лома включают топливно-кислородн ые горелки с подачей (30 — 55) 10 ккал/ч, заливают жидкий чугун (30 — 60o от массы металлошихты) с одновременным включением сводовых и глубинных кислородных фурм. При этом сводовые фурмы работают в режиме дожигания окиси углерода над ванной, Продукты горения направляют при помощи дымовых шиберов через барабаны-нагреватели 3 лома, которые во время заливки чугуна загружаются новыми порциями металлолома, находясь в горизонтальном положении. B зто время в камеру 5 предварительного нагрева лома вводят контейнер с холодным металлоломом и герметично закрывают двери камеры.

В период нагрева лома в подвижном барабане-нагревателе 3 цветные металлы, загрязняющие металлолом, выплавляются и собираются в полости-выемке кладки. После полного нагрева и плавления цветного лома и сбора жидких цветных металлов их выпускают в специальную емкость 6.

2004595

Время поворота барабана с ломом в одну сторону, мин

Угол поворота барабана, град.

Пример

170

180

270

290

0,4

0,5

0,7

1,0

1,1

9

Во время загрузки одной камеры нагрева (барабана) дымовые газы выводятся из камеры 1 через другой барабан 3 на противоположной стороне печи в трубу, таким образом предотвращают выбивание дымовых газов в атмосферу цеха.

Технический результат изобретения заключается в повышении производительноФормула изобретения

1. Способ выплавки стали, включающий предварительный нагрев отходящими из агрегата газами металлолома при его непрерывном перемешивании во вращающемся барабане, загрузку нагретого металлолома в агрегат, заливку чугуна, продувку ванны кислородом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, снижения расхода чугуна, экономии энергоресурсов, улучшения экологии процесса, при нагреве металлолома барабан поворачивают знакопеременно вокруг его продольной оси на угол

180 - 270 за 0,5 - 1,0 мин, а лом нагревают до 600 - 1000 С, 2, Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью очищения металлолома от . цветных металлов и сплавов, цветные ме15

30 сти печи до 1000000 т стали/год (т.е. в 2-3 раза), снижении расхода чугуна до 400—

600 кг/т стали, в экономии энергоресурсов на 100 кг условного топлива на 1 т стали и в улучшении экологии процесса. (56) Авторское свидетельство СССР

N 393553, кл. С 21 С 5/04, 1971.

Патент ЧССР, кл. С 21 С 5/38, 1972.

Эффективность перемешивания и нагрева металлолома

Эффект перемешивания лома недостаточен

Эффект перемешивания для крупного и среднего металлолома достаточен

Усиление перемешивания

Эффект перемешивания для всех размеров лома достаточен

Увеличивается износ крышки завалочного люка барабана от падающих кусков крупного лома

Затруднение знакопеременных поворотов барабана с ломом из-за высокой инерционности оборудования и воэможности его поломок

Нормальное перемешивание

Резкое снижение эффекта перемешивания и и or ева лома таллы и сплавы выплавляют из металлолома Во время его нагрева, собирают и удаляют сливом.

3. Агрегат для выплавки стали, содержащий плавильную камеру с ванной и фурмами для продувки металла и дожигания отходящих газов, горизонтально установленный в газоотводящем тракте с возможностью вращения и наклона в вертикальной плоскости футерованный барабан для нагрева металлолома, соединенный с газоотводящим трактом торцевыми уплотнительными кольцами, отличающийся тем, что он снабжен камерой предварительного нагрева металлолома. установленной в газоотводящем тракте за вращающимся барабаном, который выполнен с возможностью знакопеременного поворота и имеет водоохлаждаемый загрузочный люк, а торцевые уплотнительные

2004595

Составитель Л.Шарапова

Редактор А.Купрякова Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко, Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Заказ 3380

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул.Гагарина, 101 кольца выполнены водоохлаждаемыми, при этом в футеровке барабана выполнена полость-выемка для сбора жидких цветных металлов и сплавов.