RU2027777C1 - Method of continuous steel smelting and unit for its accomplishment - Google Patents
Method of continuous steel smelting and unit for its accomplishment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2027777C1 RU2027777C1 SU4920357A RU2027777C1 RU 2027777 C1 RU2027777 C1 RU 2027777C1 SU 4920357 A SU4920357 A SU 4920357A RU 2027777 C1 RU2027777 C1 RU 2027777C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- metal
- technological
- bath
- zone
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, конкретно к способам непрерывной выплавки стали. The invention relates to metallurgy, and specifically to methods for the continuous smelting of steel.
Известны непрерывные способы производства стали, осуществляемые в одностадийных и многостадийных агрегатах непрерывного действия. Known continuous methods for the production of steel, carried out in single-stage and multi-stage units of continuous operation.
Сущность этих способов заключается в том, что в рабочее пространство агрегата, состоящее из одной или нескольких плавильных зон, непрерывно заливается жидкий чугун, засыпается металлолом и шлакообразующие, подводится кислород и тепловая энергия (при необходимости). The essence of these methods lies in the fact that liquid cast iron is continuously poured into the working space of the unit, consisting of one or more melting zones, filled with scrap metal and slag-forming materials, oxygen and thermal energy are supplied (if necessary).
Металл (в случае многостадийного процесса) поступает самотеком из одного рабочего пространства в другое, а готовая сталь - в ковш-копильник либо в специальный накопитель в агрегате. Metal (in the case of a multi-stage process) flows by gravity from one workspace to another, and the finished steel goes to the digger bucket or to a special drive in the unit.
Недостаток этих способов заключается в том, что малоэффективно используется тепло отходящих газов, невозможен осмотр и ремонт закрытой металлом части агрегата, что не дает возможности своевременно предупредить аварийную ситуацию. Требуется непрерывная подача жидкого чугуна и металлолома, чтобы выдерживать требуемый уровень металла в агрегате, что в свою очередь ставит жесткие условия по обеспечению жидким чугуном, а также тщательной подготовки металлолома по фракционному составу и геометрической форме его кусков (последнее обусловлено известными устройствами подачи лома в такие агрегаты, как правило, это бункера с вибротечками; порционная подача отдельных кусков крупногабаритного лома крайне нежелательна, так как вызывает быстрое охлаждение всего расплава). The disadvantage of these methods is that the heat of the exhaust gases is used ineffectively, it is impossible to inspect and repair the metal-enclosed part of the unit, which does not make it possible to timely prevent an emergency. A continuous supply of molten iron and scrap metal is required to withstand the required level of metal in the unit, which in turn places stringent conditions for the supply of molten cast iron, as well as the thorough preparation of scrap metal by the fractional composition and geometrical form of its pieces (the latter is due to the known scrap feeding devices in such aggregates, as a rule, are bunkers with vibration leaks; batch feeding of individual pieces of bulky scrap is extremely undesirable, as it causes rapid cooling of the entire melt).
Существующие огнеупоры не могут обеспечить постоянство профиля ванны, особенно в узлах, где металл перетекает из одной зоны в другую. Это ведет к изменению массы металла в отдельной зоне, глубины ванны, ее уровня. Отсюда невозможность сохранить стабильные условия процесса по нагреву, скорости окисления примесей и ведет к ошибкам в оценке массы металла в агрегате, что в результате становится причиной ошибки в расчете необходимого количества добавок - раскислителей и легирующих. Existing refractories cannot ensure a constant bath profile, especially in nodes where metal flows from one zone to another. This leads to a change in the mass of the metal in a separate zone, the depth of the bath, its level. Hence the inability to maintain stable process conditions for heating, the rate of oxidation of impurities and leads to errors in estimating the mass of metal in the unit, which as a result causes errors in calculating the required amount of additives - deoxidizing and alloying.
Следующий недостаток - сложность перехода на выплавку другой марки стали, существенно отличающейся по химическому составу от предыдущей, так как скачкообразное изменение температуры и химического состава в указанных процессах без остановки агрегата невозможно. The next drawback is the complexity of the transition to the smelting of another steel grade, which significantly differs in chemical composition from the previous one, since an abrupt change in temperature and chemical composition in these processes is impossible without stopping the unit.
Плавное же изменение упомянутых параметров требует специального подбора соответствующих марок стали, которые будут вынужденно выпускаться из агрегата при переходе с одной марки на другую. A smooth change in the mentioned parameters requires a special selection of the corresponding steel grades, which will be forced to be released from the unit upon transition from one grade to another.
Более того, при непредвиденном изменении химического состава металла (например, случайном загрязнении металлолома или чугуна) своевременное вмешательство в процесс с целью его корректировки практически исключается. Moreover, with an unexpected change in the chemical composition of the metal (for example, accidental contamination of scrap metal or cast iron), timely intervention in the process with the aim of correcting it is practically eliminated.
Все эти недостатки исключают сколько-нибудь массовое промышленное применение непрерывных способов выплавки стали. All these disadvantages exclude any mass industrial application of continuous steel smelting methods.
Известен способ выплавки стали, реализованный при карусельной системе работы конвертеров. A known method of steel smelting, implemented with a rotary system of converters.
Согласно этой системе конвертеры перемещаются с одного рабочего места на другое. According to this system, converters move from one workplace to another.
На определенном рабочем месте выполняется конкретная операция, например завалка скрапа. После этого "груша" конвертера перемещается с помощью трансферкара к месту заливки чугуна, и далее - к месту продувки. По окончании плавки цикл повторяется по замкнутой кривой. At a particular workplace, a specific operation is performed, for example scrap filling. After that, the "pear" of the converter is moved with the help of a transfer car to the place of cast iron pouring, and then to the place of purging. At the end of the smelting cycle is repeated in a closed curve.
Недостаток способа в том, что не используется тепло отходящих газов для нагрева металлолома. Более того, при транспортировке конвертера с одного рабочего места на другое определенная часть тепла безвозвратно теряется. The disadvantage of this method is that it does not use the heat of the exhaust gases to heat the scrap metal. Moreover, when transporting the converter from one workplace to another, a certain part of the heat is irretrievably lost.
Задержка какой-либо операции ведет к неизбежной задержке всего процесса и резкому снижению производительности. Но при этом процесс, несмотря на конвейерную схему, не является непрерывным. Delay of any operation leads to the inevitable delay of the whole process and a sharp decrease in productivity. But at the same time, the process, despite the conveyor scheme, is not continuous.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является агрегат непрерывного действия. Рабочее пространство агрегата состоит из общего свода и четырех стационарных ванн, разделенных между собой перевалами. Агрегат имеет жесткую обвязку, аналогично мартеновским печам. В передней стенке агрегата расположены рабочие окна. В своде над ваннами расположены подвижные кислородные фурмы, стационарные топливно-кислородные горелки, отверстия для подачи специально подобранного металлолома и извести. Каждая ванна имеет сталевыпускные отверстия на уровне нижней точки пода, а в четвертой дополнительно имеется верхнее отверстие, расположенное на уровне перевалов между ваннами. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a continuous unit. The working space of the unit consists of a common arch and four stationary bathtubs, separated by passes. The unit has a rigid piping, similar to open-hearth furnaces. In the front wall of the unit are working windows. Moving oxygen lances, stationary fuel and oxygen burners, openings for supplying specially selected scrap metal and lime are located in the vault above the bathtubs. Each bath has steel outlets at the bottom of the hearth, and the fourth additionally has an upper hole located at the level of the passes between the baths.
Заливка чугуна осуществляется с помощью специального кантовального устройства, металлолом и известь подаются из бункеров вибродозаторами. Cast iron is poured using a special tilting device, scrap metal and lime are fed from the hoppers by vibrodosers.
Металл перетекает из ванны в ванну через перевалы, а готовый сливается непрерывно через верхнее сталевыпускное отверстие. Дополнительная тепловая энергия подводится за счет стационарных газокислородных горелок. Metal flows from the bath to the bath through the passes, and the finished one merges continuously through the upper steel outlet. Additional thermal energy is supplied by stationary gas-oxygen burners.
Недостатки этого агрегата те же, что и у приведенных выше. Особенно следует выделить изменение профиля переливных желобов, где из-за размывающего действия металла и шлака наблюдается наибольший износ. При изменении геометрии переливных желобов во времени выдержать стабильные технологические параметры невозможно, а это практически делает агрегат непригодным для широкого промышленного использования. Кроме того, так как под агрегата должен постоянно быть закрыт жидким металлом, то требования к его качеству превосходят современный технический уровень в промышленном масштабе. The disadvantages of this unit are the same as those given above. Particularly noteworthy is the change in the profile of overflow troughs, where the greatest wear is observed due to the erosive action of metal and slag. If the geometry of the overflow troughs changes over time, it is impossible to maintain stable technological parameters, and this practically makes the unit unsuitable for wide industrial use. In addition, since the unit must be constantly covered by liquid metal, the requirements for its quality exceed the current technical level on an industrial scale.
Целью изобретения является повышение производительности агрегата, эффективное использование тепла отходящих газов, упрощение технологических и ремонтных операций, сокращение их продолжительности, улучшение экологичности процесса, расширение технологических возможностей. С этой целью всю последовательность технологических операций производят с изолированными объемами металла, которые последовательно перемещают в едином рабочем пространстве агрегата. The aim of the invention is to increase the productivity of the unit, the efficient use of heat of the exhaust gases, simplifying technological and repair operations, reducing their duration, improving the environmental friendliness of the process, expanding technological capabilities. To this end, the entire sequence of technological operations is performed with isolated volumes of metal, which are sequentially moved in a single working space of the unit.
Техническим средством для достижения поставленной цели служит агрегат, содержащий рабочее пространство, ограниченное сводом с установленными в нем кислородными фурмами топливокислородными горелками, стенами с загрузочными и технологическими окнами, выполненной в виде последовательно расположенных плавильных ванн подовой частью, разделенной на отдельные технологические зоны, каждая из которых равна по длине одной плавильной ванне, устройства для проведения технологических операций, отличающийся тем, что он снабжен устройствами для перемещения плавильных ванн вдоль рабочего пространства агрегата и их периодического удаления из агрегата, при этом плавильные ванны выполнены с возможностью автономного действия при их последовательном перемещении из одной технологической зоны в другую. The technical means for achieving this goal is an aggregate containing a working space bounded by a vault with oxygen tuyeres installed in it, oxygen-fuel burners, walls with loading and technological windows, made in the form of successively arranged melting baths with a hearth divided into separate technological zones, each of which equal in length to one melting bath, a device for carrying out technological operations, characterized in that it is equipped with devices for the movement of the melting baths along the working space of the unit and their periodic removal from the unit, while the melting baths are made with the possibility of autonomous action when they are sequentially moved from one technological zone to another.
Главными признаками, составляющими существенное отличие от известных способов, являются следующие. The main features that make up a significant difference from the known methods are the following.
Объектом технологического процесса становится отдельный изолированный объем металла. Если рассматривать процесс в отдельной ванне, то с этой точки зрения его можно определить как конечный, чего нет в аналогичных непрерывных - там в каждой плавильной ванне непрерывно проходит одна и та же технологическая операция, а меняется металл в ванне. The object of the technological process becomes a separate isolated volume of metal. If we consider the process in a separate bath, then from this point of view it can be defined as final, which is not the case in similar continuous ones - there, in each melting bath, the same technological operation is continuously performed, and the metal in the bath changes.
В известном способе отсутствует важная технологическая деталь - единый агрегат. Поэтому процесс является однозначно периодическим: прерывание технологических операций неизбежно при замене "груш" конвертера. In the known method there is no important technological detail - a single unit. Therefore, the process is uniquely periodic: interruption of technological operations is inevitable when replacing the "pears" of the converter.
В предлагаемом же техническом решении работа, например, горелочных устройств и нагрев металла являются непрерывными, что и дает возможность квалифицировать процесс как непрерывный. Объединение непрерывнодействующего агрегата с периодическим в этом случае дает качественно новый результат, заключающийся в возможности использовать тепло отходящих газов (теоретически возможно построение такого агрегата, который будет полностью использовать это тепло - при достаточной длине), а также - возможности проведения ремонтных операций по восстановлению подины без остановки технологического процесса. In the proposed technical solution, the operation of, for example, burners and metal heating are continuous, which makes it possible to qualify the process as continuous. The combination of a continuous unit with a periodic one in this case gives a qualitatively new result, consisting in the possibility of using the heat of the exhaust gases (it is theoretically possible to construct such an unit that will fully use this heat with a sufficient length), as well as the possibility of repair operations to restore the hearth without process shutdowns.
Решается вопрос с завалкой металлолома, в том числе легковесного и крупногабаритного, так как эта операция вынесена из агрегата, поэтому не влияет на производительность. Размер загружаемых кусков металлолома ограничивается габаритами ванны, а способ загрузки (совок, бадья, мостовой кран) абсолютно надежен ввиду своей примитивности. Кроме того, есть запас времени для организации завалки без снижения производительности. Эти моменты в известных агрегатах непрерывного действия не были решены. The issue of filling up scrap metal, including lightweight and bulky, is being solved, since this operation is removed from the unit, therefore it does not affect productivity. The size of the loaded pieces of scrap metal is limited by the dimensions of the bath, and the loading method (scoop, tub, bridge crane) is absolutely reliable due to its primitiveness. In addition, there is a margin of time for organizing filling without compromising productivity. These points in the known continuous units have not been resolved.
Таким образом, предлагаемое техническое решение объединяет преимущества нескольких способов производства стали:
конвертерного - по производительности;
мартеновского - по количеству используемого лома (50% и более) за счет использования тепла отходящих газов, а также - по гибкости соотношения чугун - лом;
электросталеплавильного - при необходимости можно установить в одной (или нескольких) зоне электродуговой (или плазменный) подогрев;
непрерывного - по стабильности процесса.Thus, the proposed technical solution combines the advantages of several methods of steel production:
Converter - in terms of performance;
open-hearth furnace - according to the amount of scrap used (50% or more) due to the use of heat from the exhaust gases, and also - according to the flexibility of the ratio of cast iron - scrap;
electric smelting - if necessary, you can install in one (or several) zone electric arc (or plasma) heating;
continuous - according to the stability of the process.
Возникают новые возможности - по применению крупногабаритного металлолома, необожженного известняка, а также возможность ввода в печь ванны с кислой футеровкой и проведение плавки по соответствующей технологии без наличия специального агрегата. New opportunities arise - the use of large-sized scrap metal, unburnt limestone, as well as the possibility of introducing baths with an acid lining into the furnace and melting using the appropriate technology without a special unit.
Предложенный способ непрерывной выплавки стали заключается в следующем. The proposed method for continuous steelmaking is as follows.
Перед разогревом в агрегат вводятся подготовленные зафутерованные ванны в таком количестве, чтобы они образовали сплошной под печи без просветов, после чего включаются нагревательные горелочные устройства. Дымовые газы двигаются от головной части агрегата к хвостовой, т.е., из более "горячей" зоны в более "холодную". По достижении рабочей температуры ванна, находящаяся у окна выдачи, выдается из агрегата и накрывается крышкой. Соответственно перемещаются все остальные ванны в печи, а на освободившееся место помещается еще одна ванна в головной части печи. В это же время выданная ванна перемещается к загрузочному окну, с нее снимается крышка и перемещается к окну выдачи для накрытия следующей ванны. Before heating, prepared lined bathtubs are introduced into the unit in such a quantity that they form a continuous furnace without gaps, after which heating burner devices are turned on. Flue gases move from the head of the unit to the tail, ie, from a “hotter” zone to a “colder” one. Upon reaching operating temperature, the bath located at the dispensing window is discharged from the unit and covered with a lid. Accordingly, all other bathtubs are moved in the furnace, and another bath is placed on the vacant space in the head of the furnace. At the same time, the issued bath moves to the loading window, the lid is removed from it and moves to the dispensing window to cover the next bath.
Находящаяся у загрузочного окна ванна загружается металлоломом в необходимом количестве (до 100% металлошихты при работе скрап-процессом), выдается следующая ванна, а в загрузочное окно подается ванна с маталлоломом. Первые несколько зон могут не иметь горелочных устройств или иных приспособлений для подвода тепла. Нагрев осуществляется теплом отходящих газов. Здесь же оседают брызги металла и шлака из "жидких" ванн, чем обеспечивается уменьшение объема работ при очистке шлаковиков и утилизация тепла брызг. The bath located at the loading window is loaded with scrap metal in the required amount (up to 100% of the metal charge when working with the scrap process), the next bath is issued, and the bath with metal scrap is fed into the loading window. The first few zones may not have burners or other devices for supplying heat. Heating is carried out by heat of exhaust gases. Spatter of metal and slag from the "liquid" baths settles here, which ensures a reduction in the amount of work when cleaning slag and the recovery of heat from the spray.
Далее ванна поступает в зону прогрева (все последующие ванны проходят те же технологические операции с "запаздыванием" на одну операцию по сравнению с предыдущей). Зона прогрева оборудована топливно-кислородной (или иной) горелкой (горелками), причем таких зон может быть несколько. Следующая зона (зоны) оборудована устройствами для залива чугуна, скачивания шлака (путем наклона ванны или иными), а также продувочными кислородными фурмами. Последующая зона (группа зон) является зоной, оборудованной устройствами для подвода тепла, за счет которых осуществляется нагрев металла, а также приспособлениями для ввода шлакообразующих и иных реагентов. Может быть предусмотрена продувка кислородом и иными реагентами (в том числе и порошкообразными). Последняя зона (группа зон) имеет устройства для ввода раскислителей и легирующих и иных реагентов. Then the bath enters the heating zone (all subsequent baths undergo the same technological operations with “delay” for one operation compared to the previous one). The heating zone is equipped with a fuel-oxygen (or other) burner (s), and there may be several such zones. The next zone (s) is equipped with devices for cast iron filling, slag loading (by tilting the bathtub or otherwise), as well as oxygen purge lances. The subsequent zone (group of zones) is a zone equipped with devices for supplying heat, due to which the metal is heated, as well as devices for introducing slag-forming and other reagents. A purge with oxygen and other reagents (including powder ones) may be provided. The last zone (group of zones) has devices for introducing deoxidizers and alloying and other reagents.
После выдачи очередной ванны она накрывается крышкой и металл сливается, например, наклоном ванны через шиберный затвор или иным известным способом, причем метал может сливаться в сталеразливочный или промежуточный ковш либо непосредственно в кристаллизатор МНЛЗ или изложницу (форму). После этого ванна передается к загрузочной площадке, крышка снимается, производится осмотр, заправка, а при необходимости ремонт ванны, (ремонтируемая заменяется резервной). After the next bath is dispensed, it is covered with a lid and the metal is merged, for example, by tilting the bath through a slide gate or by any other known method, and the metal can be poured into a steel pouring or intermediate ladle or directly into a continuous casting mold or mold (mold). After that, the bath is transferred to the loading platform, the lid is removed, inspection, refueling is performed, and if necessary, the bath is repaired (the repaired is replaced by a backup).
Критерию "существенные отличия" в данном случае соответствует подвижный под агрегата, состоящий из отдельных автономно действующих ванн. The criterion of "significant differences" in this case corresponds to a movable sub unit, consisting of separate autonomously operating bathtubs.
На фиг. 1-3 приведена схема предлагаемого агрегата. In FIG. 1-3 shows a diagram of the proposed unit.
Сталеплавильный агрегат непрерывного действия состоит из свода1, стен 2, одинаковых автономных подвижных тележек, на которых установлена плавильная ванна 3, общая длина их равна длине рабочего пространства; роликовых опор 4, по которым двигаются тележки-ванны, устройства для перемещения тележек, в данном случае толкателя 5; топливно-кислородных горелок 6, продувочных фурм 7, передаточных тележек 8, с помощью которых тележка возвращается в исходное положение по окончании цикла, крышки 9, которой накрывают тележку с готовым металлом, вышедшую из агрегата, на время выпуска металла и транспортировки тележки до места очередной завалки металлолома; газоотводящего тракта 10 (11 - рабочее окно). Стрелкой показано направление движения тележек. The steelmaking unit of continuous operation consists of a roof 1,
Агрегат для осуществления способа работает следующим образом. The unit for implementing the method works as follows.
В агрегат помещают подвижные тележки-ванны 3, чтобы роликовый (или иной) механизм, по которому перемещаются тележки, был закрыт от высокотемпературного воздействия. После этого начинается разогрев агрегата топливными горелками 6 и иными устройствами, если они предусмотрены. Количество тележек-ванн в данном случае пять, для удобства они пронумерованы номерами от N 1 до N 5, N 6 - тележка находится вне агрегата. После разогрева печи до рабочей температуры под проталкивается на одну ванну толкателем 5 (или иным способом). При этом тележка N 5 оказывается выдвинутой из агрегата. В это же время тележка N 6 c помощью передаточных тележек 8 и любого известного устройства (роликовый конвейер, мостовой кран и др.) перемещается к начальной позиции (на место тележки N 1), а крышка с нее краном (или иным устройством) подается на тележку N 5. Тележка N 5 перемещается на место загрузки (рядом с головной частью агрегата), с нее снимается крышка и транспортируется к хвостовой части агрегата для накрытия очередной тележки ванны, вышедшей из печи (в данном случае N 4). Movable cart-baths 3 are placed in the unit, so that the roller (or other) mechanism by which the carts move is closed from high temperature exposure. After that, the unit starts heating with
Тележка-ванна N 5 загружается из бадьи (или иным способом) металлоломом, после чего цикл перемещения ванн-тележек повторяется, а тележка N 5 оказывается внутри рабочего пространства и начинается предварительный прогрев металлолома отходящими газами. После следующего цикла тележка N 5 оказывается на месте тележки N 2, где металлолом прогревается газокислородной горелкой. The cart-
Следующая зона (исходное положение - тележка N 3) имеет желоб для заливки чугуна (не показан), продувочную кислородную фурму 7 и устройство для наклона ванны (не показано). Ванна с прогретым металлоломом в этой зоне заливается необходимым количеством жидкого чугуна, продувается кислородом с помощью фурмы 7. В это время наклоном ванны вбок сливают первичный шлак. В следующей зоне происходит дальнейший нагрев и наводка нового шлака. The next zone (initial position - trolley N 3) has a chute for casting iron (not shown), an
В последующей зоне металл окончательно нагревают, при необходимости удаляют шлак, затем раскисляют. После этого цикла ванна выходит из печи. In the subsequent zone, the metal is finally heated, if necessary, slag is removed, then deoxidized. After this cycle, the bath exits the oven.
При этом в каждой ванне процесс выплавки металла является периодическим, а работа всего агрегата в целом - непрерывной. Это дает возможность реализовать промышленный непрерывный процесс производства стали при существующих технических возможностях. Moreover, in each bath, the metal smelting process is periodic, and the operation of the entire unit as a whole is continuous. This makes it possible to implement an industrial continuous process of steel production with existing technical capabilities.
Поскольку выплавка производится в отдельных ваннах, то все операции распределяются в пространстве, но совмещаются во времени, т.е. в каждой отдельно взятой ванне в определенный момент происходят операции, составляющие в сумме законченный технологический цикл. Поэтому производительность агрегата будет определяться продолжительностью одной самой длительной операции, а не суммой их. Since smelting is carried out in separate bathtubs, all operations are distributed in space, but are combined in time, i.e. in each individual bath, at a certain moment, operations occur that amount to a complete technological cycle. Therefore, the performance of the unit will be determined by the duration of one of the longest operations, and not by the sum of them.
В то же время, каждая ванна проходит замкнутый технологический цикл, т. е. последовательно каждую операцию. При этом сам технологический цикл может быть достаточно длительным. At the same time, each bath goes through a closed technological cycle, i.e., in succession each operation. Moreover, the process cycle itself can be quite long.
Это обстоятельство позволяет повышать производительность агрегата в значительной мере, не путем увеличения единичной емкости одной ванны, а разбивкой процесса на отдельные простые операции, т.е. путем увеличения числа ванн (операций). Другими словами, агрегат, имеющий 12 ванн по 200 т емкостью может иметь такую же производительность, как имеющий 24 ванны по 100 т каждая. This circumstance makes it possible to increase the productivity of the unit to a large extent, not by increasing the unit capacity of one bath, but by dividing the process into separate simple operations, i.e. by increasing the number of bathtubs (operations). In other words, an aggregate having 12 baths of 200 tons each can have the same capacity as having 24 baths of 100 tons each.
П р и м е р 1. Сталеплавильный агрегат, имеющий 12 ванн, по 200 т емкостью, разделен на 12 зон, в которых производятся следующие операции. PRI me R 1. Steelmaking unit having 12 baths, 200 tons each, is divided into 12 zones in which the following operations are performed.
Зона 1 - загрузочная, снабжена загрузочным окном и передаточной тележкой, на которой ванна с металлоломом подается в агрегат. Используется для загрузки и предварительного подогрева металлолома и шлакообразующих. Zone 1 - loading, equipped with a loading window and a transfer trolley, on which a bath with scrap metal is fed into the unit. It is used for loading and preheating scrap metal and slag-forming materials.
Зона 2 - дальнейший подогрев шихты; кроме этого, через нее производится отвод дымовых газов в вертикальный канал. Zone 2 - further heating of the mixture; in addition, flue gases are vented through it into a vertical channel.
Зоны 3-5 - прогрев шихты. Все три зоны не имеют специальных горелочных устройств. Нагрев производится теплом отходящих газов. Zones 3-5 - charge heating. All three zones do not have special burner devices. Heating is carried out by heat of exhaust gases.
Зоны 6 и 7 - оборудованы газокислородными горелками (сводовые или иные). Здесь производится окончательный нагрев шихты перед заливкой чугуна.
Зона 8 - заливка чугуна и начало плавления. Оборудована заливочными устройствами и продувочными фурмами. Zone 8 - cast iron pouring and the beginning of melting. Equipped with filling devices and blowing lances.
Зона 9 - зона, в которой производится окончательное плавление и скачивание первичного шлака (наклоном ванны либо другим известным способом). Производится также продувка ванны кислородом и ввод шлакообразующих для наведения нового шлака (при необходимости). Zone 9 - the zone in which the final melting and downloading of the primary slag is performed (by tilting the bath or in another known manner). The bath is also purged with oxygen and slag-forming is introduced to introduce new slag (if necessary).
Зоны 10 и 11 - зоны нагрева до требуемой температуры внешним источником тепла, а также за счет продувки ванны кислородом.
Зона 12 - корректировка температуры, скачивание шлака (при необходимости), коррекция химического состава металла, предварительное раскисление и легирование. Zone 12 - temperature correction, slag downloading (if necessary), metal chemical composition correction, preliminary deoxidation and alloying.
Изменение температуры и отбор проб металла и шлака предусматривается в зонах 8-12 с тем, чтобы скорректировать технологические операции в каждой последующей зоне. Change in temperature and sampling of metal and slag is provided in zones 8-12 in order to adjust the technological operations in each subsequent zone.
Время нахождения ванны в одной зоне 15 мин. Общая продолжительность операций: прогрев 1 ч 45 мин, заливка чугуна + плавление 30 мин, нагрев и доводка 45 мин. The bath is in the same zone for 15 minutes. The total duration of operations: heating 1 h 45 min, cast iron casting + melting 30 min, heating and lapping 45 min.
Общее время нахождения металла в печи 3 ч, производительность процесса 800 т/ч. Шихтовка 50% металлолома, 50% жидкий чугун. The total time spent by the metal in the furnace is 3 hours, the productivity of the process is 800 t / h. Blending 50% scrap metal, 50% liquid cast iron.
По окончании плавки ванна выделяется из печи, накрывается крышкой и металл сливается в сталеразливочный ковш, установленный на стенде или подвешенный на кране. В это же время производится окончательное раскиление и легирование, а также необходимая внепечная обработка. Слив металла осуществляется путем наклона ванны. После этого ванна перемещается на площадку осмотра и заправки (торкретирования) подины, где крышка снимается и передается на стенд с подогревом либо непосредственно на вновь выдаваемую ванну. At the end of the smelting, the bath is released from the furnace, covered with a lid and the metal is poured into a steel pouring ladle mounted on a stand or suspended on a crane. At the same time, the final cleavage and alloying are performed, as well as the necessary after-furnace treatment. The metal is drained by tilting the bath. After that, the bathtub moves to the inspection and refueling (shotcrete) platform of the hearth, where the lid is removed and transferred to the heated stand or directly to the newly issued bathtub.
Осмотренная ванна перемещается на загрузочную площадку, где из бадьи (корзины) загружается металлом. Шлакообразующие подаются из бункера. Подготовка лома и загрузка бадей (корзин) производится на специально отведенной площадке в стороне от печи. The inspected bath moves to the loading platform, where it is loaded with metal from the tub (basket). Slag forming feed from the hopper. Scrap preparation and loading of tubs (baskets) is carried out on a specially designated site away from the furnace.
П р и м е р 2 реализации предлагаемого технического решения. PRI me R 2 implementation of the proposed technical solution.
Агрегат размещается в корпусе мартеновского цеха, ранее оборудованного 11-ю мартеновскими печами, на уровне рабочей площадки таким образом, чтобы ряд колонн, между которыми располагались ранее печи, оказался вдоль задней стены агрегата. Вертикальный канал, дымовые борова и труба используются от старой мартеновской печи. Газоочистка и котел-утилизатор реконструируются под параметры нового агрегата. The unit is located in the building of the open-hearth shop, previously equipped with 11 open-hearth furnaces, at the level of the working platform so that a number of columns, between which the furnaces were located earlier, were along the back wall of the unit. The vertical channel, smoke hog and pipe are used from the old open-hearth furnace. The gas treatment and the waste heat boiler are being reconstructed to fit the parameters of the new unit.
Агрегат имеет 12 двухсоттонных ванн-тележек (зон) в рабочем пространстве, при этом первые шесть используются для нагрева лома и шлакообразующих. Шихтовка - 50% металлолома, 50% жидкого чугуна. Четыре зоны нагреваются только теплом отходящих газов, две - газокислородными горелками. The unit has 12 two-hundred-ton bathtubs-carts (zones) in the working space, while the first six are used to heat scrap and slag-forming materials. Blending - 50% scrap metal, 50% molten iron. Four zones are heated only by the heat of the exhaust gases, two by gas-oxygen burners.
Основная масса чугуна сливается в восьмой зоне. Девятая имеет желоб для заливки чугуна, но используется для этого только при возникновении бурных реакций и невозможности закончить заливку чугуна в 7-й зоне. Обе зоны имеют продувочные устройства, приспособления для скачивания шлака и оборудованы шлаковыми стендами. The bulk of the iron merges in the eighth zone. The ninth has a chute for cast iron casting, but it is used for this only when violent reactions occur and it is impossible to finish casting iron in the 7th zone. Both zones have purging devices, devices for downloading slag and are equipped with slag stands.
Средняя глубина каждой ванны 0,5 м, площадь около 64 м2.The average depth of each bath is 0.5 m, the area is about 64 m 2 .
Зоны 9 и 10 имеют устройства для подачи шлакообразующих (бункера), а также продувочные фурмы и топливные горелки.
Зона 11 оборудована газокислородной горелкой и (или) электродуговым подогревом. Здесь металл нагревается до необходимой температуры окончательно.
В зоне 12, оборудованной устройством для подачи ферросплавов и для скачивания шлака, производится предварительное раскисление и легирование металла. In zone 12, equipped with a device for feeding ferroalloys and for downloading slag, preliminary deoxidation and alloying of the metal is carried out.
На выдаче с помощью заливочного крана ванна накрывается крышкой, а выпуск металла производится через шиберный затвор. At the output with the help of a filling tap, the bathtub is covered with a lid, and the metal is released through the slide gate.
После этого с помощью передаточных тележек и роликового конвейера ванна передается на участок загрузки лома, крышка переносится краном на другую ванну, а загрузка ванны металлоломом производится с помощью другого заливочного крана. After that, with the help of transfer trolleys and a roller conveyor, the bath is transferred to the scrap loading area, the lid is transferred by a tap to another bath, and the bath is loaded with scrap metal using another filling tap.
Заливка чугуна производится также заливочным краном. Cast iron is also filled with a filling tap.
Полная герметизация между стенами и подом-тележками отсутствует. Частичная герметизация достигается подсыпкой огнеупорного порошка (например обожженного доломита). There is no complete sealing between the walls and the bogie carts. Partial sealing is achieved by adding refractory powder (e.g. calcined dolomite).
Роликовый конвейер (фиг.3) устроен таким образом, чтобы при уходе металла роликовая проводка не пострадала. Это сохраняет работоспособность агрегата даже при серьезной аварии. The roller conveyor (figure 3) is designed so that when leaving the metal roller wiring is not affected. This keeps the unit working even in case of a serious accident.
Наклон бетонного основания в сторону разливочного пролета будет способствовать вытеканию ушедшего металла в зону действия разливочных кранов, т. е. быстрой ликвидации последствий аварии. The inclination of the concrete base in the direction of the casting span will contribute to the flow of the departed metal into the area of operation of the casting cranes, i.e., the quick elimination of the consequences of the accident.
Преимущество предлагаемого способа состоит также в том, что он может быть реализован в реконструированном мартеновском цехе, причем реконструкции подлежит лишь сталеплавильный агрегат на рабочей площадке, а также убираются насадки регенераторов и один вертикальный канал печи. The advantage of the proposed method also lies in the fact that it can be implemented in the reconstructed open-hearth shop, and only the steelmaking unit at the work site needs to be reconstructed, and the nozzles of the regenerators and one vertical channel of the furnace are removed.
Все остальное основное и вспомогательное оборудование может быть использовано без реконструкции. All other basic and auxiliary equipment can be used without reconstruction.
Преимущества предлагаемого агрегата в том, что он может быть смонтирован внутри существующего мартеновского цеха. При этом имеющееся оборудование также может быть использовано без существенной реконструкции (мостовые краны, пути для подачи чугуна и металлолома, газокислородная арматура и др.). The advantages of the proposed unit is that it can be mounted inside the existing open-hearth shop. At the same time, the existing equipment can also be used without significant reconstruction (bridge cranes, ways to supply cast iron and scrap metal, gas-oxygen fittings, etc.).
Производительность печи будет определяться только возможностями ее снабжения (например, чтобы выплавлять 6 млн. т стали в год, - примерно столько, сколько выплавляет мартеновский цех ЧерМК, понадобится одна печь такого типа с двенадцатью 200 т ваннами общей длиной около 80 м.)
Решается проблема быстрой завалки печи, в том числе и неразделанным крупногабаритным металлоломом, так как бадьи для завалки могут готовиться рядом на отдельной площадке и не влиять на производительность самого агрегата. Расход металлолома в принципе может достигать 100%, только в этом случае следует предусмотреть достаточно длинную зону прогрева и мощные газокислородные горелки, с тем, чтобы нагрев металлолома был достаточным. Здесь же будет использоваться и тепло отходящих газов.The productivity of the furnace will be determined only by the possibilities of its supply (for example, to smel 6 million tons of steel per year, approximately as much as the open-hearth furnace of CherMK smelts, one furnace of this type will be needed with twelve 200 tons of bathtubs with a total length of about 80 m.)
The problem of quick filling of the furnace, including bulk bulk scrap, is solved, since filling buckets can be prepared nearby on a separate site and not affect the performance of the unit itself. The consumption of scrap metal can in principle reach 100%, only in this case a sufficiently long heating zone and powerful gas-oxygen burners should be provided so that the heating of scrap metal is sufficient. It will also use the heat of the exhaust gases.
Отпадает необходимость в частой чистке шлаковиков, так как основная часть брызг шлака и металла будет оседать на "холодных" ваннах. There is no need for frequent cleaning of slag, since the bulk of the splash of slag and metal will settle on the "cold" baths.
Исключаются из времени выплавки такие операции, как выпуск (слив) металла, осмотр, заправка и ремонт подины, так как они будут происходить вне агрегата, на специальных стендах, где можно значительно облегчить условия труда. Such operations as the release (discharge) of metal, inspection, refueling and repair of the hearth are excluded from the smelting time, since they will occur outside the unit, on special stands where working conditions can be significantly facilitated.
Одна такая печь может заменить, например, одиннадцать работающих в мартеновском цехе ЧерМК, из которых - две двухванных (каждая 2х300 т), восемь 600 т мартеновских и одна 300 т печь. Это позволит высвободить более 50% основного технологического персонала, сократить расходы по переделу, уменьшить расход жидкого чугуна на 100-150 кг/т, улучшить условия труда и экологическую безопасность производства. One such furnace can replace, for example, eleven CherMK open-hearth furnaces, of which two two-shaft furnaces (each 2x300 tons), eight 600 tons open-hearth furnaces and one 300 tons furnace. This will free up more than 50% of the main technological personnel, reduce redistribution costs, reduce liquid iron consumption by 100-150 kg / t, improve working conditions and environmental safety of production.
Кроме того, обеспечивается ритмичная поставка металла прокатным цехам, что может дать экономический эффект. In addition, a rhythmic supply of metal to the rolling shops is ensured, which can give an economic effect.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4920357 RU2027777C1 (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Method of continuous steel smelting and unit for its accomplishment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4920357 RU2027777C1 (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Method of continuous steel smelting and unit for its accomplishment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2027777C1 true RU2027777C1 (en) | 1995-01-27 |
Family
ID=21565713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4920357 RU2027777C1 (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Method of continuous steel smelting and unit for its accomplishment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2027777C1 (en) |
-
1991
- 1991-03-25 RU SU4920357 patent/RU2027777C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Металлургия стали. Под ред.В.И.Явойского, 1973, с.686-688. * |
Научные труды N 109 "Теория и практика непрерывных сталеплавильных процессов", Под ред.В.М.Явойского , М.: Металлургия, 1978, с.114-132. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2205878C2 (en) | Metal melt production apparatus and method (versions) | |
Ghosh et al. | Iron making and steelmaking: theory and practice | |
SU1496637A3 (en) | Method and apparatus for continuous refining of steel in electric furnace | |
US4456476A (en) | Continuous steelmaking and casting | |
US4615511A (en) | Continuous steelmaking and casting | |
US6419724B1 (en) | Method for reducing iron oxides and for melting iron and installations therefor | |
US20060272447A1 (en) | Continuous steel production and apparatus | |
RU2147039C1 (en) | Plant and process of winning of iron melt | |
Toulouevski et al. | Fuel Arc Furnace (FAF) for Effective Scrap Melting: From EAF to FAF | |
KR950007782B1 (en) | Plant to convert a metallic charge into semifinished product and conmected smelting & casting | |
RU2405046C1 (en) | Method of steel smelting, deoxidation, alloying and treatment | |
WO2016132160A1 (en) | Method of making steel using a single installation, and installation | |
US3331681A (en) | Method of making steel | |
US3171877A (en) | Apparatus for continuous steel-making | |
RU2345141C1 (en) | Radioactive metal waste reprocessing method and device used for method realisation | |
RU2027777C1 (en) | Method of continuous steel smelting and unit for its accomplishment | |
SU721010A3 (en) | Iron ore processing device | |
RU2710088C1 (en) | Method of producing steel and portland cement and process chambers for implementing method | |
US3477705A (en) | Steel making apparatus | |
RU2674048C2 (en) | Method for production of steel and portland cement in single process and technological chamber for implementing method | |
RU84848U1 (en) | TECHNOLOGICAL LINE OF PRODUCTION OF STEEL | |
Ugli et al. | Analysis of load curves for DSP-100 furnace | |
US3182985A (en) | Apparatus for making steel | |
RU2377325C2 (en) | Tank-casting mould of installation for receiving of ferrotitanium by means of electroarc melting of rutile under layer of protective flux | |
RU47360U1 (en) | TECHNOLOGICAL LINE OF PRODUCTION OF STEEL |