RU2412413C1 - Procedure for melting iron in cupola - Google Patents

Procedure for melting iron in cupola Download PDF

Info

Publication number
RU2412413C1
RU2412413C1 RU2009120789/02A RU2009120789A RU2412413C1 RU 2412413 C1 RU2412413 C1 RU 2412413C1 RU 2009120789/02 A RU2009120789/02 A RU 2009120789/02A RU 2009120789 A RU2009120789 A RU 2009120789A RU 2412413 C1 RU2412413 C1 RU 2412413C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
air
cupola
mine
shaft
Prior art date
Application number
RU2009120789/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009120789A (en
Inventor
Анатолий Алексеевич Черный (RU)
Анатолий Алексеевич Черный
Вадим Анатольевич Черный (RU)
Вадим Анатольевич Черный
Светлана Ивановна Соломонидина (RU)
Светлана Ивановна Соломонидина
Татьяна Николаевна Городнова (RU)
Татьяна Николаевна Городнова
Татьяна Анатольевна Дурина (RU)
Татьяна Анатольевна Дурина
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ)
Priority to RU2009120789/02A priority Critical patent/RU2412413C1/en
Publication of RU2009120789A publication Critical patent/RU2009120789A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2412413C1 publication Critical patent/RU2412413C1/en

Links

Landscapes

  • Air Supply (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: procedure consists in loading charge into shaft of gas cupola, in combustion of fuel, in heating and in charge melting. Fuel is combusted at coefficient of air consumption 0.7-0.9. Further, 0.5-0.8 of shaft volume is filled with charge. Air is supplied with peripheral and radial jets into shaft not filled with charge at velocity 1.5-7 of velocity of gas motion in shaft in outlet cross sections of nozzles and at frequency of alternate air supply with peripheral jets and radial jets at 15-60 periods per minute. Hot gas is mixed with air in vortex; ratio of air consumption in the shaft not filled with charge is increased to 1.01-1.5, combustible components are after-burned, temperature is raised to 700-1200°C and hot gases are supplied into a heat-exchanging device or infiltrated through charge.
EFFECT: fuel saving, raised output and thermal efficiency of cupola.
4 cl, 1 ex

Description

Предлагаемый способ относится к металлургии и может быть применен в литейном производстве при плавке чугуна в газовых вагранках.The proposed method relates to metallurgy and can be used in foundry for smelting cast iron in gas cupolas.

Известен способ плавки чугуна в вагранке, включающий сжигание твердого топлива (кокса) в холостой колоше, нагрев и плавление металлической шихты горячими продуктами сгорания в шахте, отличающийся от известного способа плавки в обычных вагранках тем, что продукты сгорания отбираются (отсасываются) ниже порога загрузочного окна, подаются в отдельно стоящую камеру для дожигания газов, где смешиваются с вводимым через трубку воздухом, дожигаются, поступают в отдельно стоящий рекуператор, частично отдают теплоту проходящему по рекуператору воздуху, а затем через дымосос и трубу удаляются в атмосферу. Горячий воздух из рекуператора подается по трубопроводу в фурмы вагранки (Кузелев М.Я., Скворцов А.А., Смеляков Н.Н. Справочник рабочего-литейщика. Изд. второе, доп. и перераб. - М.-Свердловск: Машгиз, 1956, стр.376, фиг.140). Этот способ плавки в вагранке - сложный и малоэффективный. Ваграночная установка занимает много производственных площадей. Наблюдаются большие тепловые потери, в камере дожигания газов возможны взрывы, камера дожигания и рекуператор засоряются пылью, которую трудно удалять. Эффективность работы рекуператора снижается по мере засорения его проходов ваграночной пылью, в вагранку поступает воздух на сжигание кокса с температурой 315°С, что недостаточно для увеличения производительности вагранки и уменьшения расхода топлива на плавку. Эти же недостатки наблюдаются при известных способах плавки в вагранках закрытого типа конструкции Гипростанок (Справочник по чугунному литью. / Под ред. д-ра техн. наук Н.Г.Гиршовича. - 3-е изд. перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978, стр.163-170, рис.11.5, 11.6). Общие недостатки способов плавки в этих вагранках - недостаточная надежность устройств и процессов, возможность подсоса воздуха и образования взрывоопасной смеси в системе газоочистки из-за наличия в ней высокого разряжения, необходимость устанавливать резервные дымососы, обеспечивать повышенный контроль за герметичностью газового тракта и состоянием предохранительных клапанов. Ваграночный комплекс - сложный, ненадежный агрегат, термический кпд его низкий, для дожигания ваграночных газов требуется не только вдувать воздух, но и дополнительно подавать газообразное или жидкое топливо в камеру дожигания ваграночных газов.A known method of melting cast iron in a cupola, including burning solid fuel (coke) in a single drum, heating and melting a metal charge with hot combustion products in a mine, differs from the known method of melting in conventional cupolas in that the combustion products are selected (sucked) below the threshold of the loading window are fed into a stand-alone chamber for gas afterburning, where they are mixed with air introduced through the tube, burned, supplied to a stand-alone recuperator, partially give off heat to the recuperator air, and then through a smoke exhaust and a pipe are removed to the atmosphere. Hot air from the recuperator is piped to the cupola lances (Kuzelyov M.Ya., Skvortsov A.A., Smelyakov N.N. Handbook of a foundry worker. Second ed., Revised and revised. - M.-Sverdlovsk: Mashgiz, 1956, p. 376, Fig. 140). This method of melting in a cupola is complex and ineffective. Cupola installation takes up a lot of production space. Large heat losses are observed, explosions are possible in the gas afterburner, the afterburner and the recuperator are clogged with dust, which is difficult to remove. The efficiency of the recuperator decreases as its passages become clogged with cupola dust, air enters the cupola for burning coke with a temperature of 315 ° C, which is not enough to increase the cupola productivity and reduce fuel consumption for melting. The same disadvantages are observed with the known methods of melting in closed cupola furnaces of the Giprostanok design (Iron Casting Manual. / Ed. By Dr. N.G. Girshovich. - 3rd ed. Revised and supplemented - L. : Mechanical Engineering, Leningrad Branch, 1978, pp. 163-170, Fig. 11.5, 11.6). Common disadvantages of the melting methods in these cupolas are the insufficient reliability of devices and processes, the possibility of air suction and the formation of an explosive mixture in the gas cleaning system due to the presence of a high vacuum in it, the need to install backup smoke exhausters, and provide increased control over the tightness of the gas path and the state of the safety valves. The cupola complex is a complex, unreliable unit, its thermal efficiency is low, for afterburning cupola gases it is necessary not only to blow air, but also additionally supply gaseous or liquid fuel to the chamber afterburning cupola gases.

Известен способ плавки чугуна в коксогазовой вагранке, в которой отбор газов производится ниже загрузочного окна (Справочник литейщика. Чугунное литье. / Под общей редакцией д.т.н. проф.Н.Н.Рубцова. - М.: Машгиз, 1961, стр.326, рис.158). Этот способ - также неэффективный, дорогостоящий, термический кпд вагранки невысокий.A known method of smelting cast iron in a coke oven gas cupola, in which the selection of gases is carried out below the loading window (Handbook of a caster. Iron casting. / Under the general editorship of Prof. NN Rubtsov. - M .: Mashgiz, 1961, p. .326, fig. 158). This method is also ineffective, expensive, thermal efficiency of the cupola is low.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ плавки чугуна в газовой вагранке, включающий загрузку металлической шихты, флюса, подачу подогретого дутья, отличающийся тем, что дутье с температурой 450-550°С подают в течение 75-83% времени плавки, в оставшееся время снижают температуру дутья и плавку заканчивают при температуре дутья 150-200°С (Авторское свидетельство СССР №2092569 «Способ плавки чугуна в вагранке», авторы Грачев В.А., Куряев В.И., Горелов Н.А., Коданев В.Н., Кл. 6 С21С 1/08, Заявка №95109586/02. Приор. 07.06.95. Заявитель - Пензенский государственный технический университет. Бюл. №28, опубл. 10.10.97). При использовании этого способа воздух нагревают в отдельно стоящем воздухоподогревателе, расходуя дополнительно топливо. При большей температуре воздушного дутья (450-550°С) достигается более высокая температура жидкого металла, что позволяет получать тонкостенные отливки, а при меньшей температуре воздуха (150-200°С) получают толстостенные отливки.Closest to the technical nature of the claimed is a method of melting cast iron in a gas cupola, including loading a metal charge, flux, supply of heated blast, characterized in that the blast with a temperature of 450-550 ° C serves for 75-83% of the melting time, in the remaining time reduce the temperature of the blast and the melting is completed at a blast temperature of 150-200 ° C (USSR Author's Certificate No. 2092569 "Method for smelting cast iron in a cupola", authors Grachev VA, Kuryaev VI, Gorelov NA, Kodanev V .N., Cl. 6 C21C 1/08, Application No. 95109586/02. Prior. 07.06.95. Applicant - Penz nsky State Technical University. Bull. №28, publ. 10.10.97). When using this method, the air is heated in a freestanding heater, spending additional fuel. At a higher air blast temperature (450-550 ° C), a higher temperature of the liquid metal is achieved, which allows thin-walled castings to be obtained, and at a lower air temperature (150-200 ° C) thick-walled castings are obtained.

Недостатками этого способа являются расходование дополнительного топлива в отдельно стоящем воздухораспределителе, ваграночные газы не дожигают, теплоту отходящих из вагранки газов не используют, термический кпд вагранки невысокий, нельзя использовать большое количество стали в шихте, наблюдаются значительные потери металла при плавке в связи с окислением, трудно регулировать производительность вагранки и металлургический процесс плавки металла.The disadvantages of this method are the consumption of additional fuel in a freestanding air distributor, cupola gases are not burned up, the heat of the gases leaving the cupola is not used, the thermal efficiency of the cupola is not high, you cannot use a large amount of steel in the charge, there are significant metal losses during melting due to oxidation, it is difficult to regulate the cupola productivity and the metallurgical process of metal smelting.

Технический результат предлагаемого способа заключается в экономии топлива на процесс плавки, повышение производительности и термического кпд вагранки, возможность нагрева воздушного дутья и шихты путем использования теплоты дожигаемых ваграночных газов, в уменьшении потерь металла в связи с окислением, увеличением количества стали в шихте, температуры и жидкотекучести металла, снижении брака получаемых отливок.The technical result of the proposed method consists in saving fuel for the smelting process, increasing productivity and thermal efficiency of the cupola, the possibility of heating the air blast and charge by using the heat of the burned cupola gases, in reducing metal losses due to oxidation, increasing the amount of steel in the charge, temperature and fluidity metal, reducing the marriage of the obtained castings.

Указанный технический результат достигается тем, что предложенный способ плавки чугуна в газовой вагранке, включающий загрузку шихты в шахту, сжигание топлива, разогрев и плавление шихты продуктами сгорания топлива, отличается от известного тем, что сжигание топлива производят при коэффициенте расхода воздуха 0,7-0,9, заполняют шахту шихтой 0,5-0,8 объема шахты и в незаполненную шихтой шахту подают воздух периферийными и радиальными струями при скорости в выходных сечениях сопел 1,5-7 скорости движения газов в шахте и частоте смены подачи воздуха периферийными струями на подачу радиальными струями 15-60 периодов в минуту, создают вихревое перемешивание горячих газов с воздухом, повышают коэффициент расхода воздуха в незаполненной шихтой шахте до 1,01-1,5, дожигают горючие компоненты, повышают температуру газов до 700-1200°С и подают горячие газы в теплообменное устройство для нагрева воздуха или пропускают через шихту; способ отличается и тем, что горячие газы подают в рекуператор и нагревают воздух, который вводят в горелки вагранки для сжигания топлива; способ отличается и тем, что горячие газы пропускают через шихту до ее загрузки в шахту, нагревают шихту, а затем нагретую шихту загружают в шахту и плавят; способ отличается и тем, что горячие газы пропускают через шихту до ее загрузки в шахту, нагревают шихту, после чего горячие газы подают в рекуператор для нагрева воздуха.The specified technical result is achieved by the fact that the proposed method of smelting cast iron in a gas cupola, including loading the charge into the mine, burning fuel, heating and melting the mixture with fuel combustion products, differs from the known one in that the fuel is burned at an air flow rate of 0.7-0 , 9, fill the mine with a charge of 0.5–0.8 of the mine’s volume and supply air to the unfilled mine with peripheral and radial jets at a speed in the outlet sections of nozzles of 1.5–7 the gas velocity in the mine and the frequency of changing the air supply with peripheral jets to feed radial jets of 15-60 periods per minute, create vortex mixing of hot gases with air, increase the air flow coefficient in an unfilled charge shaft to 1.01-1.5, burn down combustible components, increase the temperature of gases to 700-1200 ° C and supply hot gases to a heat exchanger for heating air or pass through a charge; The method is also characterized in that the hot gases are supplied to the recuperator and the air is heated, which is introduced into the burners of the cupola for burning fuel; The method differs in that hot gases are passed through the charge before it is loaded into the mine, the charge is heated, and then the heated charge is loaded into the mine and melted; The method differs in that hot gases are passed through the charge before it is loaded into the mine, the charge is heated, after which the hot gases are supplied to the recuperator to heat the air.

Предложенный способ плавки чугуна рационально осуществлять в газовой вагранке с огнеупорной и углеродсодержащей холостой колошей. При переводе коксовой вагранки на газообразное топливо в шахту вагранки не загружают рабочие коксовые колоши, а загружают только металлические рабочие колоши и куски флюса (известняка). Высота рабочей части шахты коксовой вагранки равна от 5 до 6 диаметров шахты в свету. В этом случае в вагранку помещается 5-6 металлических и 5-6 коксовых рабочих колош. При переводе коксовой вагранки на газовое отопление и загрузке только рабочих металлических колош верхняя часть шахты остается незагруженной шихтой. Выявлено, что заполняется шихтой V 0,5-0,8 объема шахты V1, остается верхняя часть шахты, незаполненная шихтой, огнеупорная футеровка этой части шахты при работе газовой вагранки разогревается до температуры выше 600°С.The proposed method for smelting cast iron is rationally carried out in a gas cupola with refractory and carbon-containing blank spikes. When converting coke cupola to gaseous fuel, working coke ears are not loaded into the cupola shaft, but only metal working ears and pieces of flux (limestone) are loaded. The height of the working part of the coke cupola shaft is 5 to 6 shaft diameters in the light. In this case, 5-6 metal and 5-6 coke oven heads are placed in the cupola. When transferring coke cupola to gas heating and loading only working metal spikes, the upper part of the mine remains unloaded with the charge. It was revealed that the charge V 0.5-0.8 of the shaft volume V 1 is filled, the upper part of the shaft remains empty, the charge remains empty, the refractory lining of this part of the shaft during heating of the gas cupola is heated to a temperature above 600 ° C.

Для плавки в газовой вагранке шихты, содержащей более 20% стали, применения углеродсодержащей холостой колоши и подачи в газовые горелки воздуха с температурой выше 650°С можно выдерживать коэффициент расхода воздуха α1 0,7-0,9, в связи с чем окислительные свойства ваграночных газов резко снижаются, уменьшается угар и повышается жидкотекучесть металла. Но для достижения экономичности и экологической чистоты процесса надо дожигать ваграночные газы в незаполненной шихтой части шахты вагранки. И поскольку температура футеровки в этой части шахты достаточная (свыше 600°С) для воспламенения горючих составляющих ваграночных газов, то можно вводить только необходимое количество воздуха для дожигания газов без ввода дополнительного топлива.For smelting a mixture containing more than 20% steel in a gas cupola, using a carbon-containing blank spike and supplying air with a temperature above 650 ° C to gas burners, an air flow coefficient α 1 of 0.7-0.9 can be maintained, and therefore oxidizing properties cupola gases are sharply reduced, waste is reduced and the fluidity of the metal is increased. But to achieve profitability and environmental cleanliness of the process, it is necessary to burn cupola gases in the unfilled charge part of the cupola mine. And since the temperature of the lining in this part of the mine is sufficient (over 600 ° C) to ignite the combustible components of cupola gases, only the necessary amount of air can be introduced to re-burn the gases without introducing additional fuel.

Так как высота незаполненной шихтой шахты небольшая, то в незаполненную шихтой шахту надо подавать периферийными и радиальными струями воздух при скорости в выходных сечениях сопел W 1,5-7 скорости движения газов в шихте W1 и частоте смены периферийной подачи воздуха радиальными струями N 15-60 периодов в минуту, создавать вихревое перемешивание горячих газов с воздухом, повышать коэффициент расхода воздуха в незаполненной шихтой шахте до α2 1,01-1,5, дожигать горючие компоненты, повышать температуру газов Т до 700-1200°С и подавать горячие газы в теплообменное устройство.Since the height of the unfilled charge of the mine is small, it is necessary to supply air to the unfilled charge of the mine with peripheral and radial jets at a speed in the outlet sections of nozzles W 1,5-7 of the gas velocity in the charge W 1 and the frequency of change of peripheral air supply by radial jets N 15- 60 periods per minute, create a vortex mixing of hot gases with air, increase the air flow coefficient in an empty charge shaft to α 2 1.01-1.5, burn out combustible components, raise the temperature of gases Т to 700-1200 ° С and supply hot gases in those exchange device.

Горячие газы рационально подавать в рекуператор и нагревать воздух, который затем надо вводить в горелки вагранки для сжигания топлива. Горячие газы можно пропускать через шихту до ее загрузки в шахту, нагревать шихту, а затем нагретую шихту загружать в шахту и плавить. Можно горячие газы пропускать через шихту до ее загрузки в шахту, нагревать шихту, после чего горячие газы подавать в рекуператор для нагрева воздуха. Шихту надо подвешивать в перфорированных бадьях в зоне загрузочного окна вагранки, закрывать загрузочное окно дверью, нагревать шихту обтекающими и проходящими через отверстия бадьи горячими газами 5-15 минут, а затем после нагрева загружать шихту в шахту. После этого надо менять пустую бадью на заполненную шихтой и процесс нагрева шихты возобновлять. Рекуператор для нагрева воздуха рационально размещать над загрузочным окном вагранки (в трубе или вместо трубы вагранки).It is rational to feed hot gases into the recuperator and heat the air, which then must be introduced into the burners of the cupola for burning fuel. Hot gases can be passed through the charge before it is loaded into the shaft, the charge is heated, and then the heated charge is loaded into the shaft and melted. You can pass hot gases through the charge before it is loaded into the mine, heat the charge, after which hot gases are supplied to the recuperator to heat the air. The charge must be suspended in perforated tubs in the zone of the cupola loading window, close the loading window with a door, heat the mixture with hot gases flowing around and passing through the holes of the tub for 5-15 minutes, and then load the mixture into the shaft after heating. After this, it is necessary to change the empty tub to the filled charge and to resume the process of heating the charge. It is rational to place a recuperator for heating air above the cupola cup loading window (in a pipe or instead of a cupola cupola).

Техническим результатом предлагаемого способа являются экономия топлива на процесс плавки, повышение производительности и термического кпд вагранки, возможность нагрева воздушного дутья и шихты путем использования теплоты дожигаемых ваграночных газов, уменьшение потерь металла в связи с окислением, увеличение количества стали в шихте, повышение температуры и жидкотекучести металла, снижение брака получаемых отливок.The technical result of the proposed method is to save fuel on the melting process, increase productivity and thermal efficiency of the cupola, the possibility of heating the air blast and charge by using the heat of the burned cupola gases, reduce metal loss due to oxidation, increase the amount of steel in the charge, increase the temperature and fluidity of the metal , decrease in marriage of the received castings.

Технический результат способа достигается при 0,5·V1≤V≤0,8·V1; 0,7≤α1≤0,9; l,5·W1≤W≤7·W1; 15≤N≤60; 1,01≤α2≤1,5; 700≤Т≤1200°С.The technical result of the method is achieved at 0.5 · V 1 ≤V≤0.8 · V 1 ; 0.7 α α 1 0 0.9; l, 5 · W 1 ≤W≤7 · W 1 ; 15≤N≤60; 1.01 α α 2 1 1.5; 700≤T≤1200 ° C.

При V<0,5·V1 и при V>0,8·V1 нарушается температурный режим дожигания ваграночных газов.At V <0.5 · V 1 and at V> 0.8 · V 1, the temperature regime of afterburning of cupola gases is violated.

Если α1<0,7, то резко снижается температура ваграночных газов и не происходит дожигание горючих компонентов, а если α1>0,9, то недостаточно содержание горючих компонентов для дожигания и повышения температуры газов свыше 700°С. При W<1,5·W1 струи воздуха создают недостаточную турбулентность газов, а при W>7·W1 воздушные потоки проскакивают через отходящие ваграночные газы, в связи с чем нарушается процесс горения. При N<15 и N>60 происходят нарушения требуемой турбулентности для поджигания и горения газов. При α2<1,01 наблюдается недожог газов, а при α2>1,5 резко снижается температура газов. Если Т<700°С, то эффективность полезного использования теплоты газов невысокая, а если Т>1200°С, то резко повышаются окислительные свойства газов. Наилучшие результаты достигаются при указанных выше пределах.If α 1 <0.7, then the temperature of cupola gases decreases sharply and there is no afterburning of combustible components, and if α 1 > 0.9, then the content of combustible components is insufficient for afterburning and raising the temperature of gases above 700 ° C. At W <1.5 · W 1, the air jets create insufficient gas turbulence, and at W> 7 · W 1, air streams slip through the waste cupola gases, and therefore the combustion process is disturbed. At N <15 and N> 60, violations of the required turbulence for ignition and combustion of gases occur. At α 2 <1.01, gas underburning is observed, and at α 2 > 1.5, the gas temperature sharply decreases. If T <700 ° C, then the efficiency of the beneficial use of the heat of gases is low, and if T> 1200 ° C, the oxidizing properties of gases sharply increase. Best results are achieved with the above limits.

ПримерExample

Плавили чугунную и стальную шихту в газовой вагранке производительностью 6 тонн жидкого металла в час. Производили розжиг газовых горелок, нагрев футеровки, загрузку материалов холостой огнеупорной колоши (20% боя шамотных кирпичей, 20% боя высокоглиноземистых огнеупоров, 60% боя графитовых электродов). После разогрева холостой огнеупорной колоши до 1600-1650°С регулировали расход природного газа и воздуха так, чтобы достигался коэффициент расхода воздуха 0,7≤α1≤0,9. Затем загружали металлическую шихту (20% стального лома и 80% чугунного лома) и куски известняка (0,5-1% от веса металлозавалки). Заполняли шихтой 0,5-0,8 объема шахты и начинали плавку. В незаполненную шихтой шахту подавали периферийными и радиальными струями воздух при скорости в выходных сечениях сопел 1,5-7 скорости движения газов в шахте и частоте смены периферийной подачи воздуха радиальными струями 15-60 периодов в минуту, создавали вихревое перемешивание горячих газов с воздухом, повышали коэффициент расхода воздуха в незаполненной шихтой шахте до 1,01-1,5, дожигали горючие компоненты, повышали температуру газов до 700-1200°С и подавали горячие газы в теплообменное устройство. Теплотой горячих газов нагревали в рекуператоре воздух до температуры 650°С и выше (до 750°С). Горячий газ вводили в горелки для сжигания топлива. Горячие газы после дожигания пропускали через шихту до ее загрузки в шахту, нагревали шихту, а затем нагретую шихту загружали в шахту и плавили. Шихту нагревали в перфорированных бадьях, которые подвешивали в зоне загрузочного окна вагранки. Шихту нагревали 5-15 минут до температуры 500-600°С. В газовой вагранке плавили чугун, который использовали для производства сложных и ответственных компрессорных отливок. Качество получаемых отливок было высокое.Smelted iron and steel charge in a gas cupola with a capacity of 6 tons of molten metal per hour. They made the ignition of gas burners, heated the lining, loaded the materials of the idle refractory heads (20% battle of fireclay bricks, 20% battle of high-alumina refractories, 60% battle of graphite electrodes). After heating the idle refractory ears to 1600-1650 ° C, the flow rate of natural gas and air was controlled so that an air flow coefficient of 0.7≤α 1 ≤0.9 was achieved. Then loaded a metal charge (20% steel scrap and 80% cast iron scrap) and pieces of limestone (0.5-1% of the weight of metal filling). Filled with a charge of 0.5-0.8 volume of the mine and began melting. Air was fed into the empty shaft with peripheral and radial jets at a speed in the exit sections of the nozzles of 1.5-7 gas velocities in the shaft and the frequency of the peripheral air change with radial jets of 15-60 periods per minute, created a vortex mixing of hot gases with air, increased the coefficient of air flow in the unfilled charge mine to 1.01-1.5, burned up combustible components, increased the temperature of the gases to 700-1200 ° C and supplied hot gases to the heat exchanger. The heat of the hot gases was used to heat the air in the heat exchanger to a temperature of 650 ° C and above (up to 750 ° C). Hot gas was introduced into the burners to burn fuel. After burning, hot gases were passed through the charge until it was loaded into the mine, the charge was heated, and then the heated charge was loaded into the mine and melted. The mixture was heated in perforated tubs, which were suspended in the area of the boot window of the cupola. The mixture was heated for 5-15 minutes to a temperature of 500-600 ° C. Cast iron was smelted in a gas cupola, which was used for the production of complex and critical compressor castings. The quality of the castings was high.

Установлено, что при использовании предложенного способа по сравнению с известными достигается экономия топлива на 5-15% (на процесс плавки), увеличение производительности на 10-20% и термического кпд вагранки в 1,1-1,4 раза, нагрев воздушного дутья до 650°С и выше, экологическая чистота конечного процесса, уменьшение потерь металла в связи с окислением в 1,5-2 раза, увеличение количества дешевой стали в шихте свыше 20%, повышение температуры металла на 30-50 градусов и жидкотекучести в 1,3-2 раза, снижение брака получаемых отливок на 2-4%.It is established that when using the proposed method, compared with the known ones, fuel savings of 5-15% are achieved (for the smelting process), an increase in productivity by 10-20% and thermal efficiency of the cupola furnace by 1.1-1.4 times, heating of air blast to 650 ° С and higher, ecological purity of the final process, reduction of metal losses due to oxidation by 1.5-2 times, increase in the amount of cheap steel in the charge over 20%, increase in metal temperature by 30-50 degrees and fluidity by 1.3 -2 times, decrease in rejects of obtained castings by 2-4%.

Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Варианты осуществления предлагаемого способа обеспечивают достижение разнообразных требований к изделиям, предназначенным для машиностроения, строительства. Этот способ можно использовать для получения полупродукта - жидкого материала для передела в сталь. Его можно применять для нагрева и плавки минеральных материалов для получения каменного литья, шлаковаты.The proposed method provides a technical effect and can be carried out using means known in the art. The implementation options of the proposed method achieve various requirements for products intended for mechanical engineering, construction. This method can be used to obtain an intermediate product - a liquid material for conversion to steel. It can be used for heating and smelting mineral materials to obtain stone casting, slag.

Claims (4)

1. Способ плавки чугуна в газовой вагранке, включающий загрузку шихты в шахту, сжигание топлива, разогрев и плавление шихты продуктами сгорания топлива, отличающийся тем, что сжигание топлива производят при коэффициенте расхода воздуха 0,7-0,9, заполняют шахту шихтой 0,5-0,8 объема шахты и в незаполненную шихтой шахту подают воздух периферийными и радиальными струями при скорости в выходных сечениях сопел 1,5-7 скорости движения газов в шахте и частоте смены подачи воздуха периферийными струями на подачу радиальными струями 15-60 периодов в минуту, создают вихревое перемешивание горячих газов с воздухом, повышают коэффициент расхода воздуха в незаполненной шихтой шахте до 1,01-1,5, дожигают горючие компоненты, повышают температуру газов до 700-1200°С и подают горячие газы в теплообменное устройство для нагрева воздуха или пропускают их через шихту.1. A method of melting cast iron in a gas cupola, including loading the charge into the mine, burning fuel, heating and melting the mixture with fuel combustion products, characterized in that the fuel is burned at an air flow rate of 0.7-0.9, the shaft is filled with a charge of 0, 5–0.8 of the shaft’s volume and into the empty shaft the mine is supplied with air by peripheral and radial jets at a speed in the exit sections of nozzles of 1.5–7 the gas velocity in the mine and the frequency of change of air supply by peripheral jets to radial jets for 15-60 periods in a minute create vortex mixing of hot gases with air, increase the coefficient of air flow in an unfilled charge mine to 1.01-1.5, burn combustible components, raise the temperature of gases to 700-1200 ° C and supply hot gases to a heat exchanger for heating air or pass them through the charge. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что горячие газы подают в рекуператор и нагревают воздух, который вводят в горелки вагранки для сжигания топлива.2. The method according to claim 1, characterized in that the hot gases are supplied to the recuperator and the air is heated, which is introduced into the burners of the cupola for burning fuel. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что горячие газы пропускают через шихту до ее загрузки в шахту, нагревают шихту, а затем нагретую шихту загружают в шахту и плавят.3. The method according to claim 1, characterized in that the hot gases are passed through the charge before it is loaded into the mine, the charge is heated, and then the heated charge is loaded into the mine and melted. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что горячие газы пропускают через шихту до ее загрузки в шахту, нагревают шихту, после чего горячие газы подают в рекуператор для нагрева воздуха. 4. The method according to claim 1, characterized in that the hot gases are passed through the charge before it is loaded into the mine, the charge is heated, after which the hot gases are fed to a recuperator for heating the air.
RU2009120789/02A 2009-06-01 2009-06-01 Procedure for melting iron in cupola RU2412413C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009120789/02A RU2412413C1 (en) 2009-06-01 2009-06-01 Procedure for melting iron in cupola

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009120789/02A RU2412413C1 (en) 2009-06-01 2009-06-01 Procedure for melting iron in cupola

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009120789A RU2009120789A (en) 2010-12-10
RU2412413C1 true RU2412413C1 (en) 2011-02-20

Family

ID=46306066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009120789/02A RU2412413C1 (en) 2009-06-01 2009-06-01 Procedure for melting iron in cupola

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2412413C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009120789A (en) 2010-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101189349B (en) Cold start-up method for a direct smelting process
CN103451344B (en) CEO compound smelting reduction ironmaking plant and technology
CN102305534B (en) Quick vehicle-type reacting furnace
CN108866270A (en) A kind of steelmaking equipment
CN102409124A (en) Continued ironmaking device based on melting reduction
US3958919A (en) Method at melting in a shaft furnace
CN209227012U (en) A kind of steel-smelting device of continuously pre-heating steel scrap
JP6369910B2 (en) Starting the smelting process
CN110388830A (en) Scrap preheater, arc-melting equipment and pre-heating mean
CN208472142U (en) A kind of steelmaking equipment
RU2498949C2 (en) Method of making mineral cotton
CN101440417A (en) Tube furnace-high furnace duplex coal-based smelting reduction ironmaking method
CN108060283A (en) A kind of blast furnace
RU2412413C1 (en) Procedure for melting iron in cupola
CN202836150U (en) Deep cupola well rock wool cupola furnace
US9617610B2 (en) Cokeless reverberatory furnace for melting iron with separate hearth and melting chamber
CN213772102U (en) Device for treating slag adhering to flange brick produced by rotary hearth furnace
CN115418433B (en) High-temperature furnace drying method for opening new converter
RU2548871C2 (en) Method for direct production of metals from materials containing iron oxides (versions) and device for implementing it
CN207159251U (en) A kind of vessel slag processing unit
CN201694956U (en) Novel gas-burning shaft kiln
JP3615673B2 (en) Blast furnace operation method
CN206269585U (en) A kind of high temperature oxygen deprivation multicell heat accumulation casting furnace
RU2163641C1 (en) Method of blowing-in blast furnace
RU2334925C1 (en) Shaft melting furnace

Legal Events

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

Effective date: 20110602