RU2761189C1 - Способ электроплавки стали из железорудного металлизованного сырья и дуговая печь для его осуществления - Google Patents
Способ электроплавки стали из железорудного металлизованного сырья и дуговая печь для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761189C1 RU2761189C1 RU2020138914A RU2020138914A RU2761189C1 RU 2761189 C1 RU2761189 C1 RU 2761189C1 RU 2020138914 A RU2020138914 A RU 2020138914A RU 2020138914 A RU2020138914 A RU 2020138914A RU 2761189 C1 RU2761189 C1 RU 2761189C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metallized
- furnace
- holes
- pipe
- steel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/18—Arrangements of devices for charging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
-
- 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]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при выплавке стали из железорудного металлизованного сырья (ЖМС) в дуговой печи. Способ включает непрерывную подачу ЖМС в ванну печи двумя потоками: через полые электроды и через конус с трубой и горелкой, причем один поток ЖМС включает металлизованные окатыши (МО), а другой - металлизованные брикеты и сыпучие материалы. Газовая горелка в трубе с конусом создает топливный факел за счет сжигания природного газа кислородом на выходе из трубы. Изобретение позволяет улучшить эффективность работы дуговой печи за счет повышения производительности агрегата и снижения расхода электроэнергии при выплавке стали из ЖМС. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, а конкретно к электросталеплавильному производству, к электроплавке стали из железорудного металлизованного сырья (ЖМС) в дуговой печи.
Известен способ электроплавки стали из железорудных металлизованных окатышей в дуговой сталеплавильной печи (RU 2567424 С1, опублик. 10.11.2015 г.), позволяющий использовать ЖМС в виде потока метализованных окатышей в ванне дуговой печи при повышенных электротехнических показателях работы печи.
Недостатком указанных способа и устройства является то, что предложенная технология не позволяет осуществлять раздельную загрузку ЖМС в дуговую печь.
Наиболее близким к предлагаемым способу и устройству является изобретение (RU 2567426 С1, опублик. 10.11. 2015 г), в котором обеспечивается загрузка металлизованных окатышей через полые электроды в высокотемпературные зоны ванны печи.
Недостатком указанных способа и устройства является то, что в них не обеспечивается высокая производительность ДСП. Кроме того, в этих условиях электроплавки стали не учитываются разнообразие условий плавки ЖМС и ухудшаются условия для роста теплотехнических показателей процесса и получения высоких показателей качества и производства.
Техническим результатом изобретения является улучшение эффективности работы дуговой печи за счет повышения производительности агрегата и снижения расхода электроэнергии при электроплавке стали из ЖМС.
Технический результат в первом объекте изобретения достигается следующим образом.
Способ электроплавки стали из железорудного металлизованного сырья (ЖМС), содержащего металлизованные окатыши, металлизованные брикеты и сыпучие материалы, включает подачу ЖМС в ванну печи через свод и проведение электроплавки стали с одновременным введением газа через горелку. Отличие способа заключается в том, что осуществляют подачу в ванну печи металлизованных окатышей одним потоком, а металлизованных брикетов и сыпучих материалов другим потоком, при этом осуществляют дополнительный подогрев брикетов в ванне теплом от сжигания газа в горелке.
Кроме того осуществляют дополнительный подогрев ЖМС в ванне печи с помощью тепла, образующегося от дожигания горючих газов кислородом при избытке этого кислорода в газовой горелке.
Кроме того, ход плавки осуществляют при соблюдении условия Qм=Vпл, кг/с, где:
Qм, кг/с - скорость подачи ЖМС в печь;
Vпл, кг/с - скорость плавления ЖМС.
Технический результат во втором объекте изобретения достигается следующим образом.
Дуговая печь для электроплавки стали из железорудного металлизованного сырья, содержащего металлизованные окатыши, металлизованные брикеты и сыпучие материалы, включает водоохлаждаемый свод с четырьмя отверстиями по его центру, систему подачи потока металлизованных окатышей в печь в виде полых электродов, размещенных в трех отверстиях свода, систему подачи потока металлизованных брикетов и сыпучих материалов в печь в виде конуса с трубой, которая размещена в четвертом отверстии свода и снабжена газовой горелкой. Газовая горелка выполнена в виде полой трубы с наконечником в форме сопла Лаваля, Дуговая печь включает также систему управления процессами электроплавки стали на основе ЭВМ.
Кроме того конус с трубой снабжен механизмом удержания и перемещения по вертикали.
Также труба с газовой горелкой по всей боковой поверхности имеет отверстия или щели, причем Sотв≤Sпов⋅0,75, где:
Sотв - суммарная площадь всех отверстий или щелей, м2,
Sпов - суммарная площадь боковой поверхности трубы без отверстий или щелей, м2.
Способ поясняется чертежами, где фиг. 1 - схема конструкции дуговой печи для электроплавки стали из ЖМС, фиг. 2 - схема конструкции водоохлаждаемого свода с отверстиями для прохода полых электродов и конуса трубы с горелкой и фиг. 3 - схема конструкции направляющей трубы с конусом и газовой горелкой.
На фиг. 1-3 показаны: полая труба 1, исполнительный механизм 2 загрузки потоков ЖМС, электрические дуги 3, прибор 4 регистрации расхода кислорода и газа, свод 5 печи с отверстиями 6 в водоохлаждаемой части 8 свода печи, расплав 7 металла и шлака, высокотемпературная зона 9 печи, система полых электродов 10, ванна 11 печи, система 12 контроля температуры металла, датчик 13 расхода МО и МБ, датчик 14 потребляемой мощности печи, устройство 15 подачи МО, конвейер 16, бункер 17, конус 18 с трубой 1, механизм 19 вертикального перемещения трубы 1, горелка 20, запальник 21, сопло Лаваля 22, топливный факел 23, металлизованные брикеты 24, блок 25 управления компьютерной системы, отверстия или щели 26 в трубе 1, патрубки 27 и 28.
Предложенный способ электроплавки стали из железорудного металлизованного сырья (ЖМС) осуществляется в предложенной дуговой печи следующим способом.
В межплавочный период сигналы системы 13 контроля расхода ЖМС, состоящего из лома, окатышей, брикетов и других материалов, поступают в блок 25 управления компьютерной системы (управляющая ЭВМ), где они запоминаются. В процессе непрерывной загрузки ЖМС из бункера 17 по конвейерам 16 поступает в изолированное устройство 15 подачи МО и в конус 1 с трубой 18. Таким образом осуществляют загрузку ЖМС в печь через свод 5 с четырьмя отверстиями 6 в водоохлаждаемой части 8 свода двумя раздельными потоками, т.е. металлизованные окатыши (МО) через систему трех полых электродов 10, размещенных в трех отверстиях свода, а металлизованные брикеты (МБ) 24 и другие сыпучие материалы через полый конус 1 и трубу 18, размещенные в четвертом отверстии свода. На трубе 18 закреплена горелка 20 с запальником 21 и соплом Лаваля 22 на ее конце.
При плавлении МО и МБ в печи сигналы с датчика потребляемой активной мощности 14 и прибора 4 регистрации расхода кислорода и газа поступают в блок 25 управления компьютерной системы. В зависимости от величины активной мощности блок 25 управления выбирает начальную скорость загрузки потоков ЖМС и выдает сигнал в исполнительный механизм 2 загрузки.
При этом теплоэнергетическое состояние шлако-металлической ванны 11 печи контролируется системой контроля температуры металла 12 и осуществляется коррекция скорости загрузки МО и МБ блоком 25 управления путем изменения задания исполнительному механизму 2 загрузки. Сигналы с датчика 14 потребляемой мощности и с датчика 13 расхода МО и МБ поступают в блок 25 управления.
Датчиками 14 тока и напряжения оцениваются электрический режим и параметры электрических дуг 3 в системе полые электроды 10 и жидкий металл под шлаком в расплаве 7. Электрические дуги 3, образующиеся на торцах электродов 10, и факел 23 от горелки 20 в трубе 1 воздействуют на шлак и металл в расплаве 7, где МО нагреваются и плавятся в высокотемпературной зоне 9 при высоких скоростях.
Полая труба 1 и горелка 20 предназначены для организации сжигания природного газа в потоке кислорода, которые поступают из патрубков 27 и 28 и образуют высокотемпературный топливный факел 23, необходимый для нагрева потока окатышей и брикетов, попадающих в ванну 11 печи. Запальник 21 выполнен в виде электрической спирали, подключен к электрической сети и предназначен для зажигания природного газа, который смешивается с кислородом на выходе из трубы 1. В дуговой печи над сводом 5 установлен механизм 19, позволяющий перемещать трубу 1 с горелкой 20 вверх и вниз по вертикали.
Труба 1 по всей своей боковой поверхности имеет отверстия или щели 26, причем Sотв≤Sпов⋅0,75, где:
Sотв - суммарная площадь всех отверстий или щелей, м2,
Sпов - суммарная площадь боковой поверхности трубы без отверстий или щелей, м2. Щели или отверстия 26 в трубе 1 предназначены для снижения веса этой трубы и не препятствуют перемещению брикетов 24 по трубе 1 к ванне.
Программный блок 25 ЭВМ осуществляет расчеты параметров плавления ЖМС, а расчетная загрузка МО или МБ передается в блок 25 управления, фиксируется, сравнивается и корректируется по скоростям загрузки сырья. При подаче потока 24 МБ через конус 1 с трубой 18 используется тепло дополнительно от факела 23 сжигания природного газа в горелке 20, что интенсифицирует скорость плавлении МБ в ванне.
Технология раздельной подачи ЖМС в ванну дуговой печи создает новые условия для электроплавки стали. Интенсификация нагрева и плавления потоков ЖМС повышает производительность агрегата и снижает расход электроэнергии при электроплавке стали из ЖМС.
Обработка опытных данных при анализе эффективности работы ДСП-150 с применением ЖМС (см. Таблицу) свидетельствует о том, что при использовании нового метода загрузки ЖМС в ванну ДСП и соблюдении всех параметров рекомендуемого режима плавки, удельный расход электроэнергии снижается от 3 до 5%, производительность печи возрастает до 10%, cos ϕ возрастает примерно на 10%, время плавки под током уменьшается на 10-14%, а выход годной жидкой стали увеличивается на 1,2%.
Claims (11)
1. Способ электроплавки стали из железорудного металлизованного сырья, содержащего металлизованные окатыши, металлизованные брикеты и сыпучие материалы, включающий подачу железорудного металлизованного сырья в ванну печи через свод и проведение выплавки стали с одновременным введением газа через горелку, отличающийся тем, что осуществляют подачу в ванну печи металлизованных окатышей одним потоком через систему в виде полых электродов, размещенных в трех отверстиях свода, а металлизованных брикетов и сыпучих материалов другим потоком через систему в виде конуса с трубой, которая размещена в четвертом отверстии свода и снабжена газовой горелкой, при этом осуществляют дополнительный подогрев металлизованных брикетов в ванне печи теплом от сжигания газа в горелке.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют дополнительный подогрев железорудного металлизованного сырья в ванне печи с помощью тепла, образующегося от дожигания горючих газов кислородом при избытке этого кислорода в газовой горелке.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ход плавки осуществляют при соблюдении условия Qм=Vпл, кг/с, где
Qм - скорость подачи железорудного металлизованного сырья в печь, кг/с,
Vпл - скорость плавления железорудного металлизованного сырья , кг/с.
4. Дуговая печь для электроплавки стали из железорудного металлизованного сырья, содержащего металлизованные окатыши, металлизованные брикеты и сыпучие материалы, содержащая водоохлаждаемый свод с четырьмя отверстиями по его центру, систему подачи потока металлизованных окатышей в печь в виде полых электродов, размещенных в трех отверстиях свода, систему подачи потока металлизованных брикетов и сыпучих материалов в печь в виде конуса с трубой, которая размещена в четвертом отверстии свода и снабжена газовой горелкой, которая выполнена в виде полой трубы с наконечником в форме сопла Лаваля, и систему управления процессами электроплавки стали на основе ЭВМ.
5. Дуговая печь по п. 4, в которой полая труба горелки размещена внутри трубы и имеет запальник с электропроводкой, а также два патрубка подачи в полую трубу горелки природного газа и кислорода.
6. Дуговая печь по п. 4, в которой конус с трубой снабжен механизмом перемещения по вертикали.
7. Дуговая печь по п. 5, в которой труба с газовой горелкой по всей боковой поверхности имеет отверстия или щели, причем Sотв≤Sпов⋅0,75, где
Sотв - суммарная площадь всех отверстий или щелей, м2,
Sпов - суммарная площадь боковой поверхности трубы без отверстий или щелей, м2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020138914A RU2761189C1 (ru) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | Способ электроплавки стали из железорудного металлизованного сырья и дуговая печь для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020138914A RU2761189C1 (ru) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | Способ электроплавки стали из железорудного металлизованного сырья и дуговая печь для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2761189C1 true RU2761189C1 (ru) | 2021-12-06 |
Family
ID=79174220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020138914A RU2761189C1 (ru) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | Способ электроплавки стали из железорудного металлизованного сырья и дуговая печь для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2761189C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3621323A1 (de) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Asea Ab | Verfahren zur herstellung von stahl in einem lichtbogenofen |
US4852120A (en) * | 1988-11-08 | 1989-07-25 | Nikko Industry Co., Ltd. | Cooling apparatus for electric arc furnace electrodes |
RU2374582C2 (ru) * | 2005-09-07 | 2009-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Дуговая печь для выплавки стали с использованием металлизованных окатышей |
RU2487172C1 (ru) * | 2011-11-02 | 2013-07-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь (варианты) |
RU2567426C1 (ru) * | 2014-04-11 | 2015-11-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Дуговая печь для электроплавки стали |
-
2020
- 2020-11-27 RU RU2020138914A patent/RU2761189C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3621323A1 (de) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Asea Ab | Verfahren zur herstellung von stahl in einem lichtbogenofen |
US4852120A (en) * | 1988-11-08 | 1989-07-25 | Nikko Industry Co., Ltd. | Cooling apparatus for electric arc furnace electrodes |
RU2374582C2 (ru) * | 2005-09-07 | 2009-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Дуговая печь для выплавки стали с использованием металлизованных окатышей |
RU2487172C1 (ru) * | 2011-11-02 | 2013-07-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь (варианты) |
RU2567426C1 (ru) * | 2014-04-11 | 2015-11-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Дуговая печь для электроплавки стали |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR930007137B1 (ko) | 연속적인 제강방법 및 장치 | |
EP0723129B1 (en) | Melting method for an electric arc furnace with alternative sources of energy and relative electric arc furnace | |
US4543124A (en) | Apparatus for continuous steelmaking | |
US5454852A (en) | Converter for the production of steel | |
US4609400A (en) | Method and apparatus for preheating charge materials for continuous steelmaking | |
JP2010265485A (ja) | アーク炉の操業方法 | |
JPS6232246B2 (ru) | ||
CZ291900B6 (cs) | Zařízení a způsob výroby tekutého železa vícezonálním způsobem tavení | |
US4753677A (en) | Process and apparatus for producing steel from scrap | |
US3194650A (en) | Metallurgical melting and refining process | |
RU2137068C1 (ru) | Способ плавления металлических шихтовых материалов в шахтной печи | |
RU2761189C1 (ru) | Способ электроплавки стали из железорудного металлизованного сырья и дуговая печь для его осуществления | |
RU2003111163A (ru) | Способ и устройство для прямой плавки | |
RU2487172C1 (ru) | Способ загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь (варианты) | |
RU2487306C1 (ru) | Устройство для загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь | |
US3865579A (en) | Method and apparatus for the production of steel | |
SE434408B (sv) | Anordning for reduktion av metalloxid | |
RU2649476C2 (ru) | Способ выплавки стали в агрегате печь-ковш | |
RU2356946C2 (ru) | Устройство для продувки газом | |
ZA200600897B (en) | Method of charging fine-grained metals into an electric-arc furnace | |
EP4273275A1 (en) | Method for producing molten iron using electric furnace provided with video device | |
CN212375301U (zh) | 一种粉矿飞行熔融还原炼钢炉 | |
RU2318876C1 (ru) | Устройство для прямого восстановления металлов | |
SU1740469A1 (ru) | Способ получени чугуна | |
JPH09165613A (ja) | スクラップの溶解方法 |