RU1792432C - Method of heating hearth furnace - Google Patents

Method of heating hearth furnace

Info

Publication number
RU1792432C
RU1792432C SU904862271A SU4862271A RU1792432C RU 1792432 C RU1792432 C RU 1792432C SU 904862271 A SU904862271 A SU 904862271A SU 4862271 A SU4862271 A SU 4862271A RU 1792432 C RU1792432 C RU 1792432C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heating
fuel
jets
oxidizing agent
bath
Prior art date
Application number
SU904862271A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Вениаминович Баранов
Сергей Иванович Чернышов
Геннадий Васильевич Горлов
Иван Иванович Кобеза
Яков Наумович Бабич
Иван Степанович Билык
Олег Михайлович Клевцов
Original Assignee
Металлургический комбинат "Запорожсталь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Металлургический комбинат "Запорожсталь" filed Critical Металлургический комбинат "Запорожсталь"
Priority to SU904862271A priority Critical patent/RU1792432C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1792432C publication Critical patent/RU1792432C/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/143Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Description

Изобретение относитс  к черной металлу )гии, в частности к способам отоплени  подовых сталеплавильных печей.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to ferrous metal, in particular to methods for heating hearth steel furnaces.

Известны способы отоплени  подовых пе4ей с верхней подачей топлива и окислите 1 , причем топливо подаётс  центральной ст уей, а окислитель  русами струй, расположенных по окружности, окантовывающей центральное сопло;Known methods for heating the hearths with an upper fuel supply and oxidize 1, moreover, the fuel is supplied by a central jet, and the oxidizing agent is in the form of jets located in a circle surrounding the central nozzle;

Недостатками известных способов отоплени  подовых сталеплавильных печей  вл ютс  низка  эффективность использована тепла горени  и дожигани  газов и недостаточна  экологйчность процесса.The disadvantages of the known methods for heating hearth steel furnaces are the low efficiency of the heat of combustion and afterburning of gases and the lack of environmental friendliness of the process.

Наиболее близким техническим реше- нк ем к за вл емому по технической сущности и получаемому результату  вл етс  Известный способ отоплени  подовых печей с верхней подачей топлива и окислител , в процессе которого топливо подают центральной струей, а окислитель -  русами струй, расположенных по окружности, окантовывающей центральное сопло, с направлением параллельно топливной струе. Частично смешение компонентов происходит в фор- камере с углом раскрыти  30-60°. Соотношение окислитель-газ в форкамере поддерживают в пределах 1,6-1,8. Воздух, необходимый дл  полного горени  топлива, подают вдоль наружной поверхности устройства.The closest technical solution to the claimed technical essence and the obtained result is the Known method for heating hearth furnaces with top fuel supply and an oxidizing agent, during which the fuel is supplied by a central jet, and the oxidizing agent is supplied by stream jets located around a circumference surrounding central nozzle, with direction parallel to the fuel stream. Partially the mixing of the components takes place in a chamber with an opening angle of 30-60 °. The oxidizer-gas ratio in the prechamber is maintained within 1.6-1.8. The air necessary for complete combustion of the fuel is supplied along the outer surface of the device.

К недостаткам известного способа относ тс  низка  эффективность использовани The disadvantages of this method include low efficiency

ч оh o

ND 4Nd 4

CJCj

W W

тепла горени  и дожигани  газов, недостаточна  экологичность процесса. Это объ сн етс  следующим. Подача топлива центральной струей, а окислител  прусами струй, располагаемых по окружности, окан- товывающей центральное сопло с параллельным направлением топливной струе, при наличии форкамеры. обуславливает интенсивное перемешивание компонентов результатом чего  вл етс  узконаправлен- ность факела, пониженна  еветймр стЦ теплопередача, а также повышенный шум при работе,heat of combustion and afterburning of gases; insufficient environmental friendliness of the process. This is explained as follows. Fuel is supplied by the central jet, and the oxidizer is supplied by jets of jets arranged in a circle that surrounds the central nozzle with a parallel direction to the fuel jet, in the presence of a prechamber. causes intensive mixing of the components, which results in a narrow focus of the torch, a reduced temperature of the centrifuge, heat transfer, as well as increased noise during operation,

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности использовани  тепла го- рени  и дожигани  газов и экологичности процессов.The aim of the invention is to increase the efficiency of the use of heat of combustion and afterburning of gases and the environmental friendliness of the processes.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что топливо подают через сводовую горелку центральной струей с углом раскрыти  1626° , а окислитель подают  русом струй, расположенных по окружности вокруг центральной струи, с чередую.щимис  углами подачи к оси центральной струи топлива 14-16° и 30-45° соответственно, причем со- отношение расхода окислител  . в чередующихс  стру х составл ет 0,5-2.0. при этом срез сводовой струи горелки в период прогрева располагают на высоте 5-15 минимальных диаметров топливной струи от поверхности загруженной шихты; окислитель дополнительно пода ют стру  ми, расположенными вокруг первого  руса, причем струи дополнительного  руса направлены с чередованием под углами к оси.цен- тральной струи топлива 40-50 и 60-75° соответственно, а соотношение расходов окислител  в  русах струй поддерживают в пределах 0,1-10: соотношение окислитель- топливо в периоды завалки, прогрева шихты и нагрева ванны поддерживают в пределах 1-1,5, а в период продувки ванны кислородом 2-10.This goal is achieved by the fact that the fuel is fed through the master burner with a central jet with an opening angle of 1626 °, and the oxidizer is fed with light brown jets located around a circle around the central jet, with alternating feed angles to the axis of the central fuel jet of 14-16 ° and 30- 45 °, respectively, with the ratio of the consumption of oxidizing agent. in alternating streams it is 0.5-2.0. at the same time, a slice of the burner stream during heating is placed at a height of 5-15 minimum diameters of the fuel stream from the surface of the loaded charge; the oxidizer is additionally fed with jets located around the first channel, the jets of the additional channel are directed alternating at angles to the axis of the central fuel jet 40-50 and 60-75 °, respectively, and the ratio of the oxidizer consumption in the jets of jets is kept within 0 , 1-10: the oxidizing-fuel ratio during periods of filling, heating the mixture and heating the bath is maintained within the range of 1-1.5, and during the purge period of the bath with oxygen 2-10.

На фиг,1 представлен схематично вид спереди на истекающие и взаимодействую- щиеструи топлива 1 и окислител  2,3, подаваемого  русами струй соответственно под углами 147)6°, и 30-45°,. а также струи дополнительного окислител  4,5, подаваемого соответственно под углами 60-75° и 40-50°. При этом рассмотрен вариант смешени  топлива и окислителей с подачей их на.высоте 500 мм от ванны с восемью чередующимис  стру ми окислител  первого  руса и восемью чередующимис  стру ми дополни- тельного окислител : на фиг.2 - степень зажати  топлива в четырех стру х окислител  первого  руса 2 (угол. 14-16°), истекающих из сопл, как и топливо, с докритическбй скоростью (угол раскрыти  струй примерно 26°)On Fig, 1 is a schematic front view of the expiring and interacting jets of fuel 1 and oxidizer 2,3, supplied by the stream jets at angles 147) 6 °, and 30-45 °, respectively. and also a jet of additional oxidizing agent 4,5, supplied respectively at angles of 60-75 ° and 40-50 °. In this case, the option of mixing fuel and oxidizing agents with a feed at a height of 500 mm from a bath with eight alternating jets of an oxidizing agent of the first Rus and eight alternating jets of an additional oxidizing agent was considered: in Fig. 2, the degree of jamming of the fuel in four jets of oxidizer of the first bed 2 (angle. 14-16 °), flowing out of the nozzles, like fuel, at subcritical speed (angle of the jets about 26 °)

и участке пологих углов окислител  первого  руса (углы 30-45°) во вторичном горении и раст гивании факела. Струи дополнительного окислител  4,5 или еще раст гивают факел, или участвуют в дожигании окиси углерода над ванной, п тна контакта этих струй с ванной значительно раст нуты с большим охватом поверхности.and a section of gentle angles of the oxidizer of the first Rus (angles 30-45 °) in the secondary combustion and stretching of the torch. The jets of additional oxidizing agent 4,5 either stretch the torch or participate in the afterburning of carbon monoxide over the bath; the spots of contact of these jets with the bath are significantly stretched with a large surface coverage.

Такое соотношение струй благопри тно сказываетс  на формировании факела горени ,ёго. ркрстных и аэродинамических характеристиках , а также на услови х, вли ющих на спокойный ход горени  без шумового эффекта.This ratio of jets favorably affects the formation of the torch of burning, its. The surface and aerodynamic characteristics, as well as the conditions affecting the quiet course of burning without a sound effect.

При критических скорост х истечени  е нерасчетном режиме угол раскрыти  струи увеличиваетс  до 30° и степень зажати  газового потока увеличиваетс , несколько ухудшаютс  услови  дл  его самокарбюрэ- ции, но горение устойчивое, без шума.At critical expiration rates in an off-design mode, the opening angle of the jet increases to 30 ° and the degree of compression of the gas stream increases, the conditions for its self-carburetion deteriorate somewhat, but the combustion is stable, without noise.

При низком расположении горелки над ванной (300-500 мм) истекающие из сопл струи как топлива,так и окислител  удар ютс  о поверхность, деформируютс , отража сь и растека сь по ней. Это приводит к дополнительномусмешению компонентов и горению в контакте с обогреваемой поверхностью .With a low position of the burner above the bath (300-500 mm), both fuel and oxidizing jets flowing from the nozzles hit the surface, deform, reflect, and spread over it. This leads to additional mixing of the components and burning in contact with the heated surface.

Сущность изобретени  заключаетс  в следующем.The invention is as follows.

Топливо (газ) подаетс  через центральное сопло с углом раскрыти  струи 16-26° (скорость истечени  газа на срезе сопла 100-300 м/с) на высоте 5-15 диаметров сопла (практически при мощности горелки 12- 18 млн ккал/ч, это составл ет 300-1000 мм), а окислитель (кислород) подают расход щимис  от центра чередующимис   русами струи по углами 14-16° и 30-45°. Этим самым создаютс  услови  стру м окислител  крутых углов (14-16°) м гко зажать топливо в окислительной среде, частично перемещатьс  с топливом и при недожоге реформировать его, а затем струи окислител , подаваемые под углами 30-45°, разбавленные окружающей средой, подхватывают реформированный газ в потоке или отраженный от поверхности, дожигают его в стру х и направл ют на поверхность шихты или ванны.Fuel (gas) is supplied through a central nozzle with a jet opening angle of 16-26 ° (gas outflow velocity at the nozzle exit is 100-300 m / s) at a height of 5-15 nozzle diameters (practically at a burner power of 12-18 million kcal / h, this amounts to 300-1000 mm), and the oxidizing agent (oxygen) is fed with alternating jets diverging from the center at angles of 14-16 ° and 30-45 °. This creates the conditions for steeper angle oxidizer jets (14-16 °) to softly pressurize the fuel in an oxidizing medium, partially move with the fuel and reform it if it is not burned, and then the oxidizer jets supplied at 30-45 ° angles diluted with the environment they pick up the reformed gas in the stream or reflected from the surface, burn it in jets and direct it to the surface of the mixture or bath.

Соотношение окислитель-газ на срезе сопл поддерживают в пределах 1,0-1,5, а соотношение расходов окислител  между крутыми и пологими углами поддерживают в пределах 0,5-2. При этом дл  низкого положени  горелки в работе (300-600 мм)-дл  нагрева ванны в период доводки примен ют соотношение окислитель-газ равным 1.5, а соотнрщение расходов окислител  крутых и пологих углов равным 0,5-1. Дл  высокогоThe oxidizer-gas ratio at the nozzle exit is maintained in the range of 1.0-1.5, and the oxidizer flow ratio between steep and gentle angles is maintained in the range of 0.5-2. At the same time, for the low position of the burner in operation (300-600 mm) for heating the bath during the refining period, the oxidizer-gas ratio of 1.5 is used, and the ratio of the oxidizer consumption to steep and gentle angles is 0.5-1. For high

положени  горелки (700-1000 Мм) - нагрев шихты в период прогрева, примен ют соот- нбшение окислитель-газ равным 1, а соотношение расходов окислител  крутых и пологих углов равным 1-2.the position of the burner (700-1000 Mm) - heating the charge during the warm-up period, the oxidizer-gas ratio of 1 is applied, and the ratio of the oxidizer consumption to steep and gentle angles is 1-2.

При подаче дополнительного окислители с чередованием струй под углами 40-50° 30-75° в соотношении 0,1-10, можно проводить управление положением факелаWhen applying additional oxidizing agents with alternating jets at angles of 40-50 ° 30-75 ° in a ratio of 0.1-10, you can control the position of the torch

и: н;and: n;

д ванной или шихтой. Так, при располо- d bath or charge. So, when

жжии горелки от ванны на высоте 500 мм максимальный диаметр зоны воздействи  факела от струй первого  руса (углы 14-45°) составит 1000 мм. При включении в работу струй дополнительного окислител  (углы 4С-750) диаметр зоны воздействи  факела расшир етс  до 4000 мм. Это удобно дл  расширени  зоны воздействи  факела на Не грев шихты в периодах завалки и прогрё- вг шихты, а также дожигани  окиси углеро- дг кислородом над площадью продувки ванны. Соотношение окислитель:газ в периодах нагрева шихты или ванны уста- нг1Вливают 1,0-1,5, а периодах продувки поддерживают в пределах 2-10 и этим обес- т чиваетс  избыток окислител  дл  дожигани  окиси углерода над ванной,burners from the bath at a height of 500 mm, the maximum diameter of the zone of influence of the torch from the jets of the first channel (angles 14-45 °) will be 1000 mm. When the additional oxidizing agent jets are activated (angles 4C-750), the diameter of the torch exposure zone expands to 4000 mm. This is convenient for expanding the zone of the torch impact on the Non-heated mixture during filling and heating of the mixture, as well as the burning of carbon monoxide with oxygen over the bath purge area. The oxidizer: gas ratio in the heating periods of the charge or the bath is set to 1.0-1.5, and the purging periods are maintained within 2-10 and this ensures an excess of oxidizing agent for burning carbon monoxide over the bath.

Истечение топлива (газа) с углом раскрыти  струи 16° обеспечиваетс  при скорости л/ ЮО м/с. Дл  условий хорошего ре формировани  газа vi получени  в св зи с высоких радиационных его характеристик такие скорости и даже более низкие (т.е. с меньшим углом раскрыти ) весьма желательны. Однако конструкци  горелки, ее размеры в этом случае значительно увеличиваютс . Последнее ведет к большим пс тер м тепла с водой охлаждени  горелку и увеличиваетс  веро тность зарастани  топливного сопла даже при принимаемых морах защиты (подача небольших количеств топлива, воздуха и инертных газов). При угле раскрыти  газовой струи 26° ско- рссть истечени  ее близка к критической ( м/с). В этом случае газова  стру  хо- рсшо перемешиваетс  с окислителем, газ хуже реформируетс , что снижает радиаци- он ные характеристики факела и теплопередачу от факела к ванне.The outflow of fuel (gas) with a jet opening angle of 16 ° is provided at a speed of l / 10 m / s. For conditions of good gas reformation vi of production due to its high radiation characteristics, such speeds and even lower (i.e., with a smaller opening angle) are highly desirable. However, the design of the burner, its dimensions in this case are significantly increased. The latter leads to large ps of heat with the cooling water of the burner and the likelihood of overgrowing of the fuel nozzle increases even with accepted protection standards (supply of small amounts of fuel, air and inert gases). At an angle of opening of the gas stream of 26 °, its expiration rate is close to critical (m / s). In this case, the gas stream mixes well with the oxidizing agent, the gas is reformed worse, which reduces the radiation characteristics of the plume and the heat transfer from the plume to the bath.

Угол раскрыти  газовой струи больше 26° нежелателен, т.к. скорости истечени  приближаютс  к критическим ( 350 м/с), перемешивание газа с окислителем усиливаAn opening angle of a gas stream greater than 26 ° is undesirable, because outflow velocities approach critical (350 m / s), mixing gas with an oxidizing agent enhances

етс  как за счет усилени  турбулизации, due to increased turbulization,

та и за счет большего проникновени  одного газа в другой, реформирование газа ухудшаетс  и горение начинает сопровождатьс  LUVMOM и тем больше, чем больше угол раскрыти  топливной струи.This and due to the greater penetration of one gas into another, gas reforming is deteriorating and combustion begins to be accompanied by LUVMOM and the greater the larger the angle of the fuel jet.

1010

15 0 5 15 0 5

0 5 0 5 0 5 0 5

00

55

Подача части окислител  первого  руса стру ми под углом 14° способствует м гкому , ограниченному смещению газа с окислителем и его хорошему реформированию. Однако при соотношении подачи окислител  по трактам, равном 2 при этом угле встречи и критической скорости истечени  в нерасчетном режиме по вл етс  нежелательный шумовой эффект и некоторое ухудшение реформировани  газа. При подаче окислител  под углом 16° этих недостатков не про вл етс , однако при низких соотношени х подачи, равных 0,5, наблюдаетс  некоторое ухудшение реформировани  газа.The supply of a part of the oxidizer of the first Rus by jets at an angle of 14 ° promotes a soft, limited displacement of the gas with the oxidizer and its good reforming. However, when the oxidant supply ratio along the paths is 2, the undesired noise effect and some deterioration of gas reforming appear in the off-design mode at this angle of meeting and the critical flow rate in the off-design mode. When the oxidizing agent is supplied at an angle of 16 °, these drawbacks are not manifested, however, at low feed ratios of 0.5, there is some deterioration in gas reforming.

Подача части окислител  первого  руса стру ми под углом меньше 14° способствует большему зажатию топливного потока, усилению перемешивани , что приводит к снижению реформировани  газа и .по влению шумового эффекта.The supply of a part of the oxidizer of the first Rus by jets at an angle of less than 14 ° contributes to a greater clamping of the fuel flow, increased mixing, which leads to a decrease in gas reforming and the appearance of a noise effect.

Подача окислител  с углом больше 16° раст гивает зону горени  до проскока топлива к поверхности, снижаетс  светимость факела и большее развитие получает процесс горени  в отраженном потоке.The supply of an oxidizing agent with an angle greater than 16 ° stretches the combustion zone until the fuel flows to the surface, the luminosity of the flame decreases, and the combustion process in the reflected flow is more developed.

Подача части окислител  первого  руса стру ми под углом 30° способствует формированию компактного плотного факела с малоразвитой площадью охвата поверхности. Подача окислител  под углом 45° расшир ет возможности факела по охвату обогреваемой поверхности , но по вл етс  п тнистость охвата.The supply of a part of the oxidizer of the first Rus by jets at an angle of 30 ° promotes the formation of a compact dense plume with an underdeveloped surface coverage area. An oxidant supply at an angle of 45 ° expands the plume's ability to cover a heated surface, but spotting coverage appears.

Подача части окислител  первого  руса стру ми под углом меньше 30° делает факел еще более компактным и плотным, а зону воздействи  меньшей. Значительное уменьшение угла наклона может отрицательно сказыватьс  уже на реформированием газа и радиационных его характеристиках. Подача окислител  под углом больше 45° еще раст гивает зону воздействи  факела, но некотора  часть площади оказываетс  вне непосредственного вли ни  факела из-за значительного развити  п тнистости.The supply of a part of the oxidizer of the first Rus by jets at an angle of less than 30 ° makes the torch even more compact and dense, and the impact zone is smaller. A significant decrease in the angle of inclination can adversely affect the reform of the gas and its radiation characteristics. The supply of oxidizing agent at an angle of more than 45 ° still stretches the zone of influence of the torch, but some part of the area is outside the direct influence of the torch due to the significant development of spotting.

Подача окислител  первого  руса в соотношении расходов между крутыми и пологими углами, равном 0,5, способствует получен-ию м гкой, малореформированной , раст нутой сердцевины со сниженными радиационными характеристиками и. более жесткого окантовывающего потока. Рационально такое сочетание преимущественно дл  низкого расположени  горелки над ванной с дожиганием отраженного и растекающего газового потока. При соотношении , равном 2, получаетс  жестка  сердцевина с недостаточной светимостью и м гкими кра ми. Надо полагать, что о птймальное соотношение находитс  в диапазоне 1-1,3. The supply of an oxidizing agent of the first Rus in the ratio of costs between steep and gentle angles equal to 0.5 contributes to a soft, slightly reformed, elongated core with reduced radiation characteristics and. more rigid turning flow. Rationally, such a combination is advantageous for the low position of the burner above the bath with afterburning of the reflected and flowing gas stream. With a ratio of 2, a stiff core with insufficient luminosity and soft edges is obtained. It must be assumed that the optimum ratio is in the range of 1-1.3.

Подача окислител  первого  руса в соотношении расходов между крутыми и пологими углами больше 2 обеспечивает поступление окислител  на реформирование в большем количестве, чем необходимо дл  реформировани . Поэтому излишнее его количество идет на горение, не обеспечива  нужного реформировани , снижают- с  радиационные характеристики факела, зона охвата нагреваемой поверхности и в сумме теплопередача. Подача окислител  в соотношении меньше 0,5 еще снижает часть окислител , идущего на реформирование газа,и тем самым ухудшает его радиационные характеристики и теплопередачу, несмотр  на повышение интенсивности вли ни  пологих углов на зону охвата.The supply of an oxidizing agent of the first Rus in a ratio of flow rates between steep and gentle angles of more than 2 ensures that the oxidizing agent is supplied to the reforming in a larger quantity than is necessary for the reforming. Therefore, an excessive amount of it goes to combustion without providing the necessary reform; the radiation characteristics of the torch, the coverage area of the heated surface and the total heat transfer are reduced. The supply of an oxidizing agent in a ratio of less than 0.5 further reduces the portion of the oxidizing agent used for gas reforming, and thereby worsens its radiation characteristics and heat transfer, despite the increased intensity of the influence of gentle angles on the coverage area.

Расположение горелки на высоте 5 ми- нимальных диаметров топливной струи (300-400 мм) целесообразно при м гком газовом потоке. Применимо дл  нагрева расплавленной оанны или при организации дожигани  окиси углерода над продуваемой кислородом ванной. Расположение горелки на выйоте меньше 5 диаметров сужает зону охвата поверхности факелом, интенсивно развиваютс  отраженные потоки, а в жидкие периоды брызгообразование и эффект продувки. Расположение горелки на высоте 15 минимальных диаметров топливной струи (900-1000 мм) целесообразно при жестком факеле, рассчитанном на получение большой площади воздействи  факела (периоды завалки и прогрева). Расположение горелки на высоте больше 15 диаметров отдал ет факел от поверхности, увеличивает потери тепла на обогрев рабочего пространства , уменьшаетс  конвективна  составл юща  в теплопередаче, хот  увеличиваетс  приход тепла от повышени  зоны охвата.The location of the burner at a height of 5 minimum diameters of the fuel stream (300-400 mm) is advisable with a soft gas flow. Suitable for heating molten bath or for arranging afterburning of carbon monoxide over an oxygen bath. The location of the burner at an altitude of less than 5 diameters narrows the coverage area of the surface by a torch, reflected flows intensively develop, and during liquid periods spray formation and purge effect. The location of the burner at a height of 15 minimum diameters of the fuel jet (900-1000 mm) is advisable with a hard torch, designed to receive a large area of the torch exposure (periods of filling and heating). The location of the burner at a height of more than 15 diameters removes the torch from the surface, increases the heat loss for heating the working space, the convective component in the heat transfer decreases, although the heat transfer from the increase in the coverage area increases.

Подача дополнительного окислител  чередующимис  стру ми с углами наклона 40- 50° и 60-75° целесообразна в случа х необходимости организации обогрева больших площадей ванны при среднем и низком расположении горелки (5-8 диаметров), а также дл  организации подачи окислител  по большей поверхности с целью дожигани  над ней выдел ющейс  окиси углерода. Причем чередование струй в этом случае, в основном, необходимо дл  учета профил  ванны. По ширине направл ют струи под углом 40-50°, а по длине 60-75°. Нижние пределы (40° и 60° примен ют при высоком расположении горелки в работе (800- 1000 мм), а верхние (50° и 75°) дл  низкого (300-500 мм), The supply of additional oxidizing agent with alternating jets with angles of inclination of 40-50 ° and 60-75 ° is advisable in cases where it is necessary to organize the heating of large areas of the bath with an average and low location of the burner (5-8 diameters), as well as to organize the supply of oxidizer over a larger surface to burn off carbon monoxide above it. Moreover, the alternation of jets in this case is mainly necessary to take into account the profile of the bath. The width of the jet is directed at an angle of 40-50 °, and the length of 60-75 °. The lower limits (40 ° and 60 ° are used for a high position of the burner in operation (800-1000 mm), and the upper ones (50 ° and 75 °) for the low (300-500 mm).

Подача дополнительного окислител  повышает эффективность использовани  тепла и дожигание газов. Подача окислител  с углом наклона струй меньше 40° снижает зону действи  факела и окислител  и эффективность теплопередачи. Подача окислител  с углом наклона струй больше 75° приводит к тому, что часть окислител , истекающего с критической скоростью, начинает отрыватьс  от ванны и тем самым отрывать факел от поверхности. Это же характерно и дл  процесса дожигани  окиси углерода..The addition of an additional oxidizing agent increases the efficiency of heat utilization and afterburning of gases. The supply of an oxidizing agent with an inclination angle of jets of less than 40 ° reduces the area of action of the torch and oxidizing agent and the efficiency of heat transfer. The supply of an oxidizing agent with an inclination angle of jets greater than 75 ° causes a portion of the oxidizing agent expiring at a critical speed to begin to detach from the bath and thereby detach the torch from the surface. The same is true for the carbon monoxide afterburning process ..

Соотношение расходов окислител  первого и дополнительного  русов в процессе работы поддерживаетс  в пределах 0,1...10. Соотношение, равное 0,1 примен етс  при использовании горелки дл  дожигани  окиси углерода над продуваемой ванной, когда есть необходимость струи окислител  подать на большую поверхность, а газовое сопло защищено специальным отдувом. В этом случае 1 часть окислител  подаетс  по первому  русу дл  организации защиты сопла от забиваемости и частично дожигани  окиси углерода в этом районе. Соотношение,, равное 107примен етс  при использовании горелки дл  нагрева жидкой ванны при низком и среднем расположении горелки и шихты при среднем и высоком расположении горелки. В этом варианте работы 10 частей окислител  поступает по первому  русу и 1 часть по дополнительному, который служит в основном фактором защиты сопел от забиваемости брызгами шлака и металла, идущих как от горелки, так и продувочных фурм.The ratio of the oxidizing agent consumption of the first and additional Russes during operation is maintained within the range of 0.1 ... 10. A ratio of 0.1 is used when using a carbon monoxide burner over a blown bath, when there is a need for an oxidizing jet to be fed to a large surface, and the gas nozzle is protected by special blowing. In this case, 1 part of the oxidizing agent is fed in the first channel to organize the protection of the nozzle from clogging and partial burning of carbon monoxide in the area. A ratio of 107 is applied when using a burner to heat a liquid bath with a low and medium position of the burner and a charge with an average and high position of the burner. In this version of the work, 10 parts of the oxidizing agent flows in the first rus and 1 part in the additional one, which serves mainly as a protection factor for nozzles from clogging with slag and metal spatter coming from both the burner and the blowing tuyeres.

Соотношение меньше 0,1.может привести к запечатыванию шлаком и металлом сопел первого  руса. Соотношение больше 10 может привести к запечатыванию сопел дополнительного  руса. Рабочий практический диапазон действи  соотношений в завалку-прогрев - 10. нагрев металла в доводку 7-10, при дожигании окиси углерода с подачей небольшого количества топлива (400 м3/ч на отдув) - 0,3-0.7.The ratio is less than 0.1. Can lead to the sealing of slag and metal nozzles of the first Rus. A ratio greater than 10 may result in sealing nozzles of the auxiliary channel. The working practical range of the ratios for filling-heating is 10. Heating the metal in a finishing 7-10, while burning carbon monoxide with a small amount of fuel (400 m3 / h for blowing) - 0.3-0.7.

Соотношение окислитель-топливо в периодах завалки и прогрева поддерживают в пределах 1 в вариантах среднего и высокого расположени  горелки (700-1000 мм), так как количество кислорода привнесенного стру ми в этом варианте, высокое и горение газа полное. При низком расположении горелки (300-500 мм) и большей частью .при использовании ее дл  нагрева металла в доводку количество кислорода, привносимого стру ми из-за их малого развити  и низкой концентрации кислорода вThe oxidizer-fuel ratio in the periods of filling and heating is maintained within 1 in the medium and high burner arrangement variants (700-1000 mm), since the amount of oxygen introduced by the jets in this embodiment is high and the gas burning is complete. With a low location of the burner (300-500 mm) and for the most part. When using it to heat the metal in the finishing process, the amount of oxygen introduced by the jets due to their low development and low oxygen concentration in

окружающей среде уменьшаетс  и соотно- uueijwe устанавливают равным 1,5.environment decreases and, accordingly, set equal to 1.5.

:В период продувки ванны кислородом соотношение окислитель-топливо принимают эавным 2 в вариантах продувки на низком углероде (0,5% и ниже), когда в основном идет нагрев металла не от дожигани  окиси углерода, а от горени  топлива. Соотношение(равное 10,принимают в вариантах дожигани  окиси углерода при про- дунке ванны кислородом с высокого угл грода (0,6% и выше), когда нагрев ванны осуществл етс  в основном за счет дожига- ни5 окиси углерода, а топливо подаетс  только дл  защиты сопла от забивани  бризгами шлака и металла.: During the purge period of the bath with oxygen, the oxidizer-fuel ratio is assumed to be 2 in the low-carbon purge options (0.5% and below), when the metal is mainly heated not from the combustion of carbon monoxide, but from the burning of the fuel. The ratio (equal to 10 is taken in the variants of carbon monoxide afterburning when the bath is filled with oxygen from a high carbon angle (0.6% and higher), when the bath is heated mainly by burning 5 carbon monoxide, and the fuel is supplied only for protect the nozzle from clogging slag and metal.

Соотношение окислитель-топливо в зава/ ку и прогрев меньше 1 приведет к недо- жо у топлива и потере теплопоглощени , а бо/ ьше 1,5 к перерасходу окислител ; в период продувки ванны кислородом отношение меньше 2 не обеспечивает горени  иThe oxidizer-fuel ratio in the supply / heating and heating less than 1 will lead to a lack of fuel and loss of heat absorption, and more / more than 1.5 will lead to an excess of oxidizer; in the period of purging the bath with oxygen, a ratio of less than 2 does not provide combustion and

доbefore

кигани  - снижение теплопоглощени ,kigani - reduction of heat absorption,

бо/ ьше 10 к нерациональному расходу окис- лител .greater than 10 to irrational consumption of oxidizing agent.

Примеры конкретного выполнени .Examples of specific performance.

Предлагаемый способ отоплени  подовых печей может осуществл тьс  как само- стс тельно, так и в сочетании с другими из( естными.The proposed method for heating hearth furnaces can be carried out both independently and in combination with other conventional ones.

Плавку вели в мартеновской печи комбината Запорожсталь садкой 250 т с при- менением действующего торцевого отс плени . Горелка была установлена в центре: главного свода печи, как дополнительное средство дл  форсировани  тепловой работы печи: путем нагрева шихты в период прогрева, нагрева ванны в плавление - за счет дожигани  окиси углерода, и расплавленной ванны в период доводки. Теплова  модность горелки 16 млн. ккал/ч; диаметр газового сопла 60 мм; расход газа 1500- 2000 м /ч с углом раскрыти  струи 16-26°, окислитель основного тракта с расходом до 3000 м /ч подавали по 8 соплам Диамет- рои 15 мм с чередованием углов 14-16° и 30-45°; окислитель дополнительного тракта также подавали по 8 соплам диаметром 15JMM с чередованием углов 40-50° и 60- 75:, пропускна  способность тракта до 25().Melting was carried out in the open-hearth furnace of the Zaporizhstal plant with a 250 t batch with the use of the actual end section. The burner was installed in the center: the main arch of the furnace, as an additional means of boosting the thermal operation of the furnace: by heating the charge during the warm-up period, heating the bath to melting by burning carbon monoxide, and the molten bath during the finishing period. The thermal modality of the burner is 16 million kcal / h; gas nozzle diameter 60 mm; gas flow rate of 1500-2000 m / h with a jet opening angle of 16-26 °, the oxidizer of the main path with a flow rate of up to 3000 m / h was supplied through 8 nozzles of Diameter 15 mm with alternating angles of 14-16 ° and 30-45 °; the oxidizer of the additional path was also fed through 8 nozzles with a diameter of 15JMM with alternating angles of 40–50 ° and 60–75 :, the path throughput was up to 25 ().

После загрузки металлошихты в период прэгрева присаживали горелку в рабочее пространство и подавали по 1000 м /ч газа и кислорода, Убедившись в нормальном ходе горени  присаживали горелку на 15-8 диаметров (1000-700 мм) от шихты и добав- л |)и по инструкции остальной газ (500 м /ч) и Кислород до соотношени , равного 1. В процессе прогрева и осаждени  шихты положение горелки над шихтой корректировали . Применение дополнительного отоплени  обеспечивает на 50-100°С выше нагрев металлошихты, а это позвол ет уменьшить расход чугуна на 10-12 кг/тили сократить длительность периода прогрева на 30-50%, а значит, и длительность плавки на 5-8%, при этом сократились удельные расходы топлива на 5-7 кг/т и 1-2 м3/тAfter loading the metal charge during the pre-heating period, the burner was seated in the working space and 1000 m / h of gas and oxygen were supplied. After verifying the normal course of combustion, the burner was seated 15-8 diameters (1000-700 mm) from the charge and added |) and instructions the rest of the gas (500 m / h) and Oxygen to a ratio of 1. During the heating and deposition of the charge, the position of the burner above the charge was adjusted. The use of additional heating provides heating of the metal charge 50-100 ° C higher, and this reduces the consumption of cast iron by 10-12 kg / teel and reduces the duration of the heating period by 30-50%, which means that the melting time is 5-8%, at the same time, specific fuel consumption was reduced by 5-7 kg / t and 1-2 m3 / t

0 кислорода.0 oxygen.

При использовании способа дл  дожигани  окиси углерода над продуваемой ванной (расход кислорода на продувку 2500 м /ч) горелку присаживали в рабочееWhen using the method for burning carbon monoxide over the blown bath (oxygen consumption for blowing 2500 m / h), the burner was seated in the working

5 пространство, подавали небольшое количество газа (до 500 м /ч) и кислород основной и дополнительный по 500 м /ч. Затем горелку присаживали на высоту 5-7. диаметров газового сопла (300-500 мм) от ванны и по5 space, a small amount of gas was supplied (up to 500 m / h) and primary and additional oxygen at 500 m / h. Then the burner was seated at a height of 5-7. diameters of the gas nozzle (300-500 mm) from the bath and

0 дополнительному  русу сопел подавали остальной кислород до соотношени  0,33 (15, м /ч), соотношение окислитель: топливо поддерживали равным 4. За врем  операции дожигани  (0,5-1 час) или подни5 малась температура металла на 50-90°С или процесс велс  при сокращенном расходе топлива. Экономи  в пересчете на расход чугуна составл ла 10-15 кг/т или топлива 5-7 кг/т при увеличении расхода кислородаThe remaining oxygen was supplied to an additional nozzle bed to a ratio of 0.33 (15, m / h), the oxidizer: fuel ratio was maintained equal to 4. During the afterburning operation (0.5-1 hour), or the metal temperature increased by 50-90 ° C or the process was carried out with reduced fuel consumption. The savings in terms of cast iron consumption was 10-15 kg / t or fuel 5-7 kg / t with an increase in oxygen consumption

0 на 4-6 м3/т.0 to 4-6 m3 / t.

При использовании способа дл  нагрева металла в период доводки горелка присаживалась в рабочее пространство, подавали газ и кислород по первому  русуWhen using the method for heating the metal during the finishing period, the burner was seated in the working space, gas and oxygen were supplied in the first rus

5 сопел по 1000 м /ч. Затем она присаживалась на ванной на высоте 5-7 диаметров (300-500 мм), подавалс  остальной газ (500 м /ч) и кислород по первому  русу - 1000 м /ч и дополнительному . русу5 nozzles of 1000 m / h. Then she sat down on the bathtub at a height of 5-7 diameters (300-500 mm), the rest was supplied with gas (500 m / h) and oxygen in the first rus - 1000 m / h and additional. Rusu

0 250 м3/ч, поддержива  соотношение кислород: газ 1,5. Скорость нагрева металла в зависимости от состо ни  печи, составл ет 1,5-2,5°С/мин, Экономи  топлива и кислорода составила в среднем 5-7% от удельных0 250 m3 / h, maintaining an oxygen: gas ratio of 1.5. The heating rate of the metal, depending on the state of the furnace, is 1.5-2.5 ° C / min. Fuel and oxygen savings averaged 5-7% of the specific

5 расходов по печи.5 furnace costs.

Предлагаемый способ отоплени  может быть реализован на любой подовой сталет плавильной печи, потребл ющей природный газ и кислород.The proposed heating method can be implemented on any hearth of a melting furnace consuming natural gas and oxygen.

0Применение предложенного способа отоплени  в подовых печах по сравнению с известными способами позвол ет повысить эффективность использовани  тепла горени  и дожигани  газов и экологичность про5 цесса, что про вл етс  в применении способа дл  нагрева шихты в периоде ее прогрева (возможно применение и в завалку ), что позвол ет вести процесс на сокращение длительности периода v плавки в целом, обеспечива  повышение производитель:ности агрегата, или на дополнительный вэод тепла в шихту с высоким КПД и сокращение потреблени  на процесс энергоресурсов (чугуна, топлива); в применении способа дл  дожигани  окиси углерода над продуваемой ванной, что позвол ет ввести в ванну большее количество тепла за счет повышени  КИТ дожигани  окиси углерода и тем самым сократить длительность периода и затраты знергоресурсоа (чугун, топливо ); в применении способа дл  нагрева металла в доводку, что позвол ет сократить длительность периода и затраты энергоресурсов (чугун, топливо, кислород); в повышении стойкости агрегата в св зи с меньшей интенсификацией его работы; в повышении экологичности процесса, т.к. обеспечиваетс  низкий уровень шума и снижение интенсивности образовани  бурого дыма в плавление; в высоком экономическом эффекте . V-. -.; . The application of the proposed method of heating in hearth furnaces in comparison with the known methods allows to increase the efficiency of using the heat of combustion and afterburning of gases and the environmental friendliness of the process, which is manifested in the application of the method for heating the charge during its heating (it is possible to use it in filling), which It allows the process to be carried out to reduce the duration of the smelting period v as a whole, providing an increase in the unit productivity or an additional heat input to the batch with high efficiency and a reduction in the process consumption energy resources (cast iron, fuel); in the application of a method for re-burning carbon monoxide over a blown bath, which allows to introduce more heat into the bath by increasing the KIT of re-burning carbon monoxide and thereby reduce the period and cost of energy resources (cast iron, fuel); in the application of the method for heating the metal for fine-tuning, which allows to reduce the period duration and energy costs (cast iron, fuel, oxygen); in increasing the durability of the unit in connection with less intensification of its operation; in increasing the environmental friendliness of the process, as low noise and a reduction in the rate of formation of brown smoke during melting are provided; in high economic effect. V-. - .; .

Claims (3)

Формула изобретени  1. Способ отоплени  -подовой печи, включающий подачу топлива и окислител  через сводовую и торцовые горелки в периоды завалки лома, прогрева шихты и нагрева ванны, продувку ванны кислородом, о т- л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  эффективности использовании тепла горени  и экологичности процесса, черезSUMMARY OF THE INVENTION 1. A method of heating a baking oven, comprising supplying fuel and an oxidizing agent through a vault and end burners during periods of filling the scrap, heating the charge and heating the bath, purging the bath with oxygen, and so on, so that , in order to increase the efficiency of using the heat of combustion and the environmental friendliness of the process, through сводовую горелку топливо подают центральной струей с углом раскрыти  16-26°, а окислитель подают  русом струй, расположенных по окружности вокруг центральнойthe fuel is supplied by a central burner with a central jet with an opening angle of 16-26 °, and the oxidizing agent is fed with a light brown jet located around a circle around the central струи, с чередующимис  углами подачи к оси центральной струи топлива 14-16 и 30- 45° соответственно, причем соотношение расхода окислител  в чередующихс  стру х составл ет 0,5-2,0. при этом срез сводовойjets with alternating feed angles to the axis of the central fuel jet of 14-16 and 30-45 °, respectively, wherein the ratio of the oxidizer flow rate in alternating jets is 0.5-2.0. at the same time the slice of the vault горелки в период прогрева располагают на высоте 5-15 минимальных диаметров топливной струи от поверхности загруженной шихты.burners during the heating period are located at a height of 5-15 minimum diameters of the fuel stream from the surface of the loaded charge. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с  2. The method according to claim 1, about t l and h a y u and s тем, что, с целью повышени  эффективности дожигани  окиси углерода, окислитель дополнительно подают стру ми, расположенными вокруг первого  руса, причем струи дополнительного  руса направлены с чередованием под углами к оси центральной струи топлива 40-50 и 60-75° соответственно , а соотношение расходов окислител  в  русах струй поддерживают в пределах 0,1- 10. - ... ;the fact that, in order to increase the efficiency of carbon monoxide afterburning, the oxidizing agent is additionally supplied with jets located around the first channel, the additional gas jets being directed alternating at angles to the axis of the central fuel jet of 40-50 and 60-75 °, respectively, and the expense ratio the oxidizing agent in the stream jets is maintained within the range of 0.1-10. - ...; 3. Способ по пп.1 и 2, от л и ч а ю щ и й- с   тем, что соотношение окислитель-топливо в периоды завалки, прогрева шихты и нагрева ванны поддерживают в пределах 1-1,5, а в период продувки ванны кислородом-2-10 .3. The method according to claims 1 and 2, with reference to the fact that the oxidizer-fuel ratio during periods of filling, heating the charge and heating the bath is maintained within 1-1.5, and during the purge period baths with oxygen-2-10.
SU904862271A 1990-08-23 1990-08-23 Method of heating hearth furnace RU1792432C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904862271A RU1792432C (en) 1990-08-23 1990-08-23 Method of heating hearth furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904862271A RU1792432C (en) 1990-08-23 1990-08-23 Method of heating hearth furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1792432C true RU1792432C (en) 1993-01-30

Family

ID=21533820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904862271A RU1792432C (en) 1990-08-23 1990-08-23 Method of heating hearth furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1792432C (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5714113A (en) Apparatus for electric steelmaking
CA2198901C (en) Method and apparatus for electric steelmaking
RU2474760C2 (en) Method to generate burning by means of assembled burner and assembled burner
RU2469961C2 (en) Furnace and combustion method with oxygen blowing for melting of glass-forming materials
TWI287583B (en) Method for the pyrometallurgical treatment of metals, metal melts and/or slags and injection device
TW517091B (en) Multi-function lance for a vacuum degassing chamber and a method of using the same
CA2167140A1 (en) Melting method for an electric arc furnace with alternative sources of energy and relative electric arc furnace
AU715437B2 (en) A burner
US6652271B2 (en) Combustion in a porous wall furnace
JPH08504937A (en) Method and apparatus for melting ferrous metal materials with coke burning cupola
RU2525422C2 (en) Method of homogenisation of heat distribution, as well as reduction of amount of nitrogen oxides (nox)
RU1792432C (en) Method of heating hearth furnace
US6402805B1 (en) Method for an improved energy input into a scrap bulk
RU2550438C2 (en) Method for pyroprocessing of metals, metal melts and/or slags
JPS63121611A (en) Method and device for stirring molten metal bath for electric arc furnace
US3447920A (en) Process of melting scrap or another solid metallic charge
US3895906A (en) Heating process and apparatus using oxygen
US3408177A (en) Process for refining or melting metals in a furnace
SU971889A1 (en) Method for heating two-tank furnace
SU1188115A1 (en) Method of burning fuel in glassmaking furnace
RU1768874C (en) Burner
JP3926046B2 (en) Furnace and furnace operation method
SU855004A1 (en) Tuyere for oxygen blasting of electric arc furnace bath
KR0149797B1 (en) 3-stage radiant tube gas burner
RU1813100C (en) Method of steel production