CZ323397A3

CZ323397A3 - Zařízení a způsob výroby tekutého železa vícezonálním způsobem tavení

Info

Publication number: CZ323397A3
Application number: CZ973233A
Authority: CZ
Inventors: Stefan Dimitrov; Norbert Ramaseder; Wilfried Pirklbauer; Ernst Fritz; Heinz Müller
Original assignee: Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh
Priority date: 1995-04-10
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 1998-03-18
Also published as: DE59603568D1; ZA962631B; KR100266826B1; UA41448C2; AU5260396A; EP0820528A1; KR19980703744A; CA2217896A1; BR9604922A; AT404841B; CN1046554C; ATE186332T1; US6241798B1; CN1181113A; MX9707767A; PL322871A1; RU2147039C1; EP0820528B1; TW301674B; CZ291900B6

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro výrobu tekutého železa, zejména tekuté oceli, například tekuté surové oceli, jakož i způsobu jeho výroby.

Dosavadní stav techniky

Jako standardní zařízení pro výrobu elektrooceli slouží v současné době střídavé nebo stejnosměrné elektrické obloukové pece. Přitom se taví vsazené železonosné látky .tvořené z

- 70 až 100 % ocelového šrotu, přímo redukovaného železa -

železné	houby v	různých množstevních	poměrech, a
příležitostně také karbid	železa (nyní	až	asi 10	až 15 %
celkové	vsázky), a
- 0 až	30 % tekutého	a/nebo	pevného surového	železa
pomocí	j ednoho nebo	více	elektrických	oblouků za	použití

kyslíkové ...lancety. „.(.lancet), .popřípadě., hořáku (hořáků)-,trysek a/nebo proplachování inertním plynem a přidávání uhlíkonosných látek a struskotvorných látek. Návazně se ocelová lázeň uvede v průběhu periody ploché lázně (5 až 10 min) v elektrické obloukové peci na teplotu a složení požadované pro odpich a při odpichu se uklidní v pánvi. Spotřeba energie a materiálu jakož i produktivita zařízení jsou vždy v závislosti na poměrech vsázky a praxi tavby dost rozdílné .

Celosvětovým zavedením způsobů druhotného metalurgického zpracování jakož i řady výsledků vývoje v konstrukční, elektrické a technologické oblasti elektrických obloukových pecí samotných, jako např.

·· ···· • chlazené panely a víko • zlepšená kvalita elektrod a využití chlazení elektrod • vedle elektrických obloukových pecí na střídavý proud zavedení také elektrických obloukových pecí na stejnosměrný proud • zvýšené výkony transformátorů • použití hořáků, lancet, trysek a/nebo proplachovacích tvarovek pro tavení, ohřev, zkujňování, vhánění pevných látek a/nebo proplachování inertním plynem • použití vodivých držáků elektrod, jakož i regulace elektrod • optimalizace tvaru a velikosti pece (včetně odpichového otvoru) • způsoby struskování • různá provedení předehřevu šrotu • vsázka železné houby, popřípadě jako předehřátá vsázka se provoz elektrického obloukového tavení přeměnil během posledních dvou desetiletí, pokud jde o materiály vsázky a kvalitu vyráběné .oceli, na flexibilní a vysoce výkonný proces, který má stále častěji podstatné výhody proti konvertorové metalurgii a úspěšně jí konkuruje. Především použitím • integrovaného předehřevu šrotu a/nebo horké vsázky železné houby/za horka briketovaného přímo redukovaného železa • kontinuálního přidávání velké části vsázkových látek (železonosné látky, uhlíkonosné látky, přísady atd.) při minimalizaci doby vypnutí proudu pro provádění operací zavážení vsázky • optimálního způsobu struskování • levnějších primárních energií (uhlí, zemní plyn atd.) jako náhrady elektrické energie včetně částečného dodatečného spalování C0/H₂ uvnitř a/nebo nad struskou bylo dosaženo u nových výsledků vývoje významného zkrácení doby tavení a snížení měrné spotřeby elektrické energie a tím dalšího snížení měrných provozních a investičních nákladů výroby elektrooceli v elektrických obloukových pecích.

U známých způsobů výroby elektrooceli pomocí elektrických obloukových pecí jako tavících agregátů se ovšem využívá potenciálních výhod výše uvedených výsledků vývoje způsobu jen v omezené míře. Dále se dosud nepodařilo - přes rostoucí potřebu - zpracovat na tekutou ocel velké podíly tekutého surového železa a/nebo jiných železonosných látek bohatých na uhlík (železné houby, karbidu železa atd.) jakož i problematického šrotu (stará auta) o velikosti asi 30 až 70 % vsázky v elektrické obloukové peci s vyšší produktivitou a využitím energie, a v případě autošrotu kromě toho bez nepřípustného zatížení okolí. Technologie a zařízení na, bázi elektrické .. . obloukové pece . k . provádění způsobu, za těchto podmínek hospodárná a vysoce efektivní, dosud chybí.

Zmíněná omezení u konvenčních elektrických obloukových pecí jsou způsobena výlučně konfigurací pece, která neumožňuje kvazistacionární, kontinuální průběh procesu. Operace zavážení vsázky, tavení, zkujňování, ohřívání a odpichováni se provádějí na jednom místě, vynuceně více nebo méně časově posunuté a s přerušením(i) přivádění vsázky a proudu - alespoň před a při odpichu aby bylo dosaženo požadovaného složení a teploty (homogenity a přehřátí vzhledem k teplotě liquidus) surové oceli. Současný průběh způsobu v elektrické obloukové peci je diskontinuální a v důsledku toho je jeho výkon omezený. K tomu dále poznamenejme:

1) U dosud dosažených dob mezi odpichy 55 až 60 min pro hmotnosti odpich 70 až 150 t je možnost dalšího zkrácení fáze vypnuto silně omezena. Totéž platí také pro fázi zapnuto - protože za těchto podmínek je brzy dosaženo hranice pro hospodárný vstup energie na tunu vsázky - a tím i pro celkovou dobu tavení.

2) Od určité velikosti kusů je kontinuální zavážení šrotu těžko proveditelné. Těžší a neskladnější šrot se přisazuje při vypnutí pomocí koše na šrot.

3) Při kontinuálním zavážení vsázky jakož i při .zkujňování a ohřevu v provozu ploché lázně, jehož doba trvání se podstatně zkracuje při vysokém podílu vsázky železné houby a zejména tekutého surového železa a karbidu železa (asi 6,1 %), se výkon transformátoru, který je u elektrické . obloukové pece k dispozici, zpravidla plně nevyužije.

Z AT-B-295 566 je znám způsob kontinuální výroby oceli tavením předredukované rudy a následného zkujňování taveniny polooceli na ocel v obloukové tavící peci s tavící nístějí, na které navazuje zkujňovací zóna a alespoň jedna komora pro odsazování strusky, při kterém se předredukovaná železná ruda v kusové nebo zrnité formě zavádí do zóny oblouku v »

* * v nístěji se kontinuálně promíchává a a kov se během protékání zkujňovací vedmýcháváním plynu obsahujícího taviči nístěji, kov uvádí zónou do cirkulace, zkujňuje na ocel kyslík, kdežto zkujňovací odsazováni uklidní, a struska nechává se podél alespoň části délky téci proti kovu. V komoře pro zóny strusky bez intenzivního promíchávání se struska odpichuje se z komory pro odsazování strusky.

U tohoto známého způsobu se.může vsazovat vlastní šrot avšak vždy jen ve velmi omezeném a roztavené surové železo, množství. Odvádění odplynu zóně, nikoliv tedy přes se provádí přímo obloukovou tavící zamezilo namrzáni taveniny ve zkujňovací zóně, ve zkujňovací pec. Aby se je při známém

Tento způsobu potřebný značný přídavek koksu/uhlí.

v první způsob výrobě známý je tak použitelný jen omezeně a slouží surové oceli z předredukované rudy.

DE-C 3 609 923 nepřetržité tavení šrotu je na na řadě k .znám způsob a surovou ocel. Při zařízení pro tomto způsobu, který je hlavně omezen surového železa nebo přímo tavení šrotu (vsázka tekutého redukované železné houby není pecního plynu k ohřevu šrotu.

nasazené centricky na nistějové peci, a uvádí se centrálně do nístěje pece, přičemž vzniká sloup šrotu, podepřený prostřednictvím sypného kužele na dně obloukové pece, a může dosahovat až k otvoru pro zavážení šrotu v horní části šachty pro předehřev šrotu. Kolem sloupu šrotu jsou v elektrické obloukové peci symetricky uspořádány otočné elektrody (s se šrot taví. Úhel výhodou sklonu než 20°.

tepelnému čtyři elektrody), jejichž pomocí mezi

Přitom je nístějová středovou osou elektrody a pec vystavena enormnímu zatížení, neboť oblouky hoří mezi centricky vertikálou je během taveni šrotu pro každou elektrodu větší • · •« · · · · · · · ·· • · o · · ··«· • · · · · · ·· · · ·· • · ♦ ··· ·· • ·· · · ·«··· ·· · zaváděným sloupem šrotu a stěnami popř. víkem nistějové pece. To vede na jedné straně ke zvýšenému opotřebeni žárupevného vyložení, a tím k vyšším materiálovým a časovým nákladům na provádění oprav. Dále se velká část přiváděné energie přenáší zářením na stěny pece a strop pece a přichází nazmar. Kromě toho v důsledku možného vytvoření můstku ve sloupu šrotu - nad ložisky taveniny roztavenými v něm elektrodami - není vyloučeno zřícení sloupu šrotu (nebo jeho části), které může vést k rozbití elektrody.

Podstata vynálezu

Vynález sleduje odstranění těchto nevýhod a potíží a klade si za úkol, poskytnout zařízení jakož i způsob výroby tekutého železa, který umožní v zásadě použití všech v hutní praxi se vyskytujících železonosných látek s rozdílnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, jako železného šrotu, tekutého a/nebo pevného surového železa, karbidu železa, železné houby, železné rudy s rozdílným stupněm předredukováni, sintru, okují, hutního prachu, sušených kalů atd., a sice v nejrůznějších množstevních poměrech, takže například při vzniku nedostatku jedné železonosné látky se může přejít na jinou bez omezení kapacity. Současně se má přivádět také zpracovaná organická lehká frakce, například lehká frakce z drtičů, která se využije jako nosič tepla pro metalurgický proces a zároveň se zlikviduje.

Pro vyřešení tohoto úkolu je zařízení vybaveno následujícími znaky:

• komorou elektrické obloukové pece, • na komoru pece prostřednictvím přepadu navazující rafinační komorou, mající od přepadu alespoň částečně klesající dno a • ·· · · · ·♦·»»♦ • · · · φ · φ · · Φφ • · · · ♦ · Φ · · · ·· • φ · · » · ·φ ··· ·· Φ·· ♦ ··· φ zařízení pro přívod kyslíku, jakož i odpichovací otvor tekutého železa, uspořádaný v koncové části vzdálenější od komory pece, • na komoru pece navazující čeřící komorou, která má s komorou pece společné dno a která ve své koncové části vzdálenější od komory pece má odpichovací otvor strusky, • přiváděcím zařízením, které přivádí do komory pece tekuté surové železo a které ústí do komory pece, • předehřívací šachtou přivádějící pevnou železnou rudu, která je uspořádána nad komorou pece a přes plynopropustné, chlazené uzavírací zařízení ústí do komory pece přes její víko, a • zavážecí šachtou, která je uspořádána nad komorou pece a ústí do komory pece přes plynopropustné, chlazené uzavírací zařízení.

S výhodou je předehřívací šachta uspořádána centrálně nad komorou pece a víko komory pece je vytvořeno prstencové, obklopující předehřívací šachtu a spojující ji s bočními stěnami komory pece, přičemž elektrody, s výhodou grafitové elektrody, vyčnívají šikmo, popřípadě kolmo, skrze víko do vnitřku komory pece. Tím je možné dosáhnout zvláště krátké doby tavení, tzn. přídavků pevných železonosných, látek, jako šrotu, v krátkých časových odstupech, přičemž je zajištěno účinné předehřátí pevných železonosných látek za kontroly/regulace jejich teploty předehřátí a rychlosti přivádění.

S výhodou jsou elektrody uloženy otočně a popřípadě podélně posuvně ve směru podélné osy, a sice při změně úhlu sklonu mezi vertikálou a středovou osou elektrody, s výhodou v rozsahu 0 až 30° ve směru středu komory pece a až do 1.0° v opačném směru ke stěně komory pece.

Elektrody jsou s výhodou zapojeny katodicky a na dně komory pece je souose uspořádána spodní anoda.

Zvláště univerzální využitelnosti zařízeníje dosaženo, když jsou elektrody vytvořeny jako duté elektrody a jsou připojeny na zařízení pro přívod železonosné látky a/nebo zařízení pro přívod uhlí popřípadě uhlíkonosné látky a/nebo zařízení pro přívod zpracované organické lehké frakce a/nebo zařízení pro přívod struskotvorné látky a/nebo zařízení pro přívod uhlovodíků a/nebo zařízení pro přívod inertního plynu.

S výhodou mohou být uspořádány také do vnitřního prostoru komory pece ústící trysky a/nebo lancety, které jsou připojeny na zařízení pro přívod železonosné látky a/nebo zařízení pro přívod uhlí popřípadě uhlíkonosné látky a/nebo zařízení pro přívod zpracované organické lehké frakce a/nebo zařízení pro přívod struskotvorné látky a/nebo zařízení pro přívod kyslíku popř. plynu obsahujícího kyslík a/nebo zařízení pro přívod uhlovodíků a/nebo zařízení pro přívod inertního plynu, přičemž lancety jsou s výhodou uspořádány pohyblivě, zejména jsou otočné a/nebo pohyblivé ve svém podélném směru.

Podle výhodného provedení . ₅ j sou v rafinační komoře uspořádány trysky a/nebo lancety, které jsou připojeny na zařízení pro přívod železonosné látky a/nebo zařízení pro přívod uhlí popřípadě uhlíkonosné látky a/nebo zařízení pro přívod zpracované organické lehké frakce a/nebo zařízení pro přívod struskotvorné látky a/nebo zařízení pro přívod kyslíku popř. plynu obsahujícího kyslík a/nebo zařízení pro přívod uhlovodíků a/nebo zařízení pro přívod inertního

plynu, přičemž trysky jsou s výhodou vytvořeny jako spodní trysky a/nebo spodní proplachovací tvarovky.

Lancety jsou přitom s výhodou uspořádány pohyblivě, zejména otočně a/nebo pohyblivě've svém podélném-směru.

Aby bylo umožněno úplné vyprázdnění komor pece také při souosém uspořádání spodní anody, je výhodné, kdyžje komora pece vybavena dnem, klesajícím ve směru k čeřící komoře, a přechází do přibližně horizontální spodní části čeřící komory, přičemž nejhlubší místo dna je uspořádáno v čeřící komoře, přičemž s výhodou je v nejhlubším místě dna čeřící komory uspořádán odpichovací otvor.

Pro jednoduchou kontrolu procesu probíhajícího v zařízení i při delší rafinační komoře je rafinační komora opatřena alespoň jedním kontrolním a/nebo opravářským otvorem.

Protože vyzdívka rafinační komory je vystavena silnému chemickému napadení, struskou bohatou na oxidy a také většímu tepelnému zatížení a tím většímu opotřebení než vyzdívka komory pece, je výhodné, když je rafinační komora vytvořena jako od komory pece oddělitelná a vyměnitelná stavební jednotka.

Úroveň hladiny lázně kovu v komoře pece a v rafinátoru může být stejná nebo rozdílná (např. nižší v rafinátoru, což je případ provozu zařízení bez spojité lázně mezi komorou pece a rafinátorem).

Podle jiného výhodného provedení je rafinační komora vytvořena na způsob pánve, v oblasti jejíhož víka je • ·· · ·· ···· •toto· ···· ·· · uspořádán přepad mezi komorou pece a rafinačni komorou.

Pro umožnění účinného upravování strusky je v oblasti přechodu komory pece k rafinačni komoře uspořádán další odpichovací otvor strusky a odstranitelná- strusková hrázka..

Za účelem snazší možnosti oprav je předehřívací šachta a/nebo zavážečí šachta provedena jako výměnná, ’od komory pece oddělitelná jednotka.

Podle výhodného provedení je způsob pro výrobu tekutého železa, zejména tekuté oceli, například surové tekuté oceli, charakteristický následujícími znaky:

• zavážení vsázky tekutého surového železa v množství 20 až 70 % celkového množství železonosných látek vsazovaných do komory pece, • tavení šrotu a/nebo jiných pevných železonosných látek s oxidickým podílem železa (přímo redukovaná železná houba, za horka briketovaná železná houba, karbid železa, předredukovaná ruda,' brikety z prachu atd.) v komoře pece, v podstatě v množství tvořícím zbytek vsázky surového železa do celkové vsázky, přičemž • šrot se nejprve zaváží do předehřívací šachty, • předehřívá se odtahováním horkých odplynů vznikajících při výrobě tekutého železa a zaváděním odplynu do šrotu předehřivaného v předehřívací šachtě, a ... .

• následně se zaváží do komory pece, a přičemž dále • pevné kusové železonosné látky se nejprve zavážejí do zavážečí šachty a odtud se bez předehřátí, avšak popřípadě v horkém stavu, zavážejí do komory pece, zatímco jemnozrnné železonosné látky se přivádějí prostřednictvím lancet a/nebo trysek a/nebo dutých elektrod do komory pece a/nebo do rafinačni komory, • ·· · ·· ·· «··· •· · · ·· · · · · · • železonosné látky vsazované do komory pece se taví pomocí energie elektrického oblouku a mísí se s te'kutým surovým železem, • přitom vznikající tekuté železo teče přes přepad skrze rafinační komoru k odpichovacímu otvoru- -tekutého železa a jak v komoře pece, tak také v rafinační komoře se kontinuálně zkujňuje a zároveň ohřívá, a • struska se nechává téci, ve směru opačném ke směru toku

tekutého železa, k	odpichovacího	otvoru	strusky	a
kontinuálně se redukuje	vzhledem k obsahu FeO a	současně	se
chladí.
S výhodou se přitom	procesní plyny	dodatečně	spaluj i	za
přívodu plynu obsahujícího kyslík ve	strusce	a/nebo	nad

struskou v rafinační komoře, v komoře pece a/nebo v předehřívací šachtě.

Tavení šrotu se s výhodou podporuje vedmýcháváním plynu s obsahem kyslíku.

Způsob podle vynálezu má široké možnosti použití. S výhodou se • přivádění vsázkových látek (železonosné látky, uhlíkonosné látky, přísady, zpracovaná organická lehká frakce a plyny) , • proces tavení, zkujňcváni a ohřevu, a , .

• odvádění produktů procesu (surové oceli, strusky a odplynů) provádí v předehřívací šachtě a/nebo v zavážecí šachtě a/nebo v komoře pece a/nebo v čeřící komoře a/nebo v rafinační komoře • kontinuálně nebo polokontinuálně s diskontinuálním

• ·· ·	·· •	* ·· ·	• · 9	99 9999 9 9 9
• ·	• 9	• ·	9 9	999 9
• ·	•	• ·	9	9 9
···	9 ·	99 9	9 9	9 9 ·

odpichováním surové oceli z rafinační komory a • bez ovlivnění/přerušení průběhu procesu v části zařízení bezprostředně předcházející/navazující.

S výhodou se ’ pro' zamezení zpětného míšení- udržuje hladina lázně kovu v rafinační komoře níže než v komoře pece.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím několika příkladů provedení znázorněných schematicky na výkresech, na kterých představuje obr. 1 vertikální řez zařízením podle vynálezu podle prvního provedení, obr. 2 řez podle čáry II-II na obr. 1, obr. 3 částečně v řezu půdorys zařízení znázorněného na obr. 1,

provedení analogickém

znázornění

Příklady provedení vynálezu

Komora 1. pece stejnosměrné elektrické obloukové pece je na jedné straně opatřena čeřící komorou 2 a na protilehlé straně rafinační komorou 3, a je s těmito komorami 2 a 3 bezprostředně spojena, takže je vytvořeno souvislé zařízení *

··' ···· • · · se třemi funkčními zónami. Komora elektrické obloukové pece slouží jako tavící popř. rafinační komora 3 jako zkujňovací jako čeřící zóna. Souose, redukčně tavící zóna, ohřívací zóna, a čeřící komora komoře pece je na jejím víku to znamená centricky, ke nasazena předehřívací chlazeným uzavíracím s plynopropustným, vodou

6, do které lze zasypávat kovové vsázkové látky Ί_

- především ocelový šrot, popřípadě také pevné surové železo

- s výhodou pomocí dopravníkového pásu 8

9. Paralelně s předehřívací šachtou 5 je bezprostředně s ní sousedící a rovněž šachta zařízením skrze plnící otvor uspořádána stranově zaústěná do komory 1. pece zavážecí šachta 10 (s výhodou je zavážecích šachet plynopropustným, vodou chlazeným, proti vnitřnímu pece orientovaným uzavíracím zařízením 11, do které lze plnit pevné, kusové železonosné látky 12 více) s prostoru (přímo redukované železo, předredukovanou železnou rudu, sintr, okuje, brikety z prachu z filtrů a/nebo kalu atd.), organické lehké uhlíkonosné látky 13 (koks, slisky z atd.) a/nebo struskotvorné látky a/nebo frakce popř. dopravníkových pásů.

dopravníkového pásu 15

Jednotka z komory 1_ pece, pomocí rafinační komory _3' čeřící komory 2_, nasazené předehřívací šachty 5 a postranní zavážecí šachty 10 tvoří jádro zařízení podle vynálezu.

. . Komora 1 pece má několik- -katodicky zapojených šikmých grafitových elektrod 16, které jsou popřípadě provedeny jako duté elektrody, s výhodou v symetrickém uspořádání vzhledem obloukové peci a nasazené předehřívací šachtě 16 jsou otočné uvnitř úhlu sklonu 0 až 30° proti k elektrické

5. Elektrody vertikále ve směru ke středu komory 1^ pece a až 10° v opačném směru ke stěně komory 1 pece. Úhel sklonu může být nastaven popř. řízen pro každou jednotlivou elektrodu různě. Jeho velikost je během procesu tavení většinou asi 15 až 20°. Je možné také popřípadě od otáčivosti upustit. Jako protielektroda 17 slouží spodní katoda souose upravená na dně 18 komory 1 pece.

Kovové vsázkové látky 7, předehřáté v předehřívací šachtě 5 pomocí stoupajících horkých odplynů 19, se kontinuálně nebo v dávkách zavážejí do komory 1 pece tohoto zařízení výhradně za přívodu proudu. Když vyvstane nebezpečí rozbití elektrody, vytočí se elektrody 16 pod proudem krátkodobě ve směru ke stěně komory 1 pece nebo se vytáhnou nahoru (bez proudu) . Zavážení šrotu 8. s velkou hmotnostní kusů (zbytky předvalků či sochorů, balíky atd.) se provádí za krátkodobého přerušení přívodu proudu a zvednutí elektrod

16.

Zavážení pevných železonosných látek 12 s oxidickým podílem železa (železná houba, předredukovaná ruda, brikety z prachu atd.) a podle potřeby uhlíkonosných látek 13, jako koksu, slisků z organické lehké frakce atd., a struskotvorných látek 14 (vápno, fluorit, křemičitý písek, bauxit atd.) do elektrické obloukové pece se provádí postranní zavážecí šachtou 10 kontinuálně a/nebo v dávkách/diskontinuálně, a to nezávisle na procesu zavážení, které se provádí prostřednictvím předehřívací šachty 5.

Rovněž nezávisle na tom se do elektrické obloukové pece kontinuálně nebo v dávkách/diskontinuálně přivádí tekuté surové železo 20 pomocí přívodního zařízení 21 surového železa, zaústěného do komory 1 pece, vytvořeného jako žlab. Na straně komory 1 pece protilehlé žlabu jsou uspořádány otvory 22 pro kontrolu procesu, zavedení přídavného lancetového manipulátoru 23 a provádění údržbových prací v

oblasti komory 1_ pece.

Jak je dáno vytvořením zařízení, provádí se zavážení a tavení v komoře pece 1 neustále v kapalině 24 vespod. To umožňuje téměř průběžný, kvazistacionárni -proces tavení se struskou .2-5, která téměř úplně zahaluje oblouk 2 6, a tím s vysokou účinností transformátoru a tepelnou účinností a s malými emisemi’ hluku.

Dále se pro splnění požadavků • zpracování jemnozrnných železonosných látek 12' (např. karbid železa, nadsítný zbytek železné houby, filtrační prachy atd.), • výroby popř. regulace strusky 25, • urychlení procesu tavení látek 7, 12, 13, 14 vsázky zvýšeným přiváděním energie v elektrické obloukové peci (včetně dodatečného spalování CO a H₂ v odplynu 19 uvnitř nebo nad struskou 25) a vyrovnání gradientů koncentrace a teploty v tavící lázni 24, jakož i • náhrady části potřebné elektrické energie levnějšími primárními energiemi v komoře 1 pece, • jemnozrnné železonosné látky 12' a/nebo • jemnozrnné uhlí 13' popř. jiné uhlíkonosné látky (zpracovaná . organická, lehká, frakce, . např. lehká frakce z drtiče) a/nebo • jemnozrnné struskotvorné látky 14' (vápno, fluorit atd.) a/nebo • plynný kyslík a/nebo jiné oxidační plyny 27 (C0₂, H₂0 atd.) jakož i sekundární vzduch 28 a/nebo • CH₄ popř. jiné uhlovodíky 29 a/nebo • inertní plyny 30 (N₂, Ar)

přivádějí v řízeném, místním a časovým požadavkům přizpůsobeném množství prostřednictvím • dutých elektrod 16 -pro- -vedmýcháváni alespoň -jedné z - výše uvedených látek 12', 13', 14', 29, 30 s výjimkou kyslíku a plynů obsahujících kyslík a/nebo • chráněných á/nebo nechráněných trysek a/nebo lancet 32 (pohyblivých a/nebo pevně vestavěných lancet, popřípadě kombinovaných jako lanceta/hořák) na různých místech v oblasti víka a stěn elektrické obloukové pece nad a/nebo pod hladinou strusky pro dmýcháni/vedmýcháváni alespoň jedné ze shora uvedených látek 12', 13', 14', 29, 30 a/nebo látek 12 ', 13', 14 ', 29, 30 a/nebo • chráněných trysek 33 ústících pod hladinou (s výhodou vysokotlakých trysek) a/nebo spodních proplachovacích tvarovek nebo trysek pro vedmýcháváni alespoň jedné ze shora uvedených látek 12', 13', 14', 29, 30, popř. proplachovacích tvarovek pro inertní plyny 30.

Z důvodu přehlednosti nejsou na obr. 1 všechna tato zařízení znázorněna.

Od určitého množství kapaliny 24 vespod teče kovová tavenina 24 vytvářená v komoře 1_ pece přes přepad 34 v ,raf inačni komoře . 3 a, tam se až k odpichu zkujňuje a současně ohřívá. Pro tento účel má rafinačni komora 2 alespoň jednu, s výhodou několik

- trysek, a to chráněných (chráněných zemním plynem, ale jako ochranný plyn může být použit také Ar, C0₂ a vyšší uhlovodíky) a/nebo nechráněných trysek (trysek ústících nad hladinou (dodatečné spalování) nebo vysokotlakých trysek (pod hladinou)) a/nebo lancet 35 (pohyblivých a/nebo pevně vestavěných lancet popřípadě kombinovaných jako lanceta/hořák) na různých místech v oblasti víka a stěn rafinační komory nad a/nebo pod hladinou strusky pro dmýchání/vedmýchávání alespoň jedné ze shora uvedených látek 12', 13', 14¹, 27 až 30 a/nebo

- chráněných trysek 36 ústících pod hladinou (s výhodou vysokotlaké trysky) a/nebo spodních proplachovacích tvarovek pro vedmýcháváni alespoň jedné ze shora uvedených látek 12', 13’, 14 ', 27 až 22' popř. proplachovacích tvarovek pro inertní plyny 30 a/nebo

- otvorů pro přidávání kusových železonosných látek 12, uhlíkonosných látek 13 a struskotvorných látek 14, jednotlivě nebo v kombinaci, přičemž při výhodném provedení rafinační komory 3

- se prostřednictvím několika lancet 35 vedmýchává výlučně plynný kyslík 27. Lancety 35 jsou uspořádány souose s víkem 37 rafinační komory 3 v přibližně stejných odstupech přes délku rafinátoru, jsou pohyblivé ve vertikálním směru a mohou se zároveň vytočit v rozmezí úhlu sklonu asi 0 až 30° k vertikále ve směru 38 popř. proti směru 38 toku kovové taveniny 24,

- prostřednictvím několika, mezi lancetami 35 uspořádaných -chráněných trysek 36, - - ústících pod hladinou, ' a/nebo proplachovacích tvarovek se přivádí výlučně inertní plyn 30. (N₂ a/nebo Ar v libovolném poměru) a trysky 36 ústící pod hladinou a/nebo proplachovací tvarovky jsou jednotlivě a/nebo ve dvojicích uspořádány souose ve dně a/nebo v bočních stěnách po délce rafinační komory 3,

- do rafinační komory 3 se přivádí výlučně kusové struskotvorné látky 14 (vápno, fluorit, křemičitý písek, • ·· · ·· ·· ···· ···· ·· . · · · · · • · · · · · ·· ··· ·· ··· ·· ·· · bauxit atd.), a to jen přes otvor 39 víka pomoci dopravníkového pásu 40,

- v každé z obou dlouhých stran rafinační komory 3 je uspořádán kontrolní a údržbový otvor 50. Oba kontrolní otvory 5-0 jsou v podélném směru rafinační komory 3 navzájem přesazeny.

'Přidávání' kusových struskotvorných látek 14 otvorem 39 ve víku mezi posledními dvěma lancetami ve směru toku kovu 24 v rafinační komoře 3, přibližně nad odpichovacím otvorem 41 surové oceli, urychluje rozpouštění vápna popř. tvoření reaktivní zkujňovací strusky 25, neboť pomocí sousední, poslední kyslíkové lancety 35 se obsah kyslíku ve strusce 25 v této části rafinační komory 3 udržuje stále vysoký.

Zkujňovací struska 25, hnána silou tíže a také impulsem dodávaným lancetou 35, se pohybuje podél rafinační komory 3 proti směru kovové taveniny 24 ve směru šipky 42 ke komoře 1 pece, přičemž přichází do styku s kovovou taveninou 24 se stále klesající teplotou popř. rostoucím obsahem doprovodných prvků (C, Si, Μη, P, S atd.), ohřívá ji a zkujňuje, přičemž je od ní chlazena a redukována. Při kontinuálním provozu se spojitou lázní přes celou délku zařízení (jak je znázorněno na obr, 1) se struska 25 odpichuje struskovým otvorem 43 na volném konci čeřící komory 2. Přitom se může množství strusky 25 v komoře 1 pece a v čeřící komoře 2 přídavně regulovat tím, že se provádí dílčí odtah strusky 25 pomocí struskové hrázky 44 přes jeden nebo dva bočně uspořádané struskové otvory 45 v rafinační komoře, bezprostředně před vstupem strusky do elektrické obloukové pece.

Výhody tohoto protiproudového pohybu kov/struska jsou • · ·· ···· následuj ici:

1) Nepatrné ztráty tepla a. železa struskou 25 opouštějící čeřící komoru 2_ přes struskový otvor 43, neboť jednak sťruska 25 opouští zařízení na studené straně, jednak vedle redukce oxidu železa, probíhající především v komoře 1_ pece, probíhá také takzvané vysrážení kapiček kovu 'ze strusky 25 v čeřící komoře 2^

2) Dosažení požadované kvality oceli s podstatně menší spotřebou struskotvorných látek 14 popř. s menším specifickým množstvím strusky 25 (popřípadě je možné málostruskové zkujňování) a v důsledku toho s menším žárovým opotřebením zařízení.

Při polokontinuálním provozu zařízení s šaržovitým odpichováním surové oceli 24 z rafinačni komory 3 se omezuje popř. zastavuje přetok strusky 25 z komory 1_ pece do rafinačni komory 3 pomocí bočně zasunutelných struskových hrázek 44.

v rafinačni

Horké odplyny 19 vytvářené dostávají nejprve do komory 1 pece a mísí se vznikajícími, načež stoupají opouštějí zařízení přes vedení předehřívací komoře odplyny šachtou se ní předehřívací šachty 5. Cestou místní potřebě tepla v různých ale stále více,

6 odplynu v se odplyny v horní oblasti závislosti na částech zařízení částečně, pomocí lancet

32, 35 a/nebo trysek dodatečně spalují s výhodou s kyslíkem

27, popřípadě se vzduchem 28 nebo za se směsí vzduch/kyslík. Přitom jsou určitých poměrů vsázky a podmínek vedení provozu technicky realizovatelné vysoké stupně dohoření přes 60 %. Tak se při předloženém konceptu způsobu a zařízení mnohem větší podíl »· φ φ · · φ φ φ

• φ φφ· φ φ φ φ φ φ * © φ chemického nebo citelného tepla odplynu 19 buď přenese přímo do kovové lázně 24 v rafinační komoře 3_ a v komoře 1 pece nebo nepřímo prostřednictvím předehřátí vsázkových látek 7 v předehřívací šachtě 5, a využije se bezprostředně pro proces. . ...

Konceptem zařízení a způsobu podle vynálezu je dosaženo menší spotřeby elektrické energie ve srovnání s ‘konvenční elektrickou obloukovou pecí bez předehřevu šrotu (o asi 25 až 30 %) a s diskontinuálně provozovanou elektrickou obloukovou pecí s integrovaným předehřevem šrotu (o asi 10 až 15 %) při vždy stejných vsázkových látkách. Přitom přináší zvýšení výkonu ve srovnání s konvenční elektrickou obloukovou pecí bez předehřevu šrotu při přibližně stejné velikosti a výbavě obloukové pece (výkon transformátoru, lancety, hořáky atd.) o asi 50 %.

Dimenzování jednotlivých součástí zařízení, jako

- komory 1^,

- předehřívací šachty 5 a postranních zavážecích šachet 10,

- rafinační komory 3a

- čeřící komory 2 se provádí v závislosti na

- použitých vsázkových látkách, zejména železonosných složkách 2 (tvaru, velikosti, složení, teploty a stupni agregace) ,

- požadovaném výkonu,

- požadavků na kvalitu oceli,

- požadovaném způsobu provozu zařízení (kontinuálním nebo polokontinuálním s diskontinuálním odpichem), také s ohledem • ·· ♦ ·· ·· ···· ·· · « ·····♦ ♦ • · · · · · · ·· • · · 9 ·· ·· ···· • · · ··· ·· ·« ··· ·ϋ ♦·* na požadovanou integraci s předřazenými a/nebo navazujícími zařízeními (např. pro získávání surového železa, přímou redukci, druhotné metalurgické zpracování, kontinuální lití atd.),.

- druhu a ceně energetických zdrojů, -které jsou k dispozici.

Hlavním cílem dimenzování je, provádět kroky předehřev, zavážení, tavení popř. tavení s redukcí, zkujňování, ohřev a odpich v zařízení současně, avšak v různých místech a tím navzájem co možná nezávisle v různých částech zařízení při kontrolovaném průběhu za vždy výhodných fyzikálně chemických, reakčně kinetických a tepelně technických podmínek, tzn. celé zařízení z téměř perfektně (vysoce efektivně) pracujících dílčích reaktorů pro konkrétní případ využití. ^r

Konfigurace zařízení podle vynálezu umožňuje navzájem nezávislé vyprázdnění oblasti zařízení, tvořené komorou 1 pece a čeřící komorou 2_ (prostřednictvím odpichovacího otvoru 43) a rafinační komory 3 prostřednictvím odpichovacího otvoru 41 aniž by bylo třeba zařízení vyklápět, čímž jsou proveditelné kontrolní a opravářské práce v horkém stavu každé z obou těchto oblastí bez přerušení průběhu procesu v sousední oblasti. Podle vynálezu jsou všechny díly zařízení během provozu navzájem pevně --spojeny jako jedna jednotka, - nejsou pohyblivé ..nebo, 'vyklápěcí. Prostřednictvím výhodného provedení jak spodní komory, tak také víka 4_ a 37 v sekcích, se může v zařízení provést - po vyjetí (platí také pro předehřívací šachtu 5 a zavážecí šachtu 10) - výměna jednotlivých komor, které potřebují opravu,, jako rafinační komory 3, komory 1 pece a/nebo čeřící komory 2^, popř. jiné části zařízení.

• s

Na obr. 1 znázorněná konfigurace zařízení je podle vynálezu s výhodou uspořádána pro kontinuální provoz se spojitou lázní, která se rozprostírá po celé délce zařízení. Taková spojitá lázeň je nastavitelná při vysokém podílu železonosných látek bohatých na uhlík ve vsázce (např. při vsázce ze 30 % ocelového šrotu + 30 % železné houby + 40 % tekutého surového železa). Je však možná také rozdílná úroveň hladiny'kovu v komoře pece a v rafinátoru.

Několik výhodných konfigurací zařízeni podle vynálezu pro alternativní poměry vsázky je znázorněno na obr. 4 až 6, přičemž

- konfigurace zařízení podle obr. 4 je uspořádána alternativně k obr. 1 pro kontinuální provoz se spojitou lázní při podílu tekutého surového železa ve vsázce alespoň 30 %,

- konfigurace zařízení podle obr. 5 je určena pro kontinuální nebo polokontinuální provoz s podílem tekutého surového železa ve vsázce až asi 30 % max., při polokontinuálním provozu se rafinační komora 3 odpichuje šaržovitě, při podílu tekutého surového železa ve vsázce < 15 % a bez přímého přívodu pevných uhlíkonosných látek 13, 13' do rafinační komory 3 je volitelně uspořádána vyhřívaná, dále za rafinační komoru zařazená komora, např. pánvová pec 29, - - - .. .. ..

- konfigurace zařízení podle obr. 6 pro mezní případ kontinuálního tavícího procesu bez vsázky tekutého surového železa 20, přičemž kvůli odpadnutí velké části výkonu zkujňování je jako rafinační komora 3 uspořádána vyhřívaná komora, např. pánvová pec 49.

Jak je možno vidět z obr. 4 až 6, mají poměry vsázky ·· ···· vliv především na tvar a velikost rafinační komory 3 a čeřící komory 2_, ale také ňa velikost předehřivaci šachty 5, na počet, velikost, uspořádání a využití postranních zavážecích šachet 10 jakož i na výkon transformátoru potřebný pro elektrickou obloukovou pec.' S nárůstem obsahu uhlíku v železonosných látkách 7 vsázky a jejího kapalného podílu se stává rafinační komora 3 a čeřící komora 2_ podstatně užší a delší (kanálovitou), přičemž měrný výkon transformátoru elektrické obloukové pece se snižuje a naopak. Při vysokém, narůstajícím podílu pevných železonosných látek látek 70 až 100 % přijímá rafinační v oblasti vsázkových redukovaného železa) tvar krátké nádrže znázorněné na obr.

5, popřípadě, na obr.

ve vsázce (např. šrotu a/nebo přímo komora 3 pozvolna jak je znázorněno elektrické obloukové pece % pevných vsázkových látek

6, pánve 4 9. Výkon se zvětšuje. V mezním případě 100 může být čeřící komora vytvořena značně zkrácená.

transformátoru

Příklad provedení

Vsázka sestává ze 40 % tekutého surového železa 20, 30 % smíšeného šrotu 7 a 30 % pelet 12 ze železné houby. Chemické složení těchto vsázkových látek je zřejmé z tabulky

1.

Tabulka 1: - - · Složeni a -teplota vsázkových látek-

tekuté suro-	smíšený	železná houba	vápno	vyzdívka
vé železo	šrot
4,30 % C	0,20 % C	85,50 %	92,8 % CaO	MgO-C tvárnice
		Fe(kov)
0,50 % Si	0,20 % Si	5,90 % FeO	2,8 % MgO
0,50 % Mn	0,50 % Mn	2,00 % Fe₂O₃	2,7 % SiO₂
0,100 % P	0,020 % P	1,80 % C	1,5 % A1₂O₃

0,030 % s 0,020 % S 0,70 % CaO

0,030 % s

1550 °C (komora

	1,4 % popel	0, 40 % MgO 2,30 % SiO₂ 1,40 % A1₂O₃
1330 °C	25 °C	25 °C			25 °C

pece)

1625 °c (rafi načni komora 3)

-Pro provádění způsobu slouží zařízení, které- je podle obr. 1 dimenzováno na hodinový výkon asi 150 t surové oceli následovně:

a) komora pece:

• asi 6 m průměr • 55 MVA výkon transformátoru • 4 ks grafitových elektrod 16 (0 350 mm, vytočitelné v mezích úhlu sklonu o až 30° ve jakékoliv vertikální rovině) • spodní anoda 17 • žlab 21 na surové železo pro kontinuální přivádění tekutého surového železa • kontrolní a údržbové otvory 22 • 1 ks lancetový manipulátor 23 (skrze otvor 22) •4 ks kyslíkové lancety 32 ze samospotřebovávajících se trubek skrze boční stěny komory 1 pece (lanceta 0 1'', tlak kyslíku > 5 bar) ”·= 4 ks spodních proplachovacích tvárnic 33 pro inertní plyn 30 (N₂/Ar nastavitelný v libovolném množstevním poměru), max. průtok plynu asi 200 Nl/min na jednu proplachovací tvárnici 33 (asi 800 Nl/min max. průtok inertního plynu komoře 1 pece • asi 5 až 6° sklon dna ve směru rezervního odpichovacího otvoru 48 v čeřící komoře 2

9 9 * • · 9 ·	• · 9	• · •	9 · •	• · 9 9 9 ·
• · '9 9	• ·	• ·	9 9	• ·
9 9·	9 ·	•		• 9
♦ · 9 · 9	• ·	9 ·	• ·

b) předehřivací šachta _5 pro předehřev a návazné zaváženi smíšeného šrotu 7 do komory 1 pece • oktagonální, s konstantním průřezem šachty (asi 2,5 m světlá šířka) • asi 4 m výška šachty • celkový objem asi 23 m³, z toho asi 17,5 m³ využitý objem (kapacita asi '12 t smíšeného šrotu 7) • s pásovým dopravníkem 8, plynopropustným, vodou chlazeným uzavíracím orgánem 6 (zařízení pro přidržování šrotu) a s vedením odplynu 46, avšak bez trysek 47 pro dodatečné spalování

c) 3 ks postranní zavážecí šachty 10 pro pelety 12 železné houby a kusové vápno 14 (žádná boční zavážecí šachta 10 není na straně čeřící komory 2_ popř. otvoru 9 pro plnění předehřivací šachty 5 smíšeným šrotem 7) • pravoúhlý průřez 1 200 x 600 mm • 3,5 m výška • asi 2,2 m využitý objem zavážecí šachty 10 (kapacita tří zavážecích šachet 10 je asi 12 t pelet 12 ze železné houby • vodou chlazené plynotěsné uzavírací orgány 11 na zaústění komory 1 pece • zasypávání tří zavážecích šachet 10 prostřednictvím společného dopravníkového pásu L5 a rozdělovačích skluzů (rozdělovači skluzy nejsou na obr. 1 znázorněny)

d) rafinační komora 2 • asi 1,9 m šířka, asi 6,0 m délka, asi 8 až 9° sklon dna ve směru odpichovacího otvoru 41 (průměrný, hrubý průřez rafinační komory 3 připadající na vyzdívku je asi 3 m²)

• ·	• · •	v * · ·	• · *	• · •	• · · •
• ·	• ·	• ·	• ·	9 ·	• «
• ·	•	• ·	•		• ·
» ·	·«	• · ·	··	• ·	9

• 4 ks vodou chlazených kyslíkových lancet 35 (vždy 1-děrová lanceta, asi 1’’ průměr trysky lancety, asi 10 bar tlak kyslíku na vstupu), uspořádané souose ve víku 37 rafinačni komory 3_ ve vzájemných odstupech asi 1,5 m popř. asi 0,75 m od úzkých stran rafinátoru, jednotlivě pohyblivé ve vertikálním směru a rovněž jednotlivě vytočitelné v mezích úhlu sklonu 0 až asi 30° ve směru popř. proti směru toku kovu 24 ' ” • 6 ks spodních proplachovacích tvárnic 3 6 pro inertní plyn 30 (N₂/Ar nastavitelný v libovolném množstevním poměru) , uspořádaných po dvojicích (3 páry) v odstupech mezi lancetami 35 v ploché oblasti dna rafinačni komory 3 • max. průtok plynu, asi 200 N.l/min. .na jednu proplachovací tvárnici (asi 1 200 Nl/min max. průtok inertního plynu do rafinačni nádrže 3) • jeden odpichovací otvor pro surovou ocel 41 • dva otvory pro strusku 45 • jedna strusková hrázky 44 • dva kontrolní/opravářské otvory 5_0

e) čeřící komora 2.

• asi 1,9 m šířka, asi 0,9 m délka, s přibližně konstantním, přibližným průřezem připadajícím na vyzdívku 2,5 m² • 2 ks spodních proplachovacích tvárnic 33 (1 pár) v ploché oblasti- dna čeřící komory 2_, -max. průtok plynu asi 200 Nl/min na jednu proplachovací tvárnici 33 (asi 400 Nl/min max. průměr inertního plynu v čeřící komoře 2) • odpichovací otvor 48 (používá se jen pro vyprazdňování komory 1 pece a čeřící komory 2) • struskový otvor 43 pro odpich struský 12.

V tomto případě probíhá proces podle vynálezu • · · * · • se spojitou lázní po celé délce zařízení • při protiproudém pohybu kovu 24 a strusky 25 • se struskou 25 v komoře 1 pece popř. v čeřící komoře 2 • při kontinuálním odpichování surové oceli 24 skrze odpichovací otvor 41 a strusky 25 skrze struskový otvor 43 a při kvazístačionárních podmínkách procesu pokud jde o • koncentrační a teplotní profily • látkové a tepelné toky a • stupně naplnění popř. výška hladiny v každé jednotlivé části zařízení.

Tento průběh procesu je zajištěn v zařízení pro kontinuální výrobu asi 150 t/h (asi 2,5 t/min) surové oceli při následujícím vedení procesu.

Během první přípravné fáze se v částech 1 až 3 zařízení vytvoří spojitá lázeň 24 jako nezbytná počáteční podmínka pro následující kontinuální provoz. K tomu se zaveze asi 90 t tekutého surového železa 20 přes žlab 21 surového železa a asi 4 5 t směsného šrotu Ί_ přes předehřívací šachtu 5 (směsný šrot 7 ve čtyřech dávkách po 11 až 12 t) do komory - = 1 pece, přičemž asi dvě třetiny tekutého surového... železa .20 s pouze malým množstvím kousků šrotu přetečou do sousední rafinační komory 3. při zavřeném odpichovacím otvoru 41. V průběhu následujících 40 až 45 min se lázeň v rafinační komoře 3. prostřednictvím kyslíkových lancet 35 zkujňuje popř. ohřívá, zatímco v komoře 1 pece se za přívodu proudu a za využití kyslíkových lancet 32 taví, zkujňuje a rovněž zahřívá. Struska 25 vytvářená v rafinační komoře 3_ se

I kontinuálně odpichuje pomocí struskových hrázek 44 výlučně skrze oba struskové otvory 45. Struska vytvářená v komoře 1 pece a v čeřící komoře 2 odtéká struskovým otvorem 43.

Přípravná fáze je ukončena, když je ustavena spojitá lázeň s přibližně následujícími vlastnostmi ve dvou hlavních oblastech podél zařízení:

a) v oblasti komory 1 pece a čeřící komory 2 • asi 60 t polooceli (z toho asi 50 t v komoře 1 pece a asi 10 t v čeřící komoře 2) • se složením a teplotou asi 1,40 % C asi 1550 °C asi 1,12 % Mn

Si - stopy

b) b oblasti rafinační komory 3 • asi 60 t polooceli • se složením a teplotou asi 0,05 % C asi 1650 °C asi 0,13 % Mn

Si - stopy

Od tohoto okamžiku se zařízení přepne na kontinuální provoz. Strusková hrázka 44 se z rafinační komory 2 zcela vytáhne a oba struskové otvory. 45. se uzavřou. . Začne kontinuální a/nebo polokontinuální přivádění následujících množství látek a energií za minutu:

Průměrný přívod za minutu provádí se přes

a) do komory 1^ pece

• · • ♦

• asi 823 kg směsného šrotu 7 předehřívací šachtu 5*¹ • asi 823 kg pelet 12 ze železné houby a asi

37,8 kg kusového vápna '14 • asi 1097 kg tekutého surového železa 10 • asi' 4 9 Nm³ O₂ 13 tři zavážeci šachty IQ**¹ žlab 21 surového železa • asi 8,3 kg koksu 51 (struska) • asi 580 kWh (asi 35 MW) • asi 0,7 Nm³ inertního plynu· (N₂/Ar) čtyři kyslíkové ’ lancety 32 lancetový manipulátor 23 elektrická energie čtyři spodní proplachovací tvárnice 33.

*) přivádění v dávkách (polokontinuální): každých 12 min jedna dávka asi 10 t směsného šrotu Ί_ (5 dávek x asi 10 t = asi 50 t směsného šrotu za hodinu) **) vyprázdnění a znovunaplnění v určitém pořadí, takže zatímco dvě ze zavážecich šachet 10 se vyprazdňují, třetí zavážeci šachta 10 se plní peletami 12 ze železné houby a kusovým vápnem 14

b) do čeřící komory 2^ • asi 0,3 Nm³ inertního dvě spodní proplachovací “p 1 ynu 30* (N₂/Ar) ,···—·— - ... tvárnice 33 -

c) do rafinační komory 3 • asi 52 Nm³ O₂ 27 čtyři kyslíkové • asi 41 kg vápna 14 a asi 15 kg křemičitého písku*¹ 14 lancety 35 otvor 39 víka • · • · · · (

« ·.· • · *· • ·· • ·· • · · · · • · · · · • · • ·· ·· • asi 1 Nm³ inertního šest spodních plynu 30 (N₂Ar) proplachovacích tvárnic 36

*) ke zkapalněni strusky v rafinační komoře 3;

Po náběhové fázi asi min se ustaví kvazistacionární kontinuální provoz při výrobě a odvádění následujících produktů za minutu:

Průměrné množství (za min) odvádění složení a teplota prostřednicivím/směrem

a) do popř.. z rafinační .komory 3

- 2,5 t surové oceli 24,

1650 °C, asi 0,05 % C, odpichovací otvor 41/ následující zařízení

0,07 % Mn,

Si-stopy,

0,006 % P,

0,010 % S,

0,0035 % N,

0,0500 % 0

- asi 86,5 asi: 21 % FeO_n struský 25, asi 1600°C % CaO

10,4 % MgO % SiO₂

1,6 % Al₂03 % MnO

0, 6 asi 74

0,11 % s

Nm³ odplynu, % P₂O₅ asi 1650 °C asi: 52 obj. % CO 35 % CO₂ přetok ke komoře 1 pece přechod ke komoře !_ pece % O₂

0,7 obj. % Ar min) odvádění složení a teplota čím/směrem šachty 5_

a) do popř. z komory pece, čeřící komory 2_ a předehřívací

(	- 31 -	9 99 ' · ·· ♦ ♦ ···♦ ·· · · ♦·♦· ♦ ♦ · • « · ···♦·♦·« • · 9 9, · · ♦ ♦ ··· ♦ 9 9 9 9 9 9 9 9 999 99 ··· 99 99 9
	- 2,57 t polooceli,	přetok do rafinační
	1550 °C, asi 1,40 % C, 0,13 % Mn, Si-stopy,	komory 3
.·	0,015 % P, 0,015 % S, 0,0030 % N, 0,0030 % 0
	- asi 203 strusky, asi 1550 °C	struskový otvor 43/
	asi: -21 % FeO_n 44 % CaO 11 % MgO 25 % SiO₂ 7 % A1₂O₃ 5 % MnO 1,3 % P₂O₅ 0,11 % S asi 2 % Fe(kov)	ven ze zařízení
	- asi 162 Nm³ odplynu., asi 8.0.0 °C	vedeni 4 6 odp.ly.nu/ ...
	asi: 41,0 obj. % CO 41 obj. % CO₂	ven ze zařízení (po
	16,5 obj. % N₂ <1 obj. % O₂	předehřátí směsného
	0,5 obj. % Ar	šrotu 7 v předehřívaci šachtě 5 na asi 500 °C
	Důležité procesní ukazatele	na tunu surové oceli jsou:
	a) vsázkové látky (komora 1 pece	+ rafinační komora 3)
	• tekuté surové železo	439 kg/t
	• směsný šrot	329 kg/t
	• pelety ze železné houby	329 kg/t
-	• kyslík (lancety)	4 0,5 Nm³/t
	• inertní plyn (N₂/Ar) ’ '.....	0, 8 Nm³/t
	• vyzdívka (opotřebení)	7,0 kg/t
	• vápno	31,5 kg/t
	• křemičitý písek	5,9 kg/t
	• koks (struska)	3,3 kg/t
	• grafitové elektrody	1,0 kg/t
	b) struska (% CaO/% SiO₂= 1,55)	81 kg/t

c) odplyn (surový odplyn včetně falešného vzduchu)

d) stupeň dodatečného spáleni v odplynu (surový plyn při asi 800 °C)

CO ku C0₂

H₂ ku' H₂0

e) elektrická energie

6 Nm³/t

0,50

0, 54

230 kW/t

Zastupuj e:

Dr. .Miloš Všetečka v.r.

( JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení pro výrobu tekutého železa (24), zejména tekuté oceli, například tekuté surové oceli, s • komorou (1) elektrické obloukové pece, • na komoru (1) pece rafinační komorou částečně kyslíku, prostřednictvím (3), maj ící od dno a zařízení klesaj ící jakož i odpichovací otvor alespoň přívod železa, uspořádaný v koncové části vzdálenější od komory (1) pece, • na komoru (1) pece navazující čeřící komorou (2), která má s komorou (1) pece společné dno (18) a která ve své koncové části vzdálenější od komory (1) pece má odpichovací otvor (43) strusky, • přiváděcím zařízením (21) pro přivádění tekutého surového železa (20), ústící do komory (1) pece, • předehřívací šachtou (5) pro přivádění pevné železné rudy (7), která je uspořádána nad komorou (1) pece a přes plynopropustné, chlazené uzavírací zařízení (6) ústí do komory (1) pece skrze její víko (4), a • zavážecí šachtou (10), která je uspořádána nad komorou (1) pece a ústí do komory (1) pece přes plynopropustné, chlazené uzavírací zařízení (11).
2. Zařízení· podle nároku 1, vyznačující se tím, že předehřívací šachta (5) je uspořádána centrálně nad komorou (1) pece a víko (4) komory (1) pece je vytvořeno prstencové, obklopující předehřívací šachtu (5) a spojující ji s bočními stěnami komory (1) pece, přičemž elektrody (16), s výhodou grafitové elektrody, vyčnívají šikmo skrze víko (4) do vnitřku komory (1) pece.

4 4 4 4 4 4 4 4 4 44 4

4 4 4 444 *4

4 44 44 44* 4 4 ♦· 4
3. Zařízeni podle nároku 2, vyznačující se tím, že elektrody (16) jsou uloženy otočně a popřípadě podélně posuvně ve směru podélné osy, takže je měnitelný úhel sklonu mezi vertikálou a středovou osou elektrody (16), s výhodou v rozsahu 0 až 30° ve směru středu komory pece a až do 10° v opačném směru ke stěně komory (1) pece.
4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že elektrody (16) jsou zapojeny katodicky a na dně (18) komory (1) pece je souose uspořádána spodní anoda (17).
5. Zařízení podle některého . z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že elektrody (16) jsou vytvořeny jako duté elektrody a jsou připojeny na zařízení pro přívod železonosné látky a/nebo zařízeni pro přívod uhlí popřípadě uhlíkonosné látky a/nebo zařízení pro přívod zpracované organické lehké frakce a/nebo zařízení pro přívod struskotvorné látky a/nebo zařízení pro přívod uhlovodíků a/nebo zařízení pro přívod inertního plynu.
6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že jsou uspořádány do vnitřního prostoru komory (1) pece ústící trysky (33) a/nebo lancety (32), které jsou připojeny na zařízení pro přívod železonosné , lárky a/nebo zařízení-pro přívod uhlí popřípadě uhlíkonosné látky a/nebo zařízení pro přívod zpracované organické lehké frakce a/nebo zařízení pro přívod struskotvorné látky a/nebo zařízení pro přívod kyslíku popř. plynu obsahujícího kyslík a/nebo zařízení pro přívod uhlovodíků a/nebo zařízení pro přívod inertního plynu.
7.

Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že • ·· · ·· ······ lancety (32) jsou s výhodou uspořádány pohyblivě, zejména jsou otočné a/nebo pohyblivé v jejich podélném směru.
8. Zařízení podle některého z nároků

1 až

7, vyznačující se tím, že v rafinační komoře (3) jsou uspořádány trysky (36) a/nebo lancety které j sou připojeny na zařízení pro přívod železonosné látky a/nebo zařízení pro přívod uhlí popřípadě uhlíkonosné látky a/nebo zařízení pro přívod zpracované organické lehké frakce a/nebo zařízení pro přívod struskotvorné látky a/nebo zařízení pro přívod kyslíku popř. plynu obsahujícího kyslík a/nebo zařízení pro přívod uhlovodíků a/nebo zařízení pro přívod inertního plynu.
9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že trysky (36) jsou s výhodou vytvořeny jako spodní trysky a/nebo spodní proplachovací tvarovky.
10. Zařízení podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že lancety (35) jsou uspořádány pohyblivě, zejména jsou otočné a/nebo pohyblivě ve svém podélném směru.
11. Zařízení podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že komora (1) pece je vybavena dnem (18), klesajícím ve směru k čeřící komoře (2), a přechází do přibližně horizontální spodní části čeřící komory, přičemž nejhlubší místo dna je uspořádáno v čeřící komoře (2).

12. Zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že v nejhlubším místě dna (18) čeřící komory je uspořádán odpichovací otvor (48) .
13. Zařízení podle některého z nároků 1 až 12,

- 36 - ·: : : ♦ · · ··· ·· • · · • · · • * · · · • · · • · • · · vyznačující se tím, že rafinační komora (3) je opatřena alespoň jedním kontrolním a/nebo opravářským otvorem (50) . 14. Zařízení podle některého z nároků 1 až 13,

vyznačující se tím, že rafinační komora (3) je vytvořena jako od komory (1) pece oddělitelná a vyměnitelná stavební jednotka.
15. Zařízení v obměněném provedení podle některého z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že rafinační komora (3) je vytvořena na způsob pánve (49), v oblasti jejíhož víka je uspořádán přepad (34) mezi komorou (1) pece a rafinační komorou (3) (obr. 6).
16. Zařízení podle některého z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že v oblasti přechodu komory (1) pece k rafinační komoře (3) je uspořádán další odpichovací otvor (45) strusky a odstranitelná strusková hrázka.
17. Zařízení podle některého z nároků 1 až 16, vyznačující se tím, že předehřívací šachta (5) a/nebo zavážecí šachta (10) je provedena jako výměnná, od komory (1) pece oddělitelná jednotka.
18. Způsob výroby tekutého železa, zejména tekuté oceli, například tekuté surové oceli, za použití .zařízení.podle některého z nároků 1 až 17, vyznačující se tím, že obsahuje kombinaci následujících znaků:

• zavážení vsázky tekutého surového železa (20) v množství 20 až 70 % celkového množství železonosných látek vsazovaných do komory (1) pece, • tavení šrotu (7) a/nebo jiných pevných železonosných látek s oxidickým podílem (12) železa (přímo redukovaná železná • ·· · ·· ~~ ·· · · ·· · · — 3 / — ··· ··· • · · · ·· · · • · · · · · ··· ·· ··· ·· houba, za horka briketovaná železná houba, karbid železa, předredukovaná ruda, brikety z prachu atd.) v komoře (1) pece, v podstatě v množství tvořícím zbytek vsázky surového železa do celkové vsázky, přičemž • šrot (7) se nejprve zaváží do předehřívací šachty (5), • předehřívá se odtahováním horkých odplynů (19) vznikajících při výrobě tekutého železa (24) a zaváděním odplynu (19) do šrotu (7) předéhřívaného v předehřívací šachtě (5),' a • následně se zaváží do komory (1) pece, a přičemž dále • pevné kusové železonosné látky (12) se nejprve zavážejí do zavážečí šachty (10) a odtud se bez předehřátí, avšak popřípadě v horkém stavu, zavážejí do komory (1) pece, zatímco jemnozrnné železonosné látky (12') se přivádějí prostřednictvím lancet (32, 35) a/nebo trysek (33, 36) a/nebo dutých elektrod (16) do komory (1) pece a/nebo do rafinačni komory (3), • železonosné látky (7, 12 a/nebo 12') vsazované do komory (1) pece se taví pomocí energie elektrického oblouku a mísí se s tekutým surovým železem (20), • tekuté železo (24) přitom vznikající teče přes přepad (24) skrze rafinačni komoru (3) k odpichovacímu otvoru (41) tekutého železa a jak v komoře (1) pece, tak také v rafinačni komoře (3) se kontinuálně zkujňuje a zároveň ohřívá, a • struska (25) se nechává téci, ve směru (42) opačném ke směru (38) toku tekutého železa (24), k odpichovacího- otvoru (43) strusky a kontinuálně se redukuje vzhledem k obsahu FeO a současně se chladí..
19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že procesní plyny se dodatečně spalují za přívodu plynu (27) obsahujícího kyslík v a/nebo nad struskou (25) v rafinačni komoře (3), v komoře (1) pece a/nebo v předehřívací šachtě • ·· · ·· (5) .
20. Způsob podle nároku 18 nebo 19, vyznačující se tím, že taveni šrotu (7) se podporuje vedmýcháváním plynu (27) s obsahem kyslíku.
21. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že • přiváděni vsázkových látek (železonosné látky, uhlíkonosné látky, přísady, zpracovaná organická lehká frakce a plyny), • proces tavení, zkujňování a ohřevu, a • odvádění produktů procesu (surové oceli, struský a odplynů) se provádí v předehřívací šachtě (5) a/nebo v zavážecí šachtě (10) a/nebo v komoře (1) pece a/nebo v čeřící komoře (2) a/nebo v rafinační komoře (3) • kontinuálně nebo polokontinuálně s diskontinuálním odpichováním surové oceli z rafinační komory (3) a • bez ovlivnění/přerušení průběhu procesu v části zařízení bezprostředně předcházející/navazující.
22. Způsob podle některého z nároků 18 až 21, vyznačující se tím, že se udržuje hladina lázně kovu v rafinační komoře (3) níže než v komoře (1)