RU2299246C1 - Open hearth furnace and method for steel melting in it - Google Patents
Open hearth furnace and method for steel melting in it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299246C1 RU2299246C1 RU2005138762/02A RU2005138762A RU2299246C1 RU 2299246 C1 RU2299246 C1 RU 2299246C1 RU 2005138762/02 A RU2005138762/02 A RU 2005138762/02A RU 2005138762 A RU2005138762 A RU 2005138762A RU 2299246 C1 RU2299246 C1 RU 2299246C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- metal
- plasmatrons
- working space
- natural gas
- 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
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Взаимосвязанная группа изобретений относится к металлургической промышленности, в частности к технологическим процессам выплавки стали в мартеновской печи и к устройствам мартеновских печей.An interrelated group of inventions relates to the metallurgical industry, in particular to technological processes of steel smelting in an open-hearth furnace and to devices of open-hearth furnaces.
Известен 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, продувку ванны нейтральным или инертным газом проводят через подину ванны с изменяющейся по ходу плавки интенсивностью от 1,3·10-2-15·10-2 м3/ч на тонну жидкого металла, при этом в начальный период плавки расход газа составляет 1,3·10-2-3,0·10-2 м3/ч на тонну жидкого металла, а по мере увеличения массы жидкого металла увеличивают расход газа до 15·10-2 м3/ч на тонну жидкого металла, при этом продувку жидкого металла осуществляют по зонам, которые рассредоточивают вдоль продольной оси печи, газ в каждой зоне подают из продувочного устройства с не менее 20 соплами с диаметром от 0,70 до 3,2 мм при давлении газа, равном 1-6 атм, причем газ пропускают рассредоточено по поверхности зоны через слой пористого огнеупорного материала фракции 2-10 мм для обеспечения удельной плотности дутья в каждой зоне и пределах от 2,0 до 11,5 м3/ч ее поверхности, при этом суммарный расход газа за полный цикл плавки поддерживают не менее 0,40 м3/т, увеличивая его при пониженном содержании углерода в расплаве перед периодом доводки металла (Патент России №2167946, кл. 7 С21С 5/04, заявл. 02.03.2000, опубл. Бюл. №15, 2001).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 a neutral or inert gas by means of multi-nozzle purging devices located in the porous refractory layer, purging the bath with a neutral or inert gas is carried out through the bottom bathtubs with an intensity varying during the melting from 1.3 · 10 -2 -15 · 10 -2 m 3 / h per ton of molten metal, while in the initial period of melting the gas flow rate is 1.3 · 10 -2 -3.0 · 10 -2 m 3 / h per ton of liquid metal, and as the mass of liquid metal increases, gas consumption increases to 15 · 10 -2 m 3 / h per ton of liquid metal, while the blowing of liquid metal is carried out in zones that are dispersed along the longitudinal axis of the furnace, gas in each zone is supplied from a purge device with at least 20 nozzles with a diameter of 0.70 to 3.2 mm at a gas pressure of 1-6 atm, and gas is passed dispersed over the zone surface through a layer of porous refractory material fractions of 2-10 mm to ensure specific density of the blast in each the bottom zone and the range from 2.0 to 11.5 m 3 / h of its surface, while the total gas flow rate for the full melting cycle is maintained at least 0.40 m 3 / t, increasing it with a reduced carbon content in the melt before the finishing period metal (Patent of Russia №2167946, cl. 7 C21C 5/04, claimed 03/02/2000, publ. Bull. No. 15, 2001).
Однако большой расход инертного или нейтрального газа, невысокая надежность средств продувки удорожает себестоимость выплавляемой стали.However, the high consumption of inert or neutral gas, the low reliability of the purge means increases the cost of smelting steel.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототип) принят способ выплавки стали в мартеновской печи, включающий завалку металлического лома, прогрев, заливку жидкого чугуна, плавление и доводку, согласно изобретению в завалку дают до 15% металлического лома от садки печи и после прогрева вводят из расчета 2 т на 1 т лома смесь из железосодержащего сырья, угля и плавикового шпата в соотношении 1:0,4:0,15, которую дополнительно прогревают с коэффициентом избытка воздуха менее 1, а затем заливают до 25% от садки печи жидкого чугуна и после расплавления лома подают ту же смесь в количестве 30-70 т/ч с одновременной продувкой ванны кислородом, причем интенсивность продувки периодически изменяют от максимальной в течение 15-25 с до минимальной в течение 5-10 с, а после заполнения ванны за счет восстановления железа прекращают подачу смеси и проводят доводку плавки, при этом в качестве железосодержащего сырья используют шламы конверторного производства, окалину, сепарированные шлаки, агломерат (Патент России №2123053 С1, кл. С21С 5/04, заявл. 13.02.1998, опубл. 10.12.1998).The closest in technical essence and the achieved result (prototype) method of steel smelting in an open-hearth furnace was adopted, including filling scrap metal, heating, pouring molten iron, melting and lapping, according to the invention, up to 15% of scrap metal from the furnace charge and after heating is fed into the filling a mixture of iron-containing raw materials, coal and fluorspar is introduced at the rate of 2 tons per 1 ton of scrap in a ratio of 1: 0.4: 0.15, which is additionally heated with an excess air coefficient of less than 1, and then up to 25% of the charge of the liquid furnace is poured cast iron and after the melting of the scrap serves the same mixture in an amount of 30-70 t / h with simultaneous purging of the bath with oxygen, and the purge intensity is periodically changed from maximum for 15-25 s to minimum for 5-10 s, and after filling the bath for due to the reduction of iron, the mixture is shut off and the smelting fine-tuning is carried out, while converter-containing slurries, scale, separated slags, and agglomerate are used as iron-containing raw materials (Russian Patent No. 2123053 C1, cl. C21C 5/04, claimed 02/13/1998, publ. 12/10/1998).
Недостатком известного способа является невозможность обеспечения существующими средствами требуемой интенсивности тепло - массообмена жидкого металла в процессе плавки как во времени, так и в пространстве.The disadvantage of this method is the inability to provide existing means of the required intensity of heat - mass transfer of liquid metal in the melting process both in time and in space.
Известна мартеновская печь, содержащая подину, ванну, переднюю стенку со столбиками, кислородные фурмы, которые установлены в столбиках передней стенки, а в подине размещены трубопроводы с отверстиями для подвода газа (а.с. СССР №1164275, заявл. 20.05.83, опубл. 30.06.85, Бюл. №24).Known open-hearth furnace containing a hearth, bath, front wall with columns, oxygen lances that are installed in the columns of the front wall, and pipelines with holes for gas supply are placed in the hearth (AS USSR No. 1164275, publ. 05.20.83, publ. .30.06.85, Bull. No. 24).
Недостатком известного технического решения являются повышенные удельные расходы топлива и кислорода при выплавке стали.A disadvantage of the known technical solution is the increased specific consumption of fuel and oxygen during steelmaking.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату (прототип) принята мартеновская печь, рабочее пространство которой состоит из ванны, передней и задней стен и свода. Ванна находится в нижней части рабочего пространства печи до уровня порогов завалочных окон, образованная снизу подиной, с торцов - откосами, с боков - передней и задней стенками. Задняя стенка находится против завалочных окон, которые расположены в передней стенке. Свод мартеновской печи арочный, имеются отверстия, в которых расположены кислородные фурмы для продувки ванны кислородом. Головки предназначены для подачи в печь топлива и воздуха и их смешивания, правильной организации факела в рабочем пространстве и для отвода продуктов горения из печи. Головки переходят в вертикальные каналы, соединяющие их со шлаковиками. По центру головки установлены в водоохлаждаемой амбразуре горелки (Пашинский В.Ф., Пархоменко Д.М. Справочник металлурга, Донецк, «Донбасс», 1982, с.115-117).The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is an open-hearth furnace, the working space of which consists of a bathtub, front and rear walls and a vault. The bath is located in the lower part of the working space of the furnace to the level of the thresholds of the filling windows, formed by the bottom bottom, from the ends - slopes, from the sides - the front and rear walls. The rear wall is against the filling windows, which are located in the front wall. The arch of the open-hearth furnace is arched; there are openings in which oxygen tuyeres are located to purge the bath with oxygen. The heads are designed to supply fuel and air to the furnace and mix them, properly organize the torch in the working space and to divert combustion products from the furnace. The heads go into vertical channels connecting them to the slag. In the center of the head are installed in the water-cooled embrasure of the burner (Pashinsky V.F., Parkhomenko D.M. Directory of the metallurgist, Donetsk, Donbass, 1982, pp. 115-117).
Однако данная конструкция позволяет получать относительно низкую светимость факела в связи с тем, что масса газа, подаваемого на горение, мала по сравнению с массой воздуха, и даже подогретый природный газ вносит значительно меньшее количество тепла по сравнению с физическим теплом подогретого воздуха.However, this design makes it possible to obtain a relatively low torch luminosity due to the fact that the mass of gas supplied to the combustion is small compared to the mass of air, and even heated natural gas introduces a significantly lower amount of heat compared to the physical heat of heated air.
В основу первого из группы изобретений поставлена задача усовершенствования способа выплавки стали в мартеновской печи путем непосредственного воздействия высокотемпературными плазменными струями на твердую и жидкую фазы металла в условиях восстановительной атмосферы, обеспечить возможность изменения условий газообразования в ванне в зависимости от изменяющихся условий обезуглероживания, активизировать процесс теплообмена между рабочим пространством печи и ванной, повысить светимость факела и в результате этого сократить длительность плавки, снизить материальные и энергетические затраты и получать продукт, равноценный по качеству первичному металлу.The basis of the first of the group of inventions is the task of improving the method of steel smelting in an open-hearth furnace by directly affecting the solid and liquid phases of a metal under conditions of a reducing atmosphere by high-temperature plasma jets, to provide the possibility of changing gas formation conditions in a bath depending on changing decarburization conditions, and to activate the heat exchange process between the working space of the furnace and the bath, increase the luminosity of the torch and as a result reduce flax smelting, reduce material and energy costs and receive a product equivalent in quality to the primary metal.
В основу второго из группы изобретений поставлена задача усовершенствования мартеновской печи путем дополнительной установки плазмотронов в задней стенке печи симметрично относительно поперечной оси рабочего пространства печи под углом к поверхности ванны, выходные сопла которых размещены на границе раздела металла и шлака, и тем самым обеспечить конвективный безокислительный теплообмен плазменной струи с шихтовым материалом и за счет этого сократить длительность плавки, повысить производительность печи, снизить удельный расход топлива.The second of the group of inventions is based on the task of improving the open-hearth furnace by additionally installing plasmatrons in the back wall of the furnace symmetrically with respect to the transverse axis of the furnace working space at an angle to the surface of the bathtub, the output nozzles of which are located at the interface between the metal and slag, and thereby provide convective, non-oxidative heat transfer plasma jet with a charge material and thereby reduce the melting time, increase furnace productivity, reduce specific consumption t fuel.
Первая поставленная задача решается тем, что в способе выплавки стали в мартеновской печи, включающем периоды завалки металлошихты в ванну печи, прогрева, заливки жидкого чугуна и продувки ванны кислородом, плавления, доводки плавки корректировкой состава металла, согласно изобретению во все периоды выплавки, по разные стороны от поперечной оси печи, создают восстановительные зоны перегрева путем подачи природного газа и воздуха через плазмотроны на границу расчетного уровня раздела расплава металла и шлака, при этом в процессе периода завалки в плазмотроны подают природный газ и воздух с объемным соотношением кислорода к природному газу α=0,2-0,35, а после заливки в ванну не менее половины чугуна увеличивают объемное соотношение кислорода и природного газа в пределах α=0,35-0,5 и воздействуют плазменной струей до полного расплавления металла, после чего корректируют состав металла и при содержании углерода в расплаве меньше необходимого для получения заданной марки стали увеличивают количество выделяющегося из плазмы пироуглерода за счет снижения соотношения α до 0,35, а при избытке в расплаве углерода повышают окислительный потенциал плазмы за счет увеличения соотношения α от 0,5 до 0,8.The first task is solved in that in the method of steel smelting in an open-hearth furnace, which includes periods of filling a metal charge into a furnace bath, heating, pouring molten iron and blowing a bath with oxygen, melting, finishing melting by adjusting the composition of the metal according to the invention for all periods of smelting, according to different sides from the transverse axis of the furnace, create recovery zones of overheating by supplying natural gas and air through plasmatrons to the boundary of the calculated level of separation of the metal melt and slag, while in the process fillings into the plasma torches supply natural gas and air with a volume ratio of oxygen to natural gas of α = 0.2-0.35, and after pouring at least half of the cast iron into the bath, increase the volume ratio of oxygen and natural gas in the range of α = 0.35-0 5 and act with a plasma jet until the metal is completely melted, after which the metal composition is adjusted, and when the carbon content in the melt is less than that necessary to obtain a given grade of steel, the amount of pyrocarbon released from the plasma is increased by reducing the ratio α to 0.35, and excess carbon in the melt increase the oxidation potential of the plasma by increasing the ratio α of 0.5 to 0.8.
Одновременный ввод в рабочее пространство печи плазменных струй, значение температур которых находится в пределах 3500-4500°С, обеспечивает более высокую температуру рабочего пространства печи, создавая при этом восстановительную среду. При «мягком» плазменном окислении, когда продувка жидкого металла осуществляется не чистым кислородом, а в смеси с восстановителями, процесс окисления проходит более спокойно и металл получается лучшего качества (меньше неметаллических включений).Simultaneous introduction of plasma jets into the working space of the furnace, the temperature of which is in the range of 3500-4500 ° C, provides a higher temperature of the working space of the furnace, while creating a reducing environment. In case of “mild” plasma oxidation, when the liquid metal is purged not with pure oxygen, but in a mixture with reducing agents, the oxidation process is more relaxed and the metal is of better quality (less non-metallic inclusions).
В зависимости от периодов плавки в мартеновской печи корректируют объемное соотношение кислорода и природного газа, параметры которых определены экспериментально. В предложенных условиях возрастает значимость обеспечения гибкого регулирования по ходу плавки в оптимальных, определяемых условиями изобретения пределах. Развитие процессов в ванне расплава определяется также количеством истекающих плазменных струй, с увеличением которых условия теплообменных процессов улучшаются.Depending on the melting periods in the open-hearth furnace, the volume ratio of oxygen and natural gas is adjusted, the parameters of which are determined experimentally. Under the proposed conditions, the importance of providing flexible regulation along the course of the smelting in optimal limits determined by the conditions of the invention increases. The development of processes in the melt pool is also determined by the number of outgoing plasma jets, with an increase in which the conditions of heat exchange processes improve.
За счет форсирования периодов плавления и доводки достигается сокращение длительности плавки, при этом совершенствуются качественные показатели продукта, необходимые при выплавке отечественных марок стали.Due to the acceleration of the melting and lapping periods, a reduction in the melting time is achieved, while the quality indicators of the product necessary for the smelting of domestic steel grades are improved.
Вторая поставленная задача решается тем, что мартеновская печь, содержащая рабочее пространство печи, ограниченное сверху сводом, снизу подом, передней стенкой с завалочными окнами, задней стенкой, расположенные с обоих торцов рабочего пространства головки с отходящими вниз вертикальными каналами, кислородные фурмы, установленные в своде печи, согласно изобретению снабжена плазмотронами, установленными в нижней части рабочего пространства печи, в откосе задней стенки, под углом 20-40° к поверхности расплава ванны, симметрично относительно поперечной оси рабочего пространства, при этом вершины углов симметрично расположенных плазмотронов сориентированы в сторону поперечной оси рабочего пространства печи, выходные сопла плазмотронов размещены в зоне расчетного уровня границы раздела металла и шлака, а проекции осей плазмотронов в плане к продольной оси печи составляют угол 20-80°.The second task is solved in that the open-hearth furnace containing the working space of the furnace, bounded above by the arch, from below the hearth, the front wall with filling windows, the rear wall located at both ends of the working space of the head with vertical channels extending downward, oxygen tuyeres installed in the arch the furnace, according to the invention is equipped with plasmatrons installed in the lower part of the working space of the furnace, in the slope of the rear wall, at an angle of 20-40 ° to the surface of the molten bath, symmetrically relative but the transverse axis of the working space, while the vertices of the angles of symmetrically located plasmatrons are oriented towards the transverse axis of the working space of the furnace, the output nozzles of the plasma torches are located in the zone of the calculated level of the interface between the metal and slag, and the projections of the axes of the plasma torches in the plan to the longitudinal axis of the furnace make an angle of 20 80 °.
Размещение в рабочем пространстве печи симметрично установленных относительно поперечной оси печи групп плазмотронов формирует равномерно-объемную высокотемпературную струю для направленного радиационного теплообмена в рабочем пространстве печи, расположение их в откосе задней стенки обеспечивает перемешивание расплава струями плазменных факелов, а их взаиморасположение повышает эффективность излучательной способности плазмы.Placing groups of plasmatrons symmetrically installed relative to the transverse axis of the furnace in the working space of the furnace forms a uniform-volume high-temperature jet for directed radiative heat transfer in the working space of the furnace, their location in the slope of the back wall ensures mixing of the melt with plasma torches, and their relative position increases the efficiency of the emissivity of the plasma.
Следовательно, остаются постоянными теплопередача в рабочем пространстве и окислительная способность атмосферы печи. Наличие более высокой температуры в рабочем пространстве печи позволяет сократить подачу кислорода и расход топлива.Consequently, the heat transfer in the working space and the oxidizing ability of the furnace atmosphere remain constant. The presence of a higher temperature in the working space of the furnace reduces the oxygen supply and fuel consumption.
Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where
- на фиг.1 показана мартеновская печь, верхнее строение, продольный разрез:- figure 1 shows the open-hearth furnace, the upper structure, a longitudinal section:
- на фиг.2 - то же, вид сверху.- figure 2 is the same, top view.
Заявленный способ реализуется следующим образом.The claimed method is implemented as follows.
Плавка стали в мартеновской печи включает завалку металлошихты, ее прогрев топливофакелом через горелку, установленную в головке печи, и плазменными восстановительными струями, исходящими из плазмотронов, в которые подают воздух и природный газ, причем объемное соотношение кислорода и природного газа, подаваемых в плазмотроны в этот период плавки, составляет α=0,2-0,35. При достижении равномерного прогрева шихты по глубине слоя температура поверхности шихты стабилизируется и составляет свыше 1300°С.Steel melting in an open-hearth furnace includes filling a metal charge, heating it with a fuel torch through a burner installed in the furnace head and plasma reducing jets emanating from plasmatrons into which air and natural gas are supplied, and the volume ratio of oxygen and natural gas supplied to plasmatrons in this the melting period is α = 0.2-0.35. Upon reaching uniform heating of the mixture along the depth of the layer, the temperature of the surface of the mixture stabilizes and exceeds 1300 ° C.
После окончания периода прогрева шихты, осуществляют заливку чугуна в печь. После заливки в ванну половины чугуна, продувают ванну кислородом, а в плазмотронах вначале устанавливают объемное соотношение кислорода и природного газа α=0,35. В рабочем пространстве печи, независимо от ее высоты, образуется восстановительная атмосфера, в которой выбросы металла и шлака отсутствуют. Поскольку нагревание стали в печи происходит в основном путем теплоизлучения, теплопередача от плазменных факелов возрастает, при этом образуется сажистый углерод, разогретый до высоких температур, который обладает высокой излучательной способностью, и за счет этого интенсифицируется теплообмен в пространстве печи. После окончания полной заливки чугуна, в плазмотронах доводят объемное соотношение α до α=0,5, при этом в плазме отсутствует пироуглерод и больше не попадает в атмосферу печи. Теплообмен между плазменной струей и шихтой осуществляется только за счет непосредственного воздействия высокотемпературной струи на расплав в условиях восстановительной атмосферы. Создание высокой температуры в рабочем пространстве печи позволяет сократить расход твердых окислителей, что уменьшает количество шлака, расход топлива, чугуна и кислородного дутья. Поскольку срез сопла плазмотрона находится на границе раздела расплава шлака и металла, при воздействии плазменных струй происходит интенсивное перемешивание расплава, что положительно влияет на тепловые процессы в расплаве.After the heating period of the charge, cast iron is poured into the furnace. After pouring half the cast iron into the bath, the bath is purged with oxygen, and in the plasma torches, the volume ratio of oxygen and natural gas is first set to α = 0.35. In the working space of the furnace, regardless of its height, a reducing atmosphere is formed in which there are no emissions of metal and slag. Since steel heating in the furnace occurs mainly through heat radiation, the heat transfer from plasma torches increases, and soot carbon is formed, heated to high temperatures, which has a high emissivity, and due to this, heat transfer in the furnace space is intensified. After completion of the full casting of cast iron, the volume ratio α is adjusted in plasma torches to α = 0.5, while pyrocarbon is absent in the plasma and does not enter the furnace atmosphere anymore. Heat transfer between the plasma jet and the charge is carried out only due to the direct effect of the high-temperature jet on the melt in a reducing atmosphere. The creation of high temperature in the working space of the furnace reduces the consumption of solid oxidizing agents, which reduces the amount of slag, fuel consumption, cast iron and oxygen blast. Since the nozzle section of the plasma torch is located at the interface between the slag and metal melt, the plasma jets undergo intensive mixing of the melt, which positively affects the thermal processes in the melt.
После полного расплава металла производят доводку плавки, корректируют состав и температуру металла перед раскислением и, выпуском. Отбирают пробы металла для анализа на содержание углерода и, при необходимости, на содержание марганца, серы и фосфора. Температуру металла по ходу плавки контролируют постоянно. При пониженном содержании углерода в жидкой стали устанавливают объемное соотношение кислорода и природного газа в плазмотронах в пределе α=0,35. При этом выделяется пироуглерод, который, растворяясь в жидком металле, создает необходимую концентрацию углерода в готовом металле.After a complete melt of the metal, melting is completed, the composition and temperature of the metal are adjusted before deoxidation and release. Metal samples are taken for analysis on the carbon content and, if necessary, on the content of manganese, sulfur and phosphorus. The temperature of the metal during melting is constantly monitored. With a reduced carbon content in liquid steel, the volume ratio of oxygen and natural gas in the plasmatrons is established in the limit α = 0.35. In this case, pyrocarbon is released, which, dissolving in the liquid metal, creates the necessary concentration of carbon in the finished metal.
Повышенное содержание углерода в расплаве над заданным его содержанием в готовой стали снижают путем повышения окислительного потенциала плазмы за счет увеличения значения α от 0,5 до 0,8.The increased carbon content in the melt over its predetermined content in the finished steel is reduced by increasing the oxidizing potential of the plasma by increasing the value of α from 0.5 to 0.8.
Верхнее строение мартеновской печи состоит из рабочего пространства печи 1 и головок 2 с отходящими вниз вертикальными каналами 3. Рабочее пространство печи ограничено сверху сводом 4, снизу - подом 5, передней и задней стенками 6 и 7. Под 5 выполнен с откосами по направлению к стенкам печи. В нижней части рабочего пространства печи расположена ванна 8. В передней стенке 6 печи расположены завалочные окна 9, а в своде печи - кислородные фурмы 10. В нижней части рабочего пространства печи, в откосе задней стенки 7, под углом α=20-40° к поверхности ванны симметрично относительно поперечной оси рабочего пространства печи установлены плазмотроны 11, передние торцы которых размещены в зоне расчетного уровня границы раздела расплава металла и шлака, а проекция оси каждого плазмотрона 11 в плане к продольной оси печи составляет угол β=20-80°, при этом вершины углов симметрично расположенных плазмотронов сориентированы в сторону поперечной оси рабочего пространства печи. По центру головок 2 в водоохлаждаемой амбразуре установлены горелки 12.The upper structure of the open-hearth furnace consists of the working space of furnace 1 and the heads 2 with vertical channels extending downward 3. The working space of the furnace is bounded above by a vault 4, below - by a hearth 5, front and
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Завалочной машиной через завалочные окна 9 загружают на под 5 печи твердую шихту (стальной лом, железную руду, флюсующие материалы, скрап, размещая их в определенном порядке). В конце операции завалки на поверхность всей предыдущей части загружают тяжеловесную часть металлической шихты. С началом завалки в рабочее пространство печи с помощью горелок 12 начинают нагрев материалов, заваленных в ванну 8, а также включают плазмотроны 11, в которые через трубопроводы подают воздух и природный газ для создания восстановительного газа. После прогрева шихты производят заливку чугуна. После заливки в ванну 8 не менее половины объема чугуна начинают продувку металла кислородом через фурмы 10 и продолжают на протяжении всего периода плавления. В период завалки плазмотроны работают с объемным соотношением кислорода и природного газа, которое составляет α=0,2-0,35, а в период заливки чугуна изменяют степень восстановительного процесса при α=0,35-0,5. В период плавления происходит растворение лома в жидком высокоуглеродистом расплаве, разложение известняка, окисление примесей чугуна, образование шлака. Так как торцы плазмотронов 11 установлены на границе раздела металла и шлака, теплообмен между плазменной струей каждого плазмотрона и шихтой осуществляют только за счет воздействия высокотемпературной струи на твердую и жидкую фазу расплава с интенсивным его перемешиванием в условиях восстановительной атмосферы печи. По ходу продувки производится удаление шлака. После полного расплава производят доводку плавки. Отбирают пробы металла для анализа на содержание углерода, а температуру металла по ходу плавки контролируют термопарами. В период доводки плавки в зависимости от содержания углерода в расплаве и доводки его содержания до оптимальной величины, соответствующей выплавляемой марки стали, выравнивание происходит за счет изменения объемного соотношения кислорода и природного газа в плазмотронах в пределах α=0,5-0,8.The filling machine through the filling
Предложенная группа изобретений может быть использована в металлургической промышленности, в частности в технологических процессах, связанных с выплавкой стали в мартеновских печах.The proposed group of inventions can be used in the metallurgical industry, in particular in technological processes associated with steel smelting in open-hearth furnaces.
Способ обеспечивает снижение расхода кислорода в среднем до 20%, увеличивает скорость плавления на 20%, снижает расход чугуна на выплавку стали на 10-20%, вплоть до его полного исключения из процесса, ускоряет процесс обезуглероживания, сокращает процесс выплавки стали примерно в 2 раза, улучшает качество металла.The method provides a reduction in oxygen consumption by an average of 20%, increases the melting rate by 20%, reduces the consumption of cast iron for steel smelting by 10-20%, up to its complete exclusion from the process, accelerates the decarburization process, reduces the steel smelting process by about 2 times , improves the quality of the metal.
Предлагаемое конструктивное решение верхнего строения мартеновской печи целесообразно использовать при реконструкции мартеновских цехов, что обеспечивает низкие капитальные вложения в реконструкцию и существенно повышает основные технико-экономические показатели сталеплавильного производства.The proposed constructive solution of the upper structure of the open-hearth furnace is advisable to use in the reconstruction of open-hearth shops, which ensures low capital investment in the reconstruction and significantly increases the main technical and economic indicators of steelmaking.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA?200504348 | 2005-05-10 | ||
| UAA200504348A UA77588C2 (en) | 2005-05-10 | 2005-05-10 | Method for steel melting in the open-hearth furnace and open-hearth furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2299246C1 true RU2299246C1 (en) | 2007-05-20 |
Family
ID=37605987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005138762/02A RU2299246C1 (en) | 2005-05-10 | 2005-12-12 | Open hearth furnace and method for steel melting in it |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2299246C1 (en) |
| UA (1) | UA77588C2 (en) |
-
2005
- 2005-05-10 UA UAA200504348A patent/UA77588C2/en unknown
- 2005-12-12 RU RU2005138762/02A patent/RU2299246C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПАШИНСКИЙ В.Ф. и др. Справочник металлурга. - Донецк: Донбасс, 1982, с.115-117. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA77588C2 (en) | 2006-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2313622C (en) | Start-up procedure for direct smelting process | |
| RU2090622C1 (en) | Method of producing iron from iron-containing materials in converter | |
| SU1496637A3 (en) | Method and apparatus for continuous refining of steel in electric furnace | |
| US5286277A (en) | Method for producing steel | |
| KR950005319B1 (en) | Apparatus for the continuous melting of scrap | |
| KR910001577B1 (en) | Method of bottom blowing operation of a steel making electric furnace | |
| JP5552754B2 (en) | Arc furnace operation method | |
| EP0784193A1 (en) | Metal fusion furnace and metal fusing method | |
| US6241798B1 (en) | Iron smelting process and plant according to the multiple zone smelting process | |
| RU2344179C2 (en) | Method of continuous processing iron oxide containing materials and device for implementation of this method | |
| US4047936A (en) | Process for refining hot metal to steel | |
| JPH0611262A (en) | Operation of vertical type kiln | |
| US3912243A (en) | Apparatus and process for refining hot metal to steel | |
| RU2299246C1 (en) | Open hearth furnace and method for steel melting in it | |
| RU2295574C2 (en) | Method of production of metal and plant for realization of this method | |
| JP5411466B2 (en) | Iron bath melting furnace and method for producing molten iron using the same | |
| US3232595A (en) | Shaft type furnace for smelting scrap and producing steel | |
| RU2649476C2 (en) | Method of steelmaking in ladle furnace unit | |
| USRE26364E (en) | Metallurgical melting amd refining process | |
| RU2165462C2 (en) | Tandem steel-making unit and method of steel melting in tandem steel-making unit | |
| RU2548871C2 (en) | Method for direct production of metals from materials containing iron oxides (versions) and device for implementing it | |
| JPH0688115A (en) | Direct steelmaking method by inclining furnace | |
| JPH02200713A (en) | Device and method for producing molten iron | |
| RU2343205C1 (en) | Technique of steel smelting in arc steel-making furnace and facility for its implementation | |
| RU2089618C1 (en) | Method for production of iron-carbon product and device for its embodiment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091213 |