RU2164244C1 - Method of steel melting in open-hearth furnace - Google Patents

Method of steel melting in open-hearth furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2164244C1
RU2164244C1 RU2000104719A RU2000104719A RU2164244C1 RU 2164244 C1 RU2164244 C1 RU 2164244C1 RU 2000104719 A RU2000104719 A RU 2000104719A RU 2000104719 A RU2000104719 A RU 2000104719A RU 2164244 C1 RU2164244 C1 RU 2164244C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
neutral
inert gas
liquid metal
zone
furnace
Prior art date
Application number
RU2000104719A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Аркадьевич Лозин
Эвалд Шумахер
Эдгар Шумахер
Анатолий Константинович Белитченко
Анатолий Сергеевич Костин
Эгилс КУПШИС
Владимирс ЯКОВЕНКО
Владимирс ТУРОВСКИС
Original Assignee
Техком Импорт Экспорт Гмбх
Лиепая Спешиал Икономик Зоун Джойнт-Сток Кампани "ЛИЕПАЯС МЕТАЛУРГС"
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 Техком Импорт Экспорт Гмбх, Лиепая Спешиал Икономик Зоун Джойнт-Сток Кампани "ЛИЕПАЯС МЕТАЛУРГС" filed Critical Техком Импорт Экспорт Гмбх
Priority to RU2000104719A priority Critical patent/RU2164244C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2164244C1 publication Critical patent/RU2164244C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: method includes charging of iron charge, its heating and melting, finishing of liquid metal to attain required characteristics, and its blowing with neutral or inert gas by means of multinozzle blowing devices located in porous refractory layer of hearth. Liquid metal is blown by zones which are distributed along furnace longitudinal axis. Neutral or inert gas is supplied to each zone from blowing devices provided with at least 30 nozzles with diameter from 1.0 to 3.0 mm and gas pressure of 1-6 atm. Neutral or inert gas is passed with its distribution over zone surface through layer of porous refractory material with 2-10 mm fraction and thickness equalling 0.5-0.8 of total thickness of hearth to ensure specific density of blowing in each zone within range of 2.0-11.5 cu. m/h per 1 sq.m of its surface. Total intensity of blowing of liquid metal with neutral or inert gas is maintained within ranges ensuring efficient heat-mass transfer of liquid metal layers. Consumption of neutral or inert gas is varied from 0.09 to 0.45 cu.m per unit of thermal capacity of fuel flame as heat duty in furnace rises. EFFECT: higher productivity of steel melting process with provision of high quality parameters of steel, higher operating reliability of blowing devices. 5 cl, 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к технологическим процессам выплавки стали в мартеновской печи. The invention relates to the metallurgical industry, in particular to technological processes of steel smelting in an open-hearth furnace.

Известен способ выплавки стали в мартеновской печи, включающий завалку металлошихты, ее прогрев и расплавление, доводку жидкого металла до требуемых характеристик и продувку его нейтральным газом посредством расположенных в пористом огнеупорном слое подины многосопловых продувочных устройств (SU, 1164275A, C 21 C 5/04, публ. ЗО-06.85 Бюл. N 24). A known method of steel smelting in an open-hearth furnace, including filling the metal charge, heating and melting it, adjusting the liquid metal to the required characteristics and purging it with neutral gas by means of multi-nozzle blowing devices located in the porous refractory layer of the hearth (SU, 1164275A, C 21 C 5/04, publ. ZO-06.85 Bull. N 24).

Недостатками известного способа являются сложность конструкции, невысокая надежность средств продувки, недостаточно высокая производительность процесса выплавки стали, обусловленная невозможностью обеспечения существующими средствами требуемой интенсивности тепло-массообмена жидкого металла в процессе плавки как во времени, так и в пространстве, при условии базового уровня угара жидкого металла и пылеобразования. The disadvantages of this method are the design complexity, low reliability of the purge means, insufficiently high productivity of the steel smelting process, due to the inability to provide the required means of the required heat and mass transfer of liquid metal in the melting process both in time and in space, provided the base level of liquid metal fumes and dust formation.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение производительности процесса выплавки стали в мартеновской печи с обеспечением высоких качественных ее показателей, а также повышение надежности в работе средств продувки. The problem to which the present invention is directed, is to increase the productivity of the steelmaking process in an open-hearth furnace with its high quality indicators, as well as to increase the reliability of the purge means.

Технический результат заключается в обеспечении интенсификации тепло-массообменных процессов жидкого металла в условиях базового уровня угара жидкого металла и пылеобразования. The technical result consists in ensuring the intensification of heat and mass transfer processes of a liquid metal under conditions of a base level of liquid metal fumes and dust formation.

Для достижения указанного технического результата в известном способе выплавки стали в мартеновской печи, включающем завалку металлошихты, ее прогрев и расплавление, доводку жидкого металла до требуемых характеристик и продувку его нейтральным или инертным газом посредством расположенных в пористом огнеупорном слое подины многосопловых продувочных устройств, продувку жидкого металла осуществляют по зонам, которые рассосредотачивают вдоль продольной оси печи, подачу нейтрально или инертного газа в каждой зоне осуществляют из продувочного устройства с не менее 30 соплами с диаметром от 1,0 до 3,0 мм при давлении нейтральныго или инертного газа, равном 1 - 6 атм, при этом нейтральный или инертный газ пропускают рассосредоточенно по поверхности зоны через слой пористого огнеупорного материала фракции 2-10 мм толщиной, равной 0,5 - 0,8 от общей толщины подины, для обеспечения удельной плотности дутья в каждой зоне в пределах от 2,0 до 11,5 м3/ч на 1 м2 ее поверхности, причем суммарную интенсивность продувки нейтральным или инертным газом жидкого металла поддерживают в пределах, обеспечивающих эффективный тепло-массообмен слоев жидкого металла, изменяя при этом расход нейтрального или инертного газа от 0,09 до 0,45 м3 на единицу тепловой мощности топливного факела по мере увеличения тепловой нагрузки в печи.To achieve the specified technical result in the known method of steel smelting in an open-hearth furnace, including filling the metal charge, heating and melting it, adjusting the liquid metal to the required characteristics and purging it with a neutral or inert gas by means of multi-nozzle purging devices located in the porous refractory layer of the hearth, purging the liquid metal carried out in zones that are distributed along the longitudinal axis of the furnace, the supply of neutral or inert gas in each zone is carried out from the product full-time device with at least 30 nozzles with a diameter of 1.0 to 3.0 mm at a pressure of neutral or inert gas equal to 1 to 6 atm, while a neutral or inert gas is passed dispersed along the surface of the zone through a layer of porous refractory material fraction 2- 10 mm thick, equal to 0.5 - 0.8 of the total thickness of the hearth, to ensure the specific density of the blast in each zone in the range from 2.0 to 11.5 m 3 / h per 1 m 2 of its surface, and the total purge intensity a neutral or inert gas of a liquid metal is maintained within ivayuschih efficient heat-mass transfer of the liquid metal layers, changing the flow of neutral or inert gas of 0.09 to 0.45 m 3 per unit heat capacity of the fuel plume by increasing the thermal load in the furnace.

Возможны и другие варианты выполнения технологического процесса выплавки стали в мартеновской печи, согласно которым необходимо, чтобы:
- последующую плавку производили бы при наличии в печи от 0,5 до 1,0% металла предыдущей плавки;
- нейтральный или инертный газ подавали бы через сопла одинакового или разного диаметра;
- зону продувки нейтральным или инертным газом выполняли бы круглой, прямоугольной, или криволинейной формы;
- при выполнении зон круглой формы расстояние между ними поддерживали бы равным 0,5 - 3 диаметра зоны.
There are other options for the execution of the technological process of steelmaking in an open-hearth furnace, according to which it is necessary that:
- subsequent smelting would be carried out if the furnace had from 0.5 to 1.0% of the metal of the previous smelting;
- a neutral or inert gas would be supplied through nozzles of the same or different diameter;
- the purge zone with a neutral or inert gas would be round, rectangular, or curved;
- when performing the zones of circular shape, the distance between them would be maintained equal to 0.5 - 3 of the diameter of the zone.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата. These signs are significant and interconnected causal relationship with the formation of a set of essential features sufficient to achieve a technical result.

На фиг. 1 изображен продольный разрез мартеновской печи;
на фиг.2 - поперечный разрез мартеновской печи;
на фиг. 3 - график изменения тепловой мощности топливного факела (1) и удельной интенсивности продувки (2) по ходу проведения плавки в мартеновской печи емкостью 180 т при длительности плавки 8 ч 15 мин, который отражает характер взаимосвязи указанных параметров по ходу мартеновского процесса плавки.
In FIG. 1 shows a longitudinal section of an open-hearth furnace;
figure 2 is a transverse section of the open-hearth furnace;
in FIG. 3 is a graph of the variation in the thermal power of the fuel flame (1) and the specific purge intensity (2) during melting in an open-hearth furnace with a capacity of 180 tons and a melting duration of 8 hours and 15 minutes, which reflects the nature of the relationship between these parameters during the open-hearth melting process.

Лучший вариант осуществления изобретения
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью признаков заданного технического результата.
The best embodiment of the invention
The present invention is illustrated by a specific embodiment, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving this set of features of a given technical result.

Характерной особенностью мартеновского производства стали является существенное превышение расходной части теплового баланса печи при плавлении твердой фазы металлошихты над подачей тепловой энергии в ванну в результате протекающих в ней химических реакций. A characteristic feature of the open-hearth steel production is a significant excess of the expendable part of the heat balance of the furnace during melting of the solid phase of the metal charge over the supply of thermal energy to the bath as a result of chemical reactions occurring in it.

Дефицит тепла покрывается за счет использования тепловой энергии топливного факела. В связи с чем производительность мартеновской печи при ее заданном термическом потенциале в значительной степени определяется условиями потребления тепловой энергии топливного факела металлошихтой и жидким металлом, а также активностью тепло-массообменных процессов в печи. Heat deficit is covered by the use of thermal energy from the fuel flame. In this connection, the performance of the open-hearth furnace with its given thermal potential is largely determined by the conditions of consumption of thermal energy of the fuel flame by metal batch and liquid metal, as well as by the activity of heat and mass transfer processes in the furnace.

По мере образования в печи углеродсодержащего жидкого металла (преимущественный период цикла плавки) существенную роль в тепло-массообмене приобретают протекающие внутри ванны печи реакции окисления углерода, продуктом которых является газообразная окись углерода. Пневматическое перемешивание жидкого металла в ванне в результате ее обезуглероживания позволяет активизировать процессы передачи тепловой энергии от топливного факела к шихте и жидкому металлу и оптимизацию условий удаления из жидкого металла примесей. As a carbon-containing liquid metal is formed in the furnace (the predominant period of the melting cycle), the oxidation of carbon occurring inside the bath of the furnace, the product of which is gaseous carbon monoxide, plays a significant role in heat and mass transfer. Pneumatic mixing of the liquid metal in the bath as a result of its decarburization makes it possible to activate the transfer of thermal energy from the fuel plume to the charge and liquid metal and to optimize the conditions for removing impurities from the liquid metal.

Активизация процесса теплообмена между рабочим пространством печи и ванной, а также процессов тепло- и массообмена в расплаве при классической технологии мартеновской плавки обеспечивается за счет перемешивания расплава при его обезуглероживании. При заданной тепловой мощности факела скорость протекания процесса обезуглероживания является лимитирующим звеном цикла плавки. При образовании в ванне по ходу плавки локальных зон с повышенной интенсивностью газовыделения в результате неравномерности протекания процессов расплавления составляющих шихтовых материалов и активности обезуглероживания в условиях заторможенного теплопоглощения, характеризующихся опасными выбросами за счет активизации обменных процессов этих зон, и как следствие, приводит к выбросу жидкого металла из печи. The activation of the heat exchange process between the working space of the furnace and the bath, as well as the processes of heat and mass transfer in the melt with the classical open-hearth melting technology is ensured by mixing the melt during its decarburization. For a given thermal power of the torch, the rate of the decarburization process is the limiting link in the melting cycle. When localized zones with increased gas evolution are formed in the bath during melting as a result of uneven processes of melting of constituent charge materials and decarburization activity under conditions of inhibited heat absorption, which are characterized by hazardous emissions due to activation of metabolic processes in these zones, and as a result, liquid metal is ejected from the stove.

Важнейшей технологической задачей мартеновской плавки стали является обеспечение к началу раскисления металла определенного, оптимального перегрева на 50-120oC металла над температурой его плавления. Увеличение скорости обезуглероживания может быть обеспечено при увеличении содержания углерода в металле. С целью активизации теплообмена и массообмена внутри ванны, для обеспечения полноты перемешивания в практических условиях вынуждены увеличивать в составе шихтовых материалов содержание углеродсодержащих материалов. Ограниченный темп протекания процесса обезуглероживания вызывает увеличение времени плавки, при этом увеличение углеродсодержащих материалов в металлошихте вызывает повышение себестоимости выплавляемой стали.The most important technological task of open-hearth steel smelting is to ensure by the beginning of deoxidation of the metal a certain, optimal overheating of 50-120 o C of metal above its melting temperature. An increase in the decarburization rate can be achieved by increasing the carbon content in the metal. In order to enhance heat transfer and mass transfer inside the bath, to ensure complete mixing under practical conditions, they are forced to increase the content of carbon-containing materials in the composition of charge materials. The limited pace of the decarburization process causes an increase in smelting time, while an increase in carbon-containing materials in the metal charge causes an increase in the cost of smelted steel.

Способ выплавки стали в мартеновской печи согласно изобретению заключается в том, что расплавляют металлошихту, затем доводят жидкий металл до требуемых параметров, плавление производят поэтапно с изменяемой тепловой мощностью топливного факела. Донную продувку ванны производят нейтральным газом, при этом осуществляют непрерывно зонную продувку жидкого металла, а подачу нейтрального газа в каждой зоне производят продувочным устройством с не менее 30 соплами с возможностью образования локальных потоков инертного газа. С целью обеспечения полного охвата дутьем пространства ванны рекомендуется применять не менее четырех зон. Группы сопл рассосредоточены вдоль продольной оси мартеновской печи, причем сопла выполнены диаметром от 1,0 до 3,0 мм с возможностью обеспечения плотности дутья (удельный расход инертного газа на единицу площади) в каждой зоне. Суммарная интенсивность донной продувки жидкого металла составляет 1,3·10-2-11,5·10-2 м3/ч на 1 т жидкого металла, при этом расход инертного газа изменяя от 0,09 до 0,45 м3 на единицу тепловой мощности факела по мере увеличения тепловой нагрузки в печи.The method of steelmaking in an open-hearth furnace according to the invention consists in melting the metal charge, then bringing the liquid metal to the required parameters, melting is carried out in stages with a variable thermal capacity of the fuel flame. The bottom purge of the bathtub is carried out with neutral gas, while continuous zone blowing of liquid metal is carried out, and the supply of neutral gas in each zone is carried out with a purge device with at least 30 nozzles with the possibility of formation of local flows of inert gas. In order to ensure full blast coverage of the bath space, it is recommended to use at least four zones. Groups of nozzles are distributed along the longitudinal axis of the open-hearth furnace, and nozzles are made with a diameter of 1.0 to 3.0 mm with the possibility of ensuring the density of the blast (specific consumption of inert gas per unit area) in each zone. The total intensity of the bottom blowing of liquid metal is 1.3 · 10 -2 -11.5 · 10 -2 m 3 / h per 1 ton of liquid metal, while the inert gas flow rate is changing from 0.09 to 0.45 m 3 per unit thermal power of the torch as the heat load in the furnace increases.

С целью сокращения длительности периода плавления за счет раннего воздействия барботирования расплава на твердую фазу металлошихту каждую последующую выплавку стали производят при наличии в печи от 0,5 до 1,0% металла предыдущей выплавки. In order to reduce the duration of the melting period due to the early effect of sparging the melt on the solid phase of the metal charge, each subsequent steel smelting is carried out in the presence of from 0.5 to 1.0% of the metal of the previous smelting in the furnace.

Для обеспечения возможности изменения условий газообразования в ванне в зависимости от изменяющихся условий обезуглероживания жидкости металла донную продувку производят соплами одинакового или разного диаметра. To ensure the possibility of changing the conditions of gas formation in the bath, depending on the changing conditions of decarburization of the metal liquid, the bottom purge is performed with nozzles of the same or different diameter.

Кроме того, упомянутая зона может быть выполнена круглой или прямоугольной, или криволинейной формы. При этом в случае выполнения зон круглой формы расстояние между зонами на подине печи составляло бы 0,5 - 3 диаметра зоны. Такое решение позволяет обеспечить оптимальные условия для выравнивания качественных и количественных параметров, подвергаемых продувке объемов расплава при активизации их взаимодействия. In addition, the said zone may be made round or rectangular, or curved. Moreover, in the case of the execution of zones of circular shape, the distance between the zones on the bottom of the furnace would be 0.5 - 3 of the diameter of the zone. This solution allows us to provide optimal conditions for equalizing the qualitative and quantitative parameters subjected to the purging of the melt volumes during activation of their interaction.

В качестве примера для реализации способа рассмотрим мартеновскую печь на 160-180 т, работающую по технологии скрап процесса с изменением по ходу плавки тепловой мощности факела от 28 до 42 МВт. As an example for the implementation of the method, we consider an open-hearth furnace of 160-180 tons, operating according to the scrap technology with a change in the course of melting of the thermal capacity of the torch from 28 to 42 MW.

Подвод нейтрального газа, в частности азота, в огнеупорную подину 1 (фиг. 1, 2) печи осуществляют снизу. Для этого продувочные устройства, включающие газораспределительные устройства 2, выполненные неохлаждаемыми, размещают в газонепроницаемых открытых сверху корпусах 3, расположенных в нижней части подины 1. Подина 1 печи охвачена с внешней стороны металлическим кожухом 4 и выполнена из огнеупорного материала 5, при этом в зонах расположения газораспределительных устройств 2 огнеупорный материал 6 выполнен пористым с возможностью образования зон 7 для продувки ванны 8. The supply of neutral gas, in particular nitrogen, in the refractory hearth 1 (Fig. 1, 2) of the furnace is carried out from below. To do this, purge devices, including gas distribution devices 2, made uncooled, are placed in gas-tight upper open housings 3 located in the lower part of the hearth 1. The hearth 1 of the furnace is covered from the outside by a metal casing 4 and is made of refractory material 5, while in the areas of location gas distribution devices 2 refractory material 6 is made porous with the possibility of forming zones 7 for purging the bath 8.

Подачу инертного газа осуществляют с помощью газораспределительной системы, снабженной необходимым набором контрольно-регулирующей и отсечной аппаратуры с автоматизированным управлением, подключенных к газораспределительным устройствам 2. Распределение инертного газа по горизонтальной поверхности продувочной зоны 7 осуществляют при помощи газораспределительных устройств 2, выполненных в виде множества сопл, направленных вверх или под углом в сторону ванны 8 и имеющих диаметр, равный 1 - 3 мм. Пористый огнеупорный материал 6 толщиной 300 - 600 мм позволяет равномерно распределять по зонам 7 инертный газ, а также обеспечивать равномерную удельную плотность продувки ванны. В качестве газопроницаемого огнеупорного материала используют материал типа "ANKERHARTH-TLS2". Преимущества этого материала связаны с природными качествами исходного сырья, а именно, петрографическими особенностями, зернистостью, комбинацией низкого SiO2 природного содержания, более высокого Fe2O3 и CaO.The inert gas is supplied using a gas distribution system equipped with the necessary set of control and regulating and shut-off equipment with automated control connected to gas distribution devices 2. The distribution of inert gas over the horizontal surface of the purge zone 7 is carried out using gas distribution devices 2 made in the form of a plurality of nozzles, directed upward or at an angle to the side of the bath 8 and having a diameter equal to 1 to 3 mm Porous refractory material 6 with a thickness of 300 - 600 mm makes it possible to evenly distribute inert gas over zones 7, as well as to ensure uniform specific gravity of the bath purge. As a gas-permeable refractory material, a material of the type "ANKERHARTH-TLS2" is used. The advantages of this material are associated with the natural qualities of the feedstock, namely, petrographic features, granularity, a combination of low natural SiO 2 content, higher Fe 2 O 3 and CaO.

Пропускная способность газоподводящей трассы каждой зоны 7 составляет до 6 м3/ч инертного газа при давлении до 6 атм. При нахождении в печи расплавленного металла оптимальным режимом газоснабжения является расход газа, выбираемый из диапазона 0,6 - 3 м3/ч, а при порожней печи - до 1,8 м3/ч. Подача инертного газа через газораспределительные устройства 2 помимо прямого своего назначения способствует охлаждению нижней части печи со смонтированными в ней устройствами и механизмами, увеличивая тем самым их срок службы и стойкость прилегающего к ним огнеупорного материала.The capacity of the gas supply path of each zone 7 is up to 6 m 3 / h of inert gas at a pressure of up to 6 atm. When molten metal is in the furnace, the optimal gas supply mode is a gas flow rate selected from the range of 0.6 - 3 m 3 / h, and when the furnace is empty, up to 1.8 m 3 / h. The inert gas supply through the gas distribution devices 2 in addition to its direct purpose contributes to the cooling of the lower part of the furnace with the devices and mechanisms mounted in it, thereby increasing their service life and the resistance of the refractory material adjacent to them.

Продувку ванны 8 мартеновской печи нейтральным газом через ее подину производят сразу после вывода печи под тепловую нагрузку, обеспечивая при этом непрерывную его подачу с изменяющейся интенсивностью при проведении основных приемов плавки. The 8th open-hearth furnace bath furnace is purged with neutral gas through its bottom immediately after the furnace is brought out under heat load, while ensuring its continuous supply with varying intensity during the main melting techniques.

В начальный период плавки - при заправке печи, а при осуществлении текущего производства - после выпуска предыдущей плавки, в условиях исходной мощности факела около 29 МВт обеспечивается дежурная продувка ванны с минимальной плотностью дутья 2,0 м3/ч на 1 м2 поверхности зоны продувки. В процессе завалки в мартеновскую печь металлошихты тепловая мощность факела поэтапно увеличивается до 42 МВт. По мере накопления на подине расплава плотность продувки в каждой зоне увеличивается до 11,5 м3/ч на 1 м2, обеспечивая наращивание общей интенсивности продувки увеличивающейся массы жидкого металла. При этом изменение интенсивности дутья по ходу плавки находится в тесной взаимосвязи с изменением тепловой нагрузки топливного факела и варьируется от 0,09 до 0,3 м3/ч на 1 МВт вводимой тепловой мощности (фиг. 3).In the initial period of melting - when refueling the furnace, and during the current production - after the previous melting, under conditions of an initial torch power of about 29 MW, a stand-by purge of the bath is ensured with a minimum blast density of 2.0 m 3 / h per 1 m 2 of the surface of the purge zone . In the process of filling the open-hearth metal furnace furnace, the thermal capacity of the torch gradually increases to 42 MW. As accumulation at the bottom of the melt, the purge density in each zone increases to 11.5 m 3 / h per 1 m 2 , providing an increase in the total purge intensity of the increasing mass of liquid metal. In this case, the change in the intensity of the blast during the melting is closely interconnected with the change in the heat load of the fuel flame and varies from 0.09 to 0.3 m 3 / h per 1 MW of input thermal power (Fig. 3).

В зависимости от степени запыленности технологических газов осуществляется оценка эффективности уровня продувки ванны. Depending on the degree of dust in the process gases, the effectiveness of the purge level of the bath is evaluated.

Уровень интенсивности плавки дополнительным перемешиванием жидкого металла инертным газом в мартеновской печи позволяет обеспечить увеличение производительности на 4-8% при сокращении длительности процесса выплавки стали до 20-30 мин, а также снижение удельного расхода топлива на 30-40 единиц условного топлива на тонну. При этом установлено снижение горячих простоев мартеновской печи от календарного времени на 0,2 -0,8% и общего расхода огнеупорных материалов до 5-6 кг/т стали при одновременном увеличении стойкости свода. Получаемые преимущества не отражают всего спектра возможного совершенствования технологического процесса, т.к. в них не учтены появляющиеся преимущества, связанные с улучшением качества стали. The level of smelting intensity by additional mixing of liquid metal with an inert gas in an open-hearth furnace allows for an increase in productivity by 4-8% while reducing the duration of the steel smelting process to 20-30 minutes, as well as reducing specific fuel consumption by 30-40 units of standard fuel per ton. At the same time, a decrease in hot downtimes of the open-hearth furnace from the calendar time by 0.2 -0.8% and the total consumption of refractory materials to 5-6 kg / t of steel while increasing the durability of the arch were found. The benefits obtained do not reflect the entire spectrum of possible technological process improvement, since they do not take into account the emerging advantages associated with improving the quality of steel.

Промышленная применимость
Настоящее изобретение может быть использовано в металлургической промышленности, в частности в технологических процессах, связанных с выплавкой стали в мартеновских печах. Изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологий.
Industrial applicability
The present invention can be used in the metallurgical industry, in particular in technological processes associated with steelmaking in open-hearth furnaces. The invention meets the condition of patentability "industrial applicability", since its implementation is possible using existing means of production using known technologies.

Применение изобретения позволяет повысить производительность процесса выплавки стали в мартеновской печи с обеспечением высоких качественных ее показателей. Это стало возможным благодаря:
- рассосредоточенной подаче нейтрального неассимилированного металлом газа, при этом обеспечиваются стабильность процесса барботирования ванны и равномерность ее распределения;
- подаче инертного газа в ограниченном количестве в каждую зону, при этом стало возможным обеспечение эффективного охлаждения огнеупорного материала в зоне продувки, повышая тем самым ее стойкость. Кроме того, такое решение исключает отбор тепла из расплава, что в свою очередь позволяет избежать "закозление" печи;
- стабилизации дутья, что позволяет избежать нештатных ситуаций - всплесков металла из ванны или выброса из печи жидкого металла в результате активизации локального обезуглероживания.
The application of the invention allows to increase the productivity of the steelmaking process in an open-hearth furnace with its high quality indicators. This was made possible thanks to:
- a dispersed supply of neutral gas not assimilated by the metal, while ensuring the stability of the process of bubbling the bath and the uniformity of its distribution;
- the supply of inert gas in a limited amount to each zone, while it became possible to ensure effective cooling of the refractory material in the purge zone, thereby increasing its resistance. In addition, this solution eliminates the selection of heat from the melt, which in turn allows you to avoid the "freezing" of the furnace;
- stabilization of the blast, which allows to avoid emergency situations - bursts of metal from the bathtub or ejection of liquid metal from the furnace as a result of activation of local decarburization.

В целом активизация газообразования в придонном слое расплава позволяет стабильно перемешивать всю толщу металла по высоте. Кроме того, применение изобретения позволяет увеличить стойкость свода и огнеупорной кладки рабочего пространства печи и сократить длительность текущих простоев в 2-3 раза. In general, the intensification of gas formation in the bottom layer of the melt allows stable mixing of the entire thickness of the metal in height. In addition, the application of the invention allows to increase the durability of the arch and refractory masonry of the working space of the furnace and reduce the duration of current downtime by 2-3 times.

Claims (5)

1. Способ выплавки стали в мартеновской печи, включающий завалку металлошихты, ее прогрев и расплавление, доводку жидкого металла до требуемых характеристик и продувку его нейтральным или инертным газом посредством расположенных в пористом огнеупорном слое подины многосопловых продувочных устройств, отличающийся тем, что продувку жидкого металла осуществляют по зонам, которые рассредотачивают вдоль продольной оси печи, подачу нейтрального или инертного газа в каждой зоне осуществляют из продувочного устройства с не менее 30 соплами с диаметром от 1,0 до 3,0 мм при давлении нейтрального или инертного газа, равном 1 - 6 атм, при этом нейтральный или инертный газ пропускают рассредоточенно по поверхности зоны через слой пористого огнеупорного материала фракции 2 - 10 мм толщиной, равной 0,5 - 0,8 от общей толщины подины для обеспечения удельной плотности дутья в каждой зоне в пределах от 2,0 до 11,5 м3/ч на 1 м2 ее поверхности, причем суммарную интенсивность продувки нейтральным или инертным газом жидкого металла поддерживают в пределах, обеспечивающих эффективный тепломассообмен слоев жидкого металла, изменяя при этом расход газа от 0,09 до 0,45 м3 на единицу тепловой мощности топливного факела по мере увеличения тепловой нагрузки в печи.1. The method of steel smelting in an open-hearth furnace, including filling the metal charge, heating and melting it, adjusting the liquid metal to the required characteristics and purging it with a neutral or inert gas by means of multi-nozzle purging devices located in the porous refractory layer of the hearth, characterized in that the liquid metal is purged in zones that disperse along the longitudinal axis of the furnace, the supply of neutral or inert gas in each zone is carried out from a purge device with at least 30 nozzles with with a diameter of 1.0 to 3.0 mm at a pressure of neutral or inert gas equal to 1 to 6 atm, while a neutral or inert gas is passed dispersively over the surface of the zone through a layer of porous refractory material with a fraction of 2 to 10 mm with a thickness of 0.5 - 0.8 of the total thickness of the hearth to provide a specific density of blast in each zone in the range from 2.0 to 11.5 m 3 / h on 1 m 2 of its surface, and the total intensity of purging with a neutral or inert gas of a liquid metal is maintained within providing effective heat and mass transfer layer liquid metal, changing the gas flow rate of 0.09 to 0.45 m 3 per unit heat capacity of the fuel plume by increasing the thermal load in the furnace. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что последующую плавку производят при наличии в печи от 0,5 до 1,0% металла предыдущей плавки. 2. The method according to claim 1, characterized in that the subsequent melting is carried out if there is from 0.5 to 1.0% of the metal of the previous melting in the furnace. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтральный или инертный газ подают через сопла одинакового или разного диаметра. 3. The method according to claim 1, characterized in that the neutral or inert gas is fed through nozzles of the same or different diameters. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что зону продувки нейтральным или инертным газом выполняют круглой, прямоугольной или криволинейной формы. 4. The method according to claim 1, characterized in that the purge zone with a neutral or inert gas is circular, rectangular or curved. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что при выполнении зон круглой формы расстояние между ними поддерживают равным 0,5 - 3 диаметра зоны. 5. The method according to claim 4, characterized in that when performing the zones of circular shape, the distance between them is maintained equal to 0.5 to 3 of the diameter of the zone.
RU2000104719A 2000-03-02 2000-03-02 Method of steel melting in open-hearth furnace RU2164244C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000104719A RU2164244C1 (en) 2000-03-02 2000-03-02 Method of steel melting in open-hearth furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000104719A RU2164244C1 (en) 2000-03-02 2000-03-02 Method of steel melting in open-hearth furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2164244C1 true RU2164244C1 (en) 2001-03-20

Family

ID=20231135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000104719A RU2164244C1 (en) 2000-03-02 2000-03-02 Method of steel melting in open-hearth furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2164244C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУПШИС Э. "Донная продувка мартеновских печей системы VVS", Сталь N1, 2000, Москва, ООО "Инжиниринг", с.21 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6264883B1 (en) Plant for the production of metal melts
EP0190313A1 (en) Method and apparatus for continuous steelmaking.
US4749408A (en) Method of bottom blowing operation of a steel making electric furnace
CN108642230A (en) A kind of scrap steel preheating method, semi-steel making process and the method for improving steel scrap consumption using semisteel smelting
US6241798B1 (en) Iron smelting process and plant according to the multiple zone smelting process
US4119454A (en) Smelting method
RU2405046C1 (en) Method of steel smelting, deoxidation, alloying and treatment
CN1017629B (en) Process for continuously melting scrap as well as apparatus for performing this process
RU2164244C1 (en) Method of steel melting in open-hearth furnace
CA1213928A (en) Method of carrying out metallurgical or chemical processes in a shaft furnace, and a low shaft furnace therefor
US11549156B2 (en) Smelting assembly for the production of steel
RU2167946C1 (en) Blast furnace steelmaking method
von Schéele Advancing Use of hydrogen as fuel in Steelmaking
RU2167945C1 (en) Martin furnace
KR20120057313A (en) Method for refining low nitrogen of molten steel
RU2266337C1 (en) Method of making steel in electric-arc steel melting furnace
RU2649476C2 (en) Method of steelmaking in ladle furnace unit
US3775544A (en) Apparatus for making steel from scrap metal
RU2266965C1 (en) Method of making steel in open-hearth furnace
JP4049106B2 (en) Melting method of nickel-containing stainless steel
RU2304621C2 (en) Method of production of the steel in the arc furnaces
RU2260625C1 (en) Steel melting method in open-hearth furnace
RU2075515C1 (en) Method of steel melting
RU2293122C1 (en) Steel melting process in hearth aggregate
RU2299246C1 (en) Open hearth furnace and method for steel melting in it

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130303