RU2024620C1

RU2024620C1 - Method for melting cast iron in cupola with two rows of tuyeres

Info

Publication number: RU2024620C1
Authority: RU
Inventors: В.Т. Безрутченко; Г.Г. Кузьмичев; Ю.В. Щеголев
Original assignee: Научно-производственное акционерное общество "РостНИИТМ"
Priority date: 1991-01-09
Filing date: 1991-01-09
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: casting practice. SUBSTANCE: method involves successive loading of charge and stage-by-stage delivery and cutting off of blast through different rows of tuyeres. This is done by delivering blast into upper row of tuyeres 3-7 minutes after its delivery into lower row of tuyeres. Blast is turned off in the reverse sequence of steps. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при плавке чугуна в шахтных печах, в частности в вагранках со вторичным дутьем. The invention relates to foundry and can be used for cast iron smelting in shaft furnaces, in particular in cupola furnaces with secondary blasting.

В современном литейном производстве широкое применение нашел способ плавки чугуна в вагранке путем последовательной загрузки металлических компонентов шихты, флюса, топлива и подачи воздуха от воздуходувки через фурмы для его сжигания (Мариенбах Л.М. Металлургические основы плавки чугуна в вагранке. М., 1954). In modern foundry, a widespread use has been found for the method of smelting cast iron in a cupola by sequentially loading the metal components of the mixture, flux, fuel and blowing air from the blower through tuyeres for burning it (Marienbakh L.M. Metallurgical principles of cast iron melting in a cupola. M., 1954) .

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ, при котором в зону горения топлива воздух подается одновременно через основной и дополнительный ряды фурм (Ю.С.Сухарчук, Л.К.Юдкин Плавка чугуна в вагранках. М., Машиностроение, 1981). Closest to the proposed invention in technical essence is a method in which air is supplied to the fuel combustion zone simultaneously through the main and additional rows of tuyeres (Yu.S. Sukharchuk, L.K. Yudkin Cast iron smelting in cupola furnaces. M., Engineering, 1981) .

При прекращении плавки воздух отключается также одновременно на оба ряда фурм. When the melting stops, the air is also turned off simultaneously on both rows of tuyeres.

Недостатком известного способа является то, что начавшие расплавляться или уже расплавившиеся компоненты шихты на уровне верхнего ряда фурм при стекании в горн по уменьшившим интенсивность горения кускам кокса остывают, так как подача воздуха для горения кокса прекращается в оба ряда фурм. При длительном простое может произойти частичное или полное затвердевание капель металла и шлака. В то же время возобновление подачи воздуха одновременно в оба ряда фурм еще более захолаживает процесс плавки. Поэтому требуется достаточно длительное время, чтобы произошел разогрев остывших материалов и возобновился высокотемпературный процесс расплавления и перегрева капель металла и шлака. Затягивание расплавления разогретой шихты и ее перегрева по времени увеличивает окисление металла, приводящее к угару составляющих чугуна, и снижает производительность вагранки. Кроме того, увеличиваются энергозатраты на расплавление компонентов шихты. The disadvantage of this method is that the components of the mixture that started to melt or have already melted at the level of the upper row of tuyeres when draining into the furnace by cooling pieces of coke that reduce the intensity of combustion cool down, since the air supply for burning coke stops in both rows of tuyeres. With prolonged downtime, partial or complete solidification of drops of metal and slag can occur. At the same time, the resumption of air supply to both rows of tuyeres at the same time further cools the smelting process. Therefore, it takes a sufficiently long time for heating of the cooled materials to take place and the high-temperature process of melting and overheating of metal and slag droplets to resume. Tightening the melting of the heated mixture and its overheating in time increases the oxidation of the metal, leading to the burning of the components of cast iron, and reduces the productivity of the cupola. In addition, increased energy consumption for the melting of the components of the charge.

Целью изобретения является исключение указанных недостатков, т.е. интенсификация ваграночного процесса плавки чугуна, снижение окисления жидкого металла и увеличение производительности вагранки. The aim of the invention is to eliminate these disadvantages, i.e. the intensification of the cupola cast iron melting process, the reduction of liquid metal oxidation and the increase in cupola productivity.

Цель достигается тем, что в способе плавки чугуна в вагранке с двумя рядами фурм, включающем последовательную загрузку шихты, подачу дутья через оба ряда фурм и его отключение, начало и окончание процесса подачи дутья через различные ряды фурм осуществляют через 3-7 мин после подачи дутья в нижний ряд фурм, а отключение дутья производят в обратной последовательности. The goal is achieved by the fact that in the method of melting cast iron in a cupola with two rows of tuyeres, including sequential loading of the charge, blowing through both rows of tuyeres and turning it off, the beginning and end of the process of supplying blast through different rows of tuyeres is carried out 3-7 minutes after the blasting in the lower row of tuyeres, and blowing is turned off in the reverse order.

При остановке вагранки сначала отключают подачу дутья во второй ряд фурм, а через первый ряд фурм подача воздуха для горения кокса продолжается еще в течение 3-7 мин. When the cupola stops, the supply of blast to the second row of tuyeres is first turned off, and through the first row of tuyeres, the air supply for burning coke continues for another 3-7 minutes.

Таким образом расплавившиеся на уровне второго ряда фурм капли металла и шлака стекают до уровня первого ряда фурм и далее в горн вагранки по еще горящим кускам кокса, что способствует хорошему стеканию капель металла и шлака, которые в течение 3-7 мин достигают металлосборника. После истечения этого времени отключают дутье в первый ряд фурм и плавка металла останавливается. Thus, drops of metal and slag melted at the level of the second row of tuyeres flow down to the level of the first row of tuyeres and further into the cupola furnace through still burning pieces of coke, which contributes to a good flow of metal and slag droplets, which reach the metal collector within 3-7 minutes. After the expiration of this time, the blasting is switched off in the first row of tuyeres and the melting of the metal stops.

Включение дутья "на металл" производится сначала в первый ряд фурм, чтобы разогреть нижние слои холостой топливной колоши. По истечении 3-7 мин включают дутье и во второй ряд фурм. Таким образом, вновь образовавшиеся на уровне второго ряда фурм капли металла стекают в горн по уже ранее разогретым кускам кокса. Это способствует интенсивному плавлению и перегреву жидкого металла, уменьшает окисление металла и увеличивает производительность вагранки. The inclusion of the blast "on the metal" is first made in the first row of tuyeres to heat the lower layers of the idle fuel spike. After 3-7 minutes, the blast is turned on and in the second row of tuyeres. Thus, metal droplets newly formed at the level of the second row of tuyeres flow down the hearth through previously heated pieces of coke. This contributes to intensive melting and overheating of liquid metal, reduces metal oxidation and increases cupola productivity.

Отключение дутья в первый ряд фурм менее чем через 3 мин после отключения второго ряда фурм не позволяет стечь жидким каплям металла и шлака, образовавшимся на уровне второго ряда фурм, в металлоприемник вагранки. Во время опускания они, охлаждаясь, частично или полностью могут затвердеть, особенно вблизи фурм. Возможно и ошлакование выходных отверстий самих фурм, что опасно. Turning off the blast in the first row of tuyeres less than 3 min after turning off the second row of tuyeres does not allow liquid drops of metal and slag formed at the level of the second row of tuyeres to drain into the cupola metal receiver. During lowering, they, when cooled, can partially or fully harden, especially near tuyeres. It is also possible to slag the exit openings of the tuyeres themselves, which is dangerous.

Прекращение подачи дутья в первый ряд фурм более, чем через 7 мин, приводит к продолжению процесса плавки металла, в то время как требуется полная его остановка. The cessation of the supply of blast to the first row of tuyeres after more than 7 minutes leads to the continuation of the process of metal melting, while its complete stop is required.

При необходимости возобновления процесса плавки дутье "на металл" сначала подают в первый ряд фурм. Происходит разогрев зоны на уровне этого ряда фурм. По истечении 3-7 мин включают дутье во второй ряд фурм и процесс плавки быстро возобновляется. If it is necessary to resume the melting process, the blast "on metal" is first fed to the first row of tuyeres. The zone is heated at the level of this row of tuyeres. After 3-7 minutes, the blast is included in the second row of tuyeres and the melting process quickly resumes.

Таким образом, исключается охлаждение уже расплавившихся капель металла и шлака. Это ускоряет процесс плавки, увеличивая скорость плавки и снижая окисление металла. Thus, cooling of already melted drops of metal and slag is excluded. This speeds up the melting process, increasing the melting speed and reducing metal oxidation.

Если при возобновлении работы вагранки после включения дутья на первый ряд фурм дутье на второй ряд фурм подать менее, чем через 3 мин, то не успеет разогреться зона топливной колоши на уровне первого ряда фурм и поступившие сверху новые капли металла будут охлаждаться, а подача дутья на второй ряд фурм более чем через 7 мин затормозит процесс плавки чугуна и снизит производительность вагранки. If, when the cupola is restarted after turning on the blower in the first row of tuyeres, the blast in the second row of tuyeres is delivered in less than 3 minutes, then the fuel spike zone does not have time to warm up at the level of the first row of tuyeres and new drops of metal coming in from above will cool, and the blast supply will after more than 7 minutes, the second row of tuyeres slows down the process of cast iron smelting and reduces the cupola productivity.

П р и м е р. С целью выявления преимуществ предлагаемого способа плавки чугуна в вагранке по сравнению с известным проводились опытные плавки в вагранке производительностью 15 т/ч с двумя рядами фурм с расстоянием между ними 720 мм. Воздух подавался от воздуходувки через систему распределения дутья в 2 ряда фурм, каждый ряд оборудован воздушными задвижками. Исходные параметры процесса плавки во всех опытах одинаковы. Аналогичные опытные плавки проводились на действующей вагранке так же производительностью 15 т/ч. PRI me R. In order to identify the advantages of the proposed method of cast iron melting in a cupola in comparison with the known one, pilot melts were conducted in a cupola with a capacity of 15 t / h with two rows of tuyeres with a distance between them of 720 mm. Air was supplied from the blower through a blast distribution system in 2 rows of tuyeres, each row equipped with air valves. The initial parameters of the melting process are the same in all experiments. Similar experimental swimming trunks were carried out on an existing cupola with a capacity of 15 t / h.

Простой вагранок во всех случаях был равен 40 мин. Температура металла на выпуске вагранки измерялась платино-платинородиевой термопарой погружения. Часовая производительность вагранки в тоннах определялась взвешиванием металла. Процент окисления определялся по весу расплавленной шихты и выплавленного жидкого металла и количеству и составу шлака в единицу времени. Результаты сравнительных опытных плавок занесены в таблицу. A simple cupola in all cases was equal to 40 min. The temperature of the metal at the cupola outlet was measured by a platinum-platinum-rhodium-platinum immersion thermocouple. The hourly capacity of the cupola in tons was determined by weighing the metal. The percentage of oxidation was determined by the weight of the molten charge and molten liquid metal and the amount and composition of slag per unit time. The results of the comparative experimental swimming trunks are listed in the table.

Из таблицы видно, что наилучшие результаты по температуре выпускаемого чугуна, окислению металла и времени выхода на технологический режим улучшаются с увеличением интервала по времени между выключением и включением первого ряда фурм по отношению ко второму ряду фурм, а производительность вагранки сначала увеличивается, но после увеличения интервала более, чем 7 мин, падает. The table shows that the best results in terms of temperature of cast iron, metal oxidation and time to go to technological mode improve with an increase in the time interval between switching off and on the first row of tuyeres with respect to the second row of tuyeres, and the cupola productivity initially increases, but after the interval increases more than 7 min, falls.

Поэтому наилучшие результаты по всем параметрам лежат в интервале времени между 3 и 7 мин, что, как указывалось выше, полностью подтверждает сделанные выводы. Therefore, the best results for all parameters lie in the time interval between 3 and 7 minutes, which, as mentioned above, fully confirms the conclusions made.

Использование предлагаемого способа позволит:
- интенсифицировать процесс плавки чугуна путем ускоренного выхода на технологический режим на 30-40%;
- снизить процент брака за счет уменьшения окисления чугуна на 10%;
- повысить производительность вагранки на 15%.Using the proposed method will allow:
- to intensify the process of cast iron smelting by accelerated access to the technological mode by 30-40%;
- reduce the percentage of marriage by reducing the oxidation of cast iron by 10%;
- increase cupola productivity by 15%.

Claims

METHOD OF CAST IRON MELTING IN A PLANT WITH TWO ROWS OF LOOMS, including sequential charge loading, blowing through both rows of tuyeres and turning it off, characterized in that, in order to intensify the process of cast iron smelting, reduce the oxidation of molten metal and increase the cupola productivity, the beginning and end of the process blowing through different rows of tuyeres is carried out in stages, while blowing into the upper row of tuyeres is carried out 3-7 minutes after the blast is fed into the lower row of tuyeres, and blowing is turned off in the reverse order.