CS272392B1

CS272392B1 - Tandem furnace for steel production

Info

Publication number: CS272392B1
Application number: CS882288A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Sladecek; Frantisek Ing Hromek; Jaroslav Ing Csc Petros; Frantisek Ing Sotola; Zdenek Ing Jasinsky; Antonin Ing Stivar
Original assignee: Jaroslav Sladecek; Hromek Frantisek; Petros Jaroslav; Frantisek Ing Sotola; Jasinsky Zdenek; Antonin Ing Stivar
Priority date: 1988-04-05
Filing date: 1988-04-05
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS228888A1

Abstract

Úkolem řešení je možnost podstatného překročení dosavadního mezního podílu tuhé vsázky při podstatně nižších nákladech na kovonosnou vsázku a etruskotvorné přísady a úspoře investičních nákladů. Za tím účelem je každá nístšj (11, 12) dále vybavena nejméně jedním kombinovaným hořákem (3) a nejméně dvěma dmyšnami (4). Dále je podstatou to, že vzdálenost čela každého kombinovaného hořáku (3) od klenby (5) je v rozmezí 100 až 1500 mm a že středové osy čela kombinovaných hořáků (3) jsou od sebe vzájemně vzdáleny v rozmezí 1000 až 3000 mm, přičemž od svislé roviny (10) jsou vzdáleny v rozmezí ± 1000 mm. Rovněž je podstatou to, že výstupní otvory dmyšen (4) jsou umístěny v rozmezí 100 až 1100 mm nad půdou (9) a jsou od sebe vzájemně vzdáleny v rozmezí 250 až 2750 mm a že podélné osy dmyšen (4) jsou jednak uspořádány k vodorovné rovině (7) v rozmezí od 30" směrem k půdě (9) do 15° směrem ke klenbě (5) a jednak ve vzdálenosti í 750 až i 1000 mm, ležící od svislé roviny (10), jsou rovnoběžné s touto rovinou (10), případně s ní svírají úhel 30° až 135° ve směru k protilehlé stěně a dmyšny (4) ležící mimo toto rozmezí svírají s ní úhel 45° až 105°.The aim of the solution is to enable a substantial increase in the current limit of the solid charge at significantly lower costs for the metal-bearing charge and the Etruscan-forming additive and to save investment costs. For this purpose, each furnace (11, 12) is further equipped with at least one combined burner (3) and at least two nozzles (4). Furthermore, the essence is that the distance between the front of each combined burner (3) and the vault (5) is in the range of 100 to 1500 mm and that the central axes of the fronts of the combined burners (3) are spaced apart from each other in the range of 1000 to 3000 mm, while they are spaced apart from the vertical plane (10) in the range of ± 1000 mm. It is also essential that the outlet openings of the nozzles (4) are located in the range of 100 to 1100 mm above the floor (9) and are spaced apart from each other in the range of 250 to 2750 mm and that the longitudinal axes of the nozzles (4) are arranged on the one hand to the horizontal plane (7) in the range of 30° towards the floor (9) to 15° towards the vault (5) and on the other hand at a distance of 750 to 1000 mm, lying from the vertical plane (10), are parallel to this plane (10), or form an angle of 30° to 135° with it in the direction towards the opposite wall and the nozzles (4) lying outside this range form an angle of 45° to 105° with it.

Description

Vynález se týká dvounístějové ocelářské pece, zvané také tandemové, pro výrobu oceli a řeší možnost podstatného překročení dosavadního mezního podílu tuhé vsázky při podstatně nižších nákladech na kovonosnou vsázku a struskotvorné přísady a úspoře investičních nákladů.The invention relates to a two-stage steel furnace, also called tandem, for the production of steel and solves the possibility of substantially exceeding the current limit of solid charge at substantially lower costs for metal-bearing charge and slag-forming additives and saving investment costs.

Tandemová pec soudobé konstrukce se řadí k zařízením pro výrobu oceli, která pracují bez přívodu tepla palivy a sestává z předehřívací nístěje, ve které se ohřívá tuhá vsázka a je vybavena nejméně jednou dospalovací tryskou a ze zkujnovací nístěje, ve které se zkujňuje tekutý kov a je vybavena nejméně jednou zkujnovací tryskou, přičemž obě nístěje pracují současně. Každá nístěj má panelovou klenbu, stěny a půdu a v její přední stěně je sázecí otvor a v zadní stěně odpichový otvor. Přestože uspořádání dvou propojených nístějí umožňuje částečně využít fyzikálního a akčního tepla odpadních plynů, a to zplodin oxidace uhlíku taveniny v tzv. zkujňovací nístěji k předehřevu tuhé vsázky v předehřívací nístěji, nelze podíl ocelového oopadu ve vsázce prakticky výrazně zvýšit nad 35 % hmot. Také omezený příkon zkujňcvaeího kyslíku, obvykle kolem průměrné hodnoty měrné intenzity 1 m^J/min. na 1 tunu tekutého kovu a způsob šikmého dmýchání zkujnovací tryskou na lázeň shora neumožňuje, zejména v údobích slabě rozvinutého pochodu oduhličování taveniny kovu, dostatečně promíchávat spodní, od trysky vzdálenější částí taveniny. Proto, hlavně při zpracování větších podílů ocelového odpadu ve vsázce, vznikají teplotní a koncentrační nejstejnorodosti taveniny, které mohou zapříčinit výhozy kovu, strusky, popřípadě i poškození zejména panelových částí klenby pece, což se při výrobě oceli v těchto pecích již několikrát v praxi stalo.A tandem furnace of contemporary design is one of the equipment for the production of steel, which operates without the supply of fuel fuel and consists of a preheating hearth in which the solid charge is heated and equipped with at least one afterburner nozzle and a forging hearth in which liquid metal is forged and is equipped with at least one forging nozzle, both hearths operating simultaneously. Each hearth has a panel vault, walls and attic, and there is a planting hole in its front wall and a tap hole in its rear wall. Although the arrangement of two interconnected hearths makes it possible to partially utilize the physical and action heat of the waste gases, namely the carbon oxidation products of the melt in the so-called smelting hearth to preheat the solid charge in the preheating hearth, the proportion of steel scrap in the charge cannot Also limited forging oxygen input, usually around an average specific intensity of 1 m ^J / min. per 1 ton of liquid metal and the method of oblique blowing by the forging nozzle onto the bath from above does not allow, especially during periods of weakly developed process of decarburization of the metal melt, sufficiently mixing the lower part of the melt farther from the nozzle. Therefore, especially during the processing of larger proportions of steel waste in the charge, temperature and concentration homogeneities of the melt arise, which can cause metal ejection, slag, or even damage, especially panel parts of the furnace vault, which has happened several times in practice in steel production.

Uvedené nevýhody odstraňuje tandemová pec pro výrobu oceli podle vynálezu, sestávající z předehřívací nístěje, vybavené nejméně jednou dospalovací tryskou a zkujňcvací nístěje, vybavené nejméně jednou zkujňovací tryskou, které jsou tvořeny panelovou klenbou, stěnami a půdou a mají v přední stěně sázecí otvor a v zadní stěně odpichový otvor, jehož podstata spočívá v tom, že každá nístěj je dále vybavena nejméně jedním kombinovaným hořákem a nejméně dvěma dmyšnami. Dále je podstatou to, že vzdálenost čela každého kombinovaného hořáku od pracovního povrchu klenby je v rozmezí 100 až 1 500 mm a že středové osy čela kombinovaných hořáků jsou od sebe vzájemně vzdáleny v rozmezí 1 000 až 3 000 mm, přičemž od svislé roviny procházející podélnou osou každé nístěje jsou vzdáleny v rozmezí í 1 000 mm.These disadvantages are eliminated by a tandem furnace for the production of steel according to the invention, consisting of a preheating hearth equipped with at least one combustion nozzle and a forging hearth equipped with at least one forging nozzle, which are formed by a panel vault, walls and soil a tap hole in the wall, the essence of which consists in the fact that each hearth is further equipped with at least one combined burner and at least two blowers. Furthermore, the essence is that the distance of the face of each combined burner from the working surface of the vault is in the range of 100 to 1,500 mm and that the central axes of the face of the combined burners are spaced in the range of 1,000 to 3,000 mm from each other. the axis of each hearth are spaced within 1 000 mm.

Také je podstatou to, že středové osy výstupních otvorů dmyšen jsou jednak umístěny v rozmezí 100 až 1 100 mm nad půdou každé nístěje a jednak jsou od sebe vzájemně vzdáleny v rozmezí 250 až 2 750 mm a že podélné osy dmyšen jsou uspořádány k vodorovné rovině, rovnoběžné s půdou každé nístěje, v rozmezí od 30° směrem k půdě do 15° směrem ke klenbě. Podstatou je i to, že podélné osy dmyšen ležící cd svislé roviny, procházející osou sázecího otvoru, ve vzdálenosti - 750 až - 1 000 mm jsou rovnoběžné s touto rovinou, popřípadě s ní svírají úhel 30° až 135° ve směru k protilehlé stěně a dmyšny ležící mimo toto rozmezí svírají s ní úhel 45° až 105°.It is also essential that the central axes of the blower outlets are located between 100 and 1,100 mm above the ground of each hearth and are spaced apart from 250 to 2,750 mm and that the longitudinal axes of the blowers are arranged in a horizontal plane. parallel to the ground of each hearth, ranging from 30 ° towards the ground to 15 ° towards the vault. It is also essential that the longitudinal axes of the nozzles lying in the vertical plane passing through the axis of the planting hole, at a distance of -750 to -1000 mm, are parallel to this plane, or form an angle of 30 ° to 135 ° with it in the direction of the opposite wall, and nozzles outside this range form an angle of 45 ° to 105 ° with it.

Výhodou tandemové pece podle vynálezu je, že vhodným umístěním kombinovaného hořáku, jehož čelo je od pracovního povrchu klenby vzdálené v rozmezí 100 až 1 500 mm a v případě použití více jak jednoho kombinovaného hořáku, jejichž čela jsou od sebe vzájemně vzdáleny v rozmezí 1 000 až 3’. 000 mm a od svislé roviny procházející podélnou osou každé nístěje jsou vzdáleny v rozmezí í 1 000 mm, se dosáhne zejména vytvoThe advantage of the tandem furnace according to the invention is that a suitable location of a combination burner whose face is spaced from the working surface of the vault in the range of 100 to 1500 mm and in case of use more than one combined burner whose faces are spaced apart in the range of 1,000 to 3 '. 000 mm and are spaced from the vertical plane passing through the longitudinal axis of each hearth in the range of 1 1 000 mm, in particular

CS 272 392 Bl ření potenciální možnosti pružné reakce na potřeby zpracování ocelového odpadu, protože její konstrukční řešení umožňuje podstatně překročit dosavadní 35 % mezní podíl tuhé vsázky při podstatně nižších nákladech na kovonosnou vsázku a struskotvorné přísady. Tím je možno zpracovávat 50 % ocelového odpadu ve vsázce a v případě potřeby zpi*acovávat až 100 % tuhé vsázky, a to vše bez nároků na výstavbu nových tavících zařízení pro zpracování' přebytků ocelového odpadu v jednotlivých národních hospodářstvích a při využití dostupných zdrojů tuhých paliv, čímž dochází k značné úspoře investičních nákladů, k využití druhotných surovin pro snížení nároků na primární surovinu, a to na železnou rudu a také k energetickým úsporám spojených se snížením výroby tekutého tuhého železa. Další výhodou je, že použitím dmyšen, které jsou uspořádány podle 4 až 6 podružného bodu definice a umožňují dmýchání kyslíku do taveniny, popřípadě inertního plynu nebo paliva, se zajistí zvýšení intenzity promíchávání taveniny, a tím vyloučení výhozu kovu a etrusky, vnášení paliva, neuhličení, zintenzivnění oxidace uhlíku a příměsí a že je také umožněna oxidace uhlíku tuhého paliva v předehřívací nístěji použitého do vsázky.CS 272 392 The potential for a flexible response to the needs of steel scrap processing, as its design allows to significantly exceed the current 35% solids content limit at significantly lower costs for metal-bearing charge and slag-forming additives. This makes it possible to process 50% of the steel waste in the charge and, if necessary, to process up to 100% of the solid charge, all without the need to build new smelters for processing surplus steel waste in individual national economies and using available solid fuel sources. , which leads to significant savings in investment costs, the use of secondary raw materials to reduce the demands on the primary raw material, namely iron ore, and also the energy savings associated with reducing the production of liquid solid iron. Another advantage is that the use of nozzles which are arranged according to 4 to 6 of the sub-definition and allow oxygen to be blown into the melt or inert gas or fuel increases the mixing intensity of the melt, , intensifying the oxidation of carbon and impurities and that it is also possible to oxidize the carbon of the solid fuel in the preheating hearth used in the charge.

Tím jsou vytvořeny předpoklady, že dmyšky plní funkci doplňkového zkujňování ve zkujňovací nístěji a funkci přívodu spalovacího média pro spalování tuhého paliva ve vsázce v předehřívací nístěji.This creates the assumption that the nozzles fulfill the function of additional forging in the forging hearth and the function of supply of the combustion medium for the combustion of solid fuel in the charge in the preheating hearth.

Na připojeném výkresu je příkladně schematicky znázorněna tandemová pec podle vynálezu, kde na obr. 1 je její podélný řez a na obr. 2 je příčný řez zkujňovací nístějí.The attached drawing schematically shows, by way of example, a tandem furnace according to the invention, in which FIG. 1 is a longitudinal section thereof and FIG. 2 is a cross section of a forging hearth.

Tandemová pec pro výrobu oceli podle příkladného provedení sestává z předehřívací a zkujňovací nístěje 11 a 12. které jsou tvořeny panelovou klenbou 2, stěnami a půdou 9, a mají v přední stěně sázecí otvor 6 a v zadní stěně odpichový otvor 13. Každá nístěj je vybavena zkujňovací tryskou £, šikmě zasouvatelnou otvorem v čelní stěně, jejíž dolní konec vyúsťuje na hladinu 8 kovové lázně a dospalovací tryskou 2_, zabudovanou v okrajovém panelu klenby £, jejíž podélná osa je kolmá na hladinu 8 kovové lázně. Dále je každá nístěj vybavena jednak kombinovaným hořákem 2> zabudovaným šikmo v druhém okrajovém panelu klenby £, jehož vzdálenost čela od pracovního povrchu klenby £ je 200 mm a jednak dmyšnami 4, zabudovanými v zadní stěně, jejichž středové osy výstupních otvorů jsou umístěny 600 mm nad půdou 2 ^a í^sou sebe vzájemně vzdáleny 2 100 mm, přičemž jejich podélné osy jsou uspořádány ve vodorovné rovině £ a jsou vzájemně rovnoběžné.The tandem steelmaking furnace according to the exemplary embodiment consists of a preheating and forging hearth 11 and 12. which are formed by a panel vault 2, walls and soil 9, and have a charging hole 6 in the front wall and a tapping hole 13 in the rear wall. a forging nozzle 6, obliquely insertable through an opening in the front wall, the lower end of which opens to the level 8 of the metal bath, and a combustion nozzle 2, built into the edge panel of the vault 6, the longitudinal axis of which is perpendicular to the level 8 of the metal bath. Furthermore, each hearth is equipped on the one hand with a combined burner 2> built in obliquely in the second edge panel of the vault £, the front distance of which from the working surface of the vault £ is 200 mm and on the other hand with nozzles 4 land 2 ^and I ^sum spaced apart 2100 millimeters, while their longitudinal axes are arranged in a horizontal plane and £ are mutually parallel.

Při použití dvou kombinovaných hořáků £ na jedné nistěji jsou středové osy jejich čel od sebe vzájemně vzdáleny 1 100 mm, přičemž jejich podélné osy jsou v půdorysu souběžné s podélnou osou každé nístěje.When using two combined burners 6 on one hearth, the central axes of their faces are spaced 1,100 mm apart, their longitudinal axes being parallel in plan to the longitudinal axis of each hearth.

Výroba oceli v tandemové peci podle vynálezu se provádí tak, že ve zkujňovací nístěji 12 se dmýchá kyslík do kovové lázně jednak zkujňovací tryskou 1 a jednak dmyšnami 4,. V údobí asi od 30 do 90 % z celkové doby zkujňování se do této nístěje dmýchá i spalovací kyslík dospalovací tryskou £.The production of steel in the tandem furnace according to the invention is carried out in such a way that oxygen is blown into the metal bath in the quenching hearth 12, both by the quenching nozzle 1 and by the blowers 4. In a period of about 30 to 90% of the total forging time, the combustion oxygen is also blown into this hearth by the combustion nozzle.

V předehřívací nístěji 11, ve které je přehřívána tuhá vsázka se od počátku zkujňování asi do 30 % z celkové doby zkujňování předehřívá ocelový odpad kombinovaným hořákem 2, do kterého se přivádí palivo a oxidační médium. Po uplynutí této doby se zastavuje přívod paliva a až do konce zkujňování ve vedlejší nístěji se do kombinovaného hořáku 2 přivádí pouze oxidační médium pro spalování oxidu uhelnatého v přeCS 272 392 Bl dehřívací nístěji 11. přičemž oxidační vání tuhých paliv, které byly nasazeny médium se také přivádí dmyšnami £ pro spalomezi kovonosnou vsázku.In the preheating hearth 11, in which the solid charge is superheated, from the beginning of the forging up to about 30% of the total forging time, the steel waste is preheated by a combined burner 2, into which the fuel and the oxidizing medium are fed. After this time, the fuel supply is stopped and until the end of the forging in the secondary hearth, only the oxidizing medium for burning carbon monoxide in the preheating hearth 11 is fed to the combined burner 2, the oxidizing of the solid fuels which have been fed with the medium also being fed. feeds the metal-bearing charge through the flue gas nozzles.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A tandem furnace for the production of steel, consisting of a preheating hearth equipped with at least one afterburning nozzle and a forging hearth, equipped with at least one forging nozzle, consisting of a panel vault, walls and soil and having a planting hole in the front wall and a tap hole in the rear wall. , characterized in that each hearth (11, 12) is further provided with at least one combined burner (3) and at least two blowers (4).

2- Tandem furnace according to claim 1, characterized in that the distance between the face of each combined burner (3) and the working surface of the vault (5) is in the range of 100 to 1500 mm.

3. Tandem furnace according to items 1 and 2, characterized in that the central axes of the face of the combined burners (3) are spaced apart from each other in the range of 1,000 to 3,000 mm, from the vertical plane (10) passing through the longitudinal axis of each hearth. they are within 1,000 mm.

4. A tandem furnace according to claim 1, characterized in that the central axes of the outlet openings of the blowers (4) are on the one hand in the range of 100 to 1000 mm above the soil (9) of each hearth and on the other hand are spaced apart from 250 to 2 mm. 750 mm.

5. Tandem furnace according to items 1 and 4, characterized in that the longitudinal axes of the blowers (4) are arranged to a horizontal plane (7) parallel to the soil (9) of each hearth, in the range from 30 ° towards the soil (9). ) up to 15 ° towards the vault (5).

6. Tandem furnace according to items 1, 4 and 5, characterized in that the longitudinal axes of the nozzles (4) lying from the vertical plane (10) passing through the axis of the setting hole (6), at a distance of 750 750 to 1 1,000 mm are parallel with the plane (10), or at an angle of 30 ° to 135 ° in the direction of the opposite wall, and the nozzles (4) outside this range form an angle of 45 ° to 105 ° with it.