RU2382084C2 - Способ непрерывной выплавки стали и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ непрерывной выплавки стали и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2382084C2 RU2382084C2 RU2008104834/02A RU2008104834A RU2382084C2 RU 2382084 C2 RU2382084 C2 RU 2382084C2 RU 2008104834/02 A RU2008104834/02 A RU 2008104834/02A RU 2008104834 A RU2008104834 A RU 2008104834A RU 2382084 C2 RU2382084 C2 RU 2382084C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- metal
- reactors
- slag
- gas
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано в сталеплавильном производстве. Выплавку стали проводят в четырех последовательно расположенных реакторах с порционной выдачей металла из первого реактора во второй реактор и с полной выдачей металла из второго реактора в третий, и из третьего в четвертый через шиберные затворы. Загружаемые материалы, металл и шлак во всех реакторах нагревают излучением оптических квантовых генераторов большой плотности энергии в виде лазеров с возможностью перемещения направления излучения по поверхности ванны. В первом реакторе для проведения восстановления непрерывно загружают концентрат железной руды, плавят его и продувают восстановительным газом с добавкой измельченного угля с обеспечением содержания оксидов железа в расплаве не менее 30-40%. Во втором реакторе для проведения дефосфорации и обезуглероживания металл продувают кислородом и загружают на его поверхность известь для формирования шлака. В третьем реакторе для проведения десульфурации в металл вдувают восстановительный газ, загружают известь с плавиковым шпатом, раскислители и перемешивают металл газом. В четвертом реакторе для проведения доводки доводят химический состав и температуру металла до заданных, проводят перемешивание металла газом и вакуумирование. Использование изобретения обеспечит увеличение производительности сталеплавильного агрегата и снижение себестоимости выплавляемой стали. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано в сталеплавильном производстве.
Известны способы производства стали непрерывным процессом типа CSM (Япония), Consteel (Италия), EOF (Германия), в которых шихтовым материалом является металлический лом.
В других способах производства стали в агрегатах непрерывного действия типа BISRA (Англия), МИСиС (СССР), IRSID (Франция) шихтовым материалом является жидкий чугун (Кудрин В.А. Теория и технология производства стали: Учебник для вузов - М.: Мир, ООО «Издательство ACT», 2003. - с.278).
Недостатками указанных способов являются большие капитальные затраты на производство кокса, а также агломерата и выплавку из него чугуна в доменных печах.
Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является способ, предложенный Магнитогорским государственным техническим университетом, в котором в качестве шихтового материала используют бедные железные руды и стальной лом, причем руду расплавляют и восстанавливают в отдельном агрегате за счет вдувания кислорода с углем (Бигеев A.M. Новое ресурсосберегающее направление развития производства черных металлов. // Труды 7-го конгресса сталеплавильщиков. - М.: Черметинформация, 2003. - с.61-69).
К недостаткам указанного способа следует отнести низкую производительность агрегата восстановления и печи для плавления металлолома из-за использования низкокалорийных энергетических углей в качестве восстановителя и источника тепла, а также большое количество шлака, так как используют бедные руды с низким содержанием железа и большим количеством пустой породы.
Задачей изобретения является увеличение производительности сталеплавильного агрегата и снижение себестоимости выплавляемой стали.
Поставленный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе непрерывной выплавки стали, включающем загрузку и плавление шихтовых материалов, восстановление железа, проведение дефосфорации, раскисления, десульфурации и легирования металла, который проводят в четырех последовательно расположенных реакторах с порционной выдачей металла из первого реактора во второй реактор и с полной выдачей металла из второго реактора в третий и из третьего в четвертый через шиберные затворы, причем загружаемые материалы, металл и шлак во всех реакторах нагревают излучением оптических квантовых генераторов большой плотности энергии в виде лазеров с возможностью перемещения направления излучения по поверхности ванны, при этом в первом реакторе для проведения восстановления непрерывно загружают концентрат железной руды, плавят его и продувают восстановительным газом с добавкой измельченного угля с обеспечением содержания оксидов железа в расплаве не менее 30-40%, во втором реакторе для проведения дефосфорации и обезуглероживания металл продувают кислородом и загружают на его поверхность известь для формирования шлака, в третьем реакторе для проведения десульфурации в металл вдувают восстановительный газ, загружают известь с плавиковым шпатом, раскислители и перемешивают металл газом, а в четвертом реакторе для проведения доводки, доводят химический состав и температуру металла до заданных, проводят перемешивание металла газом и вакуумирование. Устройство для непрерывной выплавки стали, содержащее четыре реактора, расположенные в последовательности реактор восстановления, реактор дефосфорации и обезуглероживания, реактор десульфурации и реактор доводки, при этом стены и свод первого реактора выполнены водоохлаждаемыми, а стены и свод остальных реакторов выполнены из огнеупоров или водоохлаждаемыми, вместимость первого реактора больше, чем у трех последующих, вместимости которых одинаковы, в сводах и/или стенах всех реакторов установлены оптические квантовые генераторы большой плотности энергии в виде лазеров, излучение которых с возможностью перемещения по поверхности ванны направлено на металл, шлак и загружаемые материалы, в сводах расположены отверстия для заливки металла из предыдущего реактора и ввода добавочных материалов, в стенах всех реакторов предусмотрены летки для слива шлака и водоохлаждаемые эжекторные форсунки или фурмы для подачи газов, а в реакторе доводки расположен газоотвод к вакуумной системе.
Изобретение обладает новизной, что следует из сравнения с прототипом, и изобретательским уровнем, так как явно не следует из существующего уровня техники, практически осуществимо в действующих сталеплавильных цехах.
На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа,
где А - реактор восстановления;
Б - реактор дефосфорации и обезуглероживания;
В - реактор десульфурации;
Г - реактор доводки;
1 - лазеры;
2 - шлаковые летки;
3 - шлак;
4 - металл;
5 - шиберные затворы;
6 - сливные желобы;
7 - крышка люка для ввода легирующих добавок;
8 - крышка люка для заливки металла.
Предлагаемый способ непрерывной выплавки стали осуществляется в агрегате, состоящем из четырех последовательно расположенных реакторов А, Б, В, Г с порционной выдачей металла из реактора А в реактор Б и с полной выдачей металла из реактора Б в реактор В и из реактора В в реактор Г. Для обеспечения запаса жидкого металла вместимость реактора А в 2-2,5 раза больше, чем у трех последующих, вместимости которых одинаковы и составляют 50-80 тонн. В первый - восстановительный реактор А непрерывно загружают концентрат железной руды и расплавляют его излучением нескольких оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров 1 (Физическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1990, том 2. - с.549). Образующийся расплав продувают восстановительным газом (CH4, C2H6 и др.) с добавкой измельченного угля в таком количестве, чтобы обеспечить содержание оксидов железа в расплаве не менее 30-40%, что предотвратит науглероживание металла. Высота слоя вспененного газами концентрата должна составлять 1,2-1,6 м. Получаемый в реакторе А металл 4 выпускают одной порцией периодически через шиберный затвор 5 по сливному желобу 6 в следующий реактор Б для проведения дефосфорации и обезуглероживания. Масса сливаемой порции соответствует вместимости реакторов Б, В, Г. Шлак 3 из реактора А выпускают через шлаковую летку 2 по мере накопления в нем примесей руды (SiO2, Al2O3 и др.). В реактор Б вводят известь, расплавляя ее и нагревая металл излучением лазеров и продувают металл кислородом. Масса наводимого шлака - 3-4% от массы металла. При достижении содержания фосфора и углерода в металле заданных значений шлак 3 сливают через шлаковую летку 2, а металл 4 выпускают через шиберный затвор 5 по сливному желобу 6 в следующий реактор В для проведения десульфурации. В реактор В вводят известь, плавиковый шпат и при необходимости раскислители, а для уменьшения расхода раскислителей в металл вдувают восстановительный газ (CH4 и др.). Шлаковую смесь расплавляют и нагревают металл излучением лазеров. Количество шлака составляет 2-3% от массы металла. Для ускорения десульфурации металл перемешивают инертным газом (Ar и др.) или воздухом. При содержании серы, равном заданному, сливают шлак 3 через шлаковую летку 2, а металл 4 выпускают через шиберный затвор 5 по сливному желобу 6 в следующий реактор Г, при этом крышка 8 люка для заливки металла должна быть открыта. В реакторе Г химический состав металла доводят до заданного, вводя легирующие и шлакообразующие (CaO, CaF2) добавки через загрузочный люк. Расплавление добавок и нагрев металла производят излучением лазеров. При необходимости вакуумирование металла для проведения дегазации и глубокого обезуглероживания в реакторе Г осуществляют с помощью вакуумной системы. Перемешивание металла для усреднения химического состава и ускорения процессов при вакуумировании производят газом (Ar или др.). Шлак 3 из реактора Г сливают через шлаковую летку 2 или выпускают вместе с металлом 4 через шиберный затвор 5 по сливному желобу 6 в ковш. При необходимости вместе с концентратом в реактор А можно загружать и металлолом, уменьшая при этом расход восстановительного газа и угля. Для ускорения расплавления вводимых в реакторы материалов и нагрева металла лазеры можно устанавливать не только в своде (сводовые лазеры), но и в стенах печи (стеновые лазеры). Излучение лазеров направлено вертикально (перпендикулярно) или под углом к поверхности ванны с возможностью перемещения. Эти перемещения необходимы для того, чтобы не перегревать металл в одной точке. Для нагрева и расплавления материалов в реакторах предпочтительнее использовать твердотельные лазеры с активной средой на стеклах, активированных Nd, так как при мощности накачки в несколько десятков киловатт мощность излучения составляет сотни мегаватт при плотности потока энергии до 10 МВт/см2. Например, можно использовать лазер «Дельфин-1» с энергией излучения 2 кДж, длительностью импульса (1,5-4)·10-9 с, числом пучков равным 6. Для подачи газов в реакторы используют стеновые водоохлаждаемые эжекторные форсунки или фурмы. Таким образом, предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволяет непрерывно выплавлять сталь, увеличить производительность агрегата и снизить себестоимость готовой стали.
Claims (2)
1. Способ непрерывной выплавки стали, включающий загрузку и плавление шихтовых материалов, восстановление железа, проведение дефосфорации, раскисления, десульфурации и легирования металла, который проводят в четырех последовательно расположенных реакторах с порционной выдачей металла из первого реактора во второй реактор и с полной выдачей металла из второго реактора в третий и из третьего в четвертый через шиберные затворы, причем загружаемые материалы, металл и шлак во всех реакторах нагревают излучением оптических квантовых генераторов большой плотности энергии в виде лазеров с возможностью перемещения направления излучения по поверхности ванны, при этом в первом реакторе для проведения восстановления непрерывно загружают концентрат железной руды, плавят его и продувают восстановительным газом с добавкой измельченного угля с обеспечением содержания оксидов железа в расплаве не менее 30-40%, во втором реакторе для проведения дефосфорации и обезуглероживания металл продувают кислородом и загружают на его поверхность известь для формирования шлака, в третьем реакторе для проведения десульфурации в металл вдувают восстановительный газ, загружают известь с плавиковым шпатом, раскислители и перемешивают металл газом, а в четвертом реакторе для проведения доводки, доводят химический состав и температуру металла до заданных, проводят перемешивание металла газом и вакуумирование.
2. Устройство для непрерывной выплавки стали, содержащее четыре реактора, расположенные в последовательности, реактор восстановления, реактор дефосфорации и обезуглероживания, реактор десульфурации и реактор доводки, при этом стены и свод первого реактора выполнены водоохлаждаемыми, а стены и свод остальных реакторов выполнены из огнеупоров или водоохлаждаемыми, вместимость первого реактора больше, чем у трех последующих, вместимости которых одинаковы, в сводах и/или стенах всех реакторов установлены оптические квантовые генераторы большой плотности энергии в виде лазеров, излучение которых с возможностью перемещения по поверхности ванны направлено на металл, шлак и загружаемые материалы, в сводах расположены отверстия для заливки металла из предыдущего реактора и ввода добавочных материалов, в стенах всех реакторов предусмотрены летки для слива шлака и водоохлаждаемые эжекторные форсунки или фурмы для подачи газов, а в реакторе доводки расположен газоотвод к вакуумной системе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008104834/02A RU2382084C2 (ru) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | Способ непрерывной выплавки стали и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008104834/02A RU2382084C2 (ru) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | Способ непрерывной выплавки стали и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008104834A RU2008104834A (ru) | 2009-08-20 |
RU2382084C2 true RU2382084C2 (ru) | 2010-02-20 |
Family
ID=41150561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008104834/02A RU2382084C2 (ru) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | Способ непрерывной выплавки стали и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2382084C2 (ru) |
-
2008
- 2008-02-12 RU RU2008104834/02A patent/RU2382084C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008104834A (ru) | 2009-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4457777A (en) | Steelmaking | |
JP6164151B2 (ja) | 転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法 | |
US6241798B1 (en) | Iron smelting process and plant according to the multiple zone smelting process | |
RU2344179C2 (ru) | Способ непрерывной переработки содержащих оксиды железа материалов и агрегат для его осуществления | |
JP5408379B2 (ja) | 溶銑の予備処理方法 | |
JP2018178260A (ja) | 転炉製鋼方法 | |
JP6665884B2 (ja) | 転炉製鋼方法 | |
US3022157A (en) | Method for continuous hearth refining of steel and beneficiation of ores of ferro alloys | |
RU2382084C2 (ru) | Способ непрерывной выплавки стали и устройство для его осуществления | |
EP3976837B1 (en) | Device and method for continuous desulphurisation of liquid hot metal | |
EP0793731B1 (en) | Process and apparatus for the manufacture of steel from iron carbide | |
CN105112598B (zh) | 一种将转炉产炉底渣直接用于转炉炼钢的方法 | |
JP3790414B2 (ja) | 溶銑の精錬方法 | |
US5733358A (en) | Process and apparatus for the manufacture of steel from iron carbide | |
JP6468084B2 (ja) | 転炉排滓方法 | |
RU2760199C9 (ru) | Агрегат непрерывного получения стали | |
RU2786105C1 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере на жидком чугуне | |
RU2548871C2 (ru) | Способ прямого получения металла из содержащих оксиды железа материалов (варианты) и устройство для его осуществления | |
WO2023054345A1 (ja) | 溶銑製造方法 | |
JP4423927B2 (ja) | 溶銑の脱燐処理方法 | |
RU2093585C1 (ru) | Способ переработки железосодержащего материала и агрегат для его осуществления | |
JP2006241478A (ja) | 転炉操業方法 | |
Barati | Application of Slag Engineering Fundamentals to Continuous Steelmaking | |
JP6468083B2 (ja) | 転炉排滓方法 | |
RU1790609C (ru) | Способ завалки шихтовых материалов в мартеновскую печь |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100213 |