RU2787016C2

RU2787016C2 - Melting unit for steel production

Info

Publication number: RU2787016C2
Application number: RU2020128146A
Authority: RU
Inventors: Петер СТАРКЕ; Андреас Шюринг; Томас ХЕНКЕЛЬ; Ганс-Юрген ОДЕНТАЛЬ
Original assignee: Смс Груп Гмбх
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2022-12-28

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: melting unit is designed for an operating mode without melting current or for an operating mode with melting current, wherein the operating mode of the melting unit can be changed by means of replacement of a furnace vault. In this case, a conical furnace vault for the operating mode without melting current contains at least one hole made with the possibility of input of at least one upper lance for injection of technological gas, and a vault for the operating mode with melting current contains at least one hole made with the possibility of input of at least one graphite electrode to an upper part of the furnace. The furnace vault for the operating mode with melting current is made with the possibility of being replaced, so that at least one graphite electrode can be introduced into a hearth part.

EFFECT: invention allows for recycling of source materials in a solid and/or liquid aggregate state and reduction in the duration of melting, taking into account different amount of steel, when using different source materials, with simultaneous reduction in carbon dioxide emissions.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к усовершенствованной плавильной установке для производства стали, имеющей подовую часть и кольцеобразную, водоохлаждаемую, цилиндрическую верхнюю часть печи с огнеупорной футеровкой, и на которую может быть насажен сходящийся кверху конический колпак с отверстиями для отвода отработанных газов.The invention relates to an improved melting plant for steel production, having a hearth and an annular, water-cooled, cylindrical upper part of the furnace with a refractory lining, and on which a conical hood converging upwards with holes for exhaust gases can be mounted.

Производители стали, использующие технологический маршрут "доменная печь - кислородный конвертер", сталкиваются со все более строгими требованиями к производству стали с низким уровнем выбросов. Были предприняты попытки отреагировать на повышенные экологические требования посредством очистки отработанных газов и тщательного выбора первичных исходных материалов. Кроме того, потребность в первичных исходных материалах постоянно уменьшается, так что специализированные технологические маршруты с конверторами частично не загружены, что в свою очередь негативно влияет на издержки производства.Steelmakers using the blast furnace - BOF process route face increasingly stringent requirements for producing low-emission steel. Attempts have been made to respond to increased environmental demands through exhaust gas cleaning and careful selection of virgin raw materials. In addition, the need for primary raw materials is constantly decreasing, so that specialized process routes with converters are partially unloaded, which in turn negatively affects production costs.

Металлолом - это оборотный материал, который может снова и снова использоваться для производства стали. Цены на металлолом подвержены сильным колебаниям. При этом помимо химической чистоты и степени подготовки решающее значение для соответствующей цены имеет локальная доступность.Scrap metal is a recyclable material that can be used again and again to make steel. Scrap metal prices are subject to strong fluctuations. In addition to chemical purity and degree of preparation, local availability is decisive for the appropriate price.

Производство стали (конвертерной стали и электростали) является причиной 7%-го антропогенного загрязнения воздуха во всем мире. Если также учесть добычу и перевозку руды, то можно исходить из того, что указанный показатель составляет 10%.Steel production (BOF steel and electric steel) is responsible for 7% of anthropogenic air pollution worldwide. If we also take into account the extraction and transportation of ore, then we can assume that this figure is 10%.

В промышленно развитых странах сертификаты на выбросы CO₂ постоянно дорожают. Однако требования к выбросам сильно ужесточаются даже в новых индустриальных и развивающихся странах. От производителей стали требуют резкого сокращения выбросов СО₂.In industrialized countries, CO ₂ emission certificates are constantly becoming more expensive. However, emission requirements are becoming increasingly stringent even in newly industrialized and developing countries. Steel producers are required to drastically reduce their CO ₂ emissions.

В среднесрочной перспективе необходимо сократить как добычу руды, так и выплавку металла из железной руды. В будущем большая часть производства стали должна осуществляться путем повторного использования (electron arc furnace, EAF - электродуговая печь, ЭДП). По сравнению с кислородным конвертером выбросы в случае ЭДП меньше приблизительно на 75%.In the medium term, it is necessary to reduce both the extraction of ore and the smelting of metal from iron ore. In the future, most steel production should be carried out by recycling (electron arc furnace, EAF - electric arc furnace, EAF). Compared to a BOF, the EAF emissions are approximately 75% lower.

В долгосрочной перспективе добыча железной руды и производство чугуна будут сокращены, а доля повторного использования в производстве стали будет увеличиваться. Кроме того, на повестке дня производителей железа стоит замена углеродных носителей менее вредными для окружающей среды восстановителями.In the long term, iron ore mining and pig iron production will be reduced, while the share of reuse in steel production will increase. In addition, the replacement of carbon carriers with less environmentally harmful reducing agents is on the agenda of iron manufacturers.

Из WO 2017/000935 А1 известна система для переоснащения электродуговой печи, позволяющая из электродуговой печи сделать кислородный конвертор. Хотя указанные системы для переоснащения известны, они имеют недостаток, заключающийся в том, что в этом случае они ограничены жидкими исходными материалами, поскольку печь, переоснащенная таким образом, эксплуатируется в качестве конвертера, а переоснащение требует больших затрат и времени.From WO 2017/000935 A1 a system is known for retrofitting an electric arc furnace, which makes it possible to convert an electric arc furnace into an oxygen converter. Although these conversion systems are known, they have the disadvantage that in this case they are limited to liquid raw materials, since a furnace converted in this way is operated as a converter, and conversion is costly and time consuming.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить плавильную установку, предоставляющую возможность гибкой переработки самых различных исходных материалов, в том числе в твердом и/или жидком агрегатном состоянии, и уменьшить продолжительность плавки от выпуска до выпуска с учетом различного качества стали при использовании различных исходных материалов с одновременным уменьшением выбросов СО₂.The object of the present invention is to provide a melting plant that allows flexible processing of a wide variety of raw materials, including in solid and/or liquid state of aggregation, and to reduce the melting time from tap to tap, taking into account the different quality of steel when using different initial materials while reducing CO ₂ emissions.

Указанная задача решается благодаря признакам, указанным в п. 1This problem is solved thanks to the features specified in paragraph 1

формулы изобретения, в частности благодаря тому, что плавильная установка рассчитана как на режим работы без тока плавления (т.е. без подвода электрической энергии), так и на режим работы с током плавления, причем режим работы плавильной установки может быть изменен посредством замены свода печи, при этом конический свод печи для режима работы без тока плавления содержит по меньшей мере одно отверстие, через которое может быть введено по меньшей мере одно верхнее копье для вдувания технологического газа в верхнюю часть печи, а конический свод печи для режима работы с током плавления содержит по меньшей мере одно отверстие, через которое в верхнюю часть печи может быть введен по меньшей мере один графитовый электрод, причем в цилиндрической верхней части печи по периметру расположено множество инжекторов, радиально расположенных в боковой стенке таким образом, что верхнее копье и инжекторы боковой стенки в рабочем положении могут быть ориентированы на зеркало расплава, находящегося в подовой части для фришевания.claims, in particular due to the fact that the melting plant is designed both for operation without a melting current (i.e. without supply of electrical energy) and for operation with a melting current, and the operating mode of the melting plant can be changed by replacing the roof furnace, while the conical roof of the furnace for the mode of operation without melting current contains at least one hole through which at least one upper spear can be introduced for blowing process gas into the upper part of the furnace, and the conical roof of the furnace for the mode of operation with melting current contains at least one hole through which at least one graphite electrode can be introduced into the upper part of the furnace, and in the cylindrical upper part of the furnace along the perimeter there are a plurality of injectors located radially in the side wall in such a way that the upper spear and side wall injectors in the working position can be oriented to the mirror of the melt located in the bottom part for frying.

Плавильная установка согласно изобретению позволяет на определенное время прерывать экологически вредный процесс с использованием горячего металла в качестве исходного материала, постепенно свести его к нулю и, наконец, обеспечить остановку доменной печи с такой плавильной установкой. Высокие требования к качеству и чистоте стали могут быть предъявлены в результате использования вместо чугуна металлолома и твердого исходного материала. В плавильной установке согласно изобретению друг с другом комбинируются испытанные технологии кислородного конвертора и электродуговой печи для использования самых эффективных и гибких вариантов использования различных видов энергии. Одновременно плавильная установка согласно изобретению позволяет гибкое изменение материала с незначительным временем подготовки к работе печной установки.The melting plant according to the invention makes it possible to interrupt the environmentally harmful process using hot metal as a starting material for a certain time, to gradually reduce it to zero and, finally, to ensure the shutdown of a blast furnace with such a melting plant. High demands on the quality and purity of steel can be made as a result of the use of scrap metal and solid starting material instead of cast iron. The melting plant according to the invention combines the proven technologies of an oxygen converter and an electric arc furnace with each other to make use of the most efficient and flexible options for using different types of energy. At the same time, the melting plant according to the invention allows a flexible change of material with little preparation time for the furnace plant.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления плавильной установки согласно изобретению для подавления сильных брызг расплава и шлака и, таким образом, для предотвращения образования настылей на плавильной установке, и в частности в верхней части печи, верхнее копье и инжекторы боковой стенки могут эксплуатироваться синхронно и с согласованными друг с другом объемными расходами.In accordance with a preferred embodiment of the melting plant according to the invention, in order to suppress heavy splashes of melt and slag and thus to prevent build-up on the melting plant, and in particular in the upper part of the furnace, the top lance and the side wall injectors can be operated simultaneously and with coordinated with each other by volume costs.

Для режима работы с током плавления, при котором в плавильной установке присутствуют различные смеси металлических исходных материалов, свод печи может быть заменен так, что в подовую часть плавильной установки может быть введен по меньшей мере один графитовый электрод.For a melting current mode of operation in which various mixtures of metal raw materials are present in the melter, the roof of the furnace may be changed so that at least one graphite electrode can be introduced into the bottom of the melter.

В специальном варианте осуществления плавильной установки согласно изобретению через отверстия в своде печи плавильной установки для режима работы с током плавления может быть введен по меньшей мере один графитовый электрод и максимально три графитовых электрода.In a special embodiment of the melting plant according to the invention, at least one graphite electrode and a maximum of three graphite electrodes can be inserted through the openings in the furnace roof of the melting plant for melting current operation.

Кроме того, предусмотрено, что при оптимальном использовании инжекторов боковой стенки и верхнего копья обеспечено синхронное и согласованное друг с другом вдувание в расплав, находящийся в плавильной установке, посредством инжекторов боковой стенки - от 10% до 50% и посредством верхнего копья - от 90% до 50% газа, необходимого для фришевания. Благодаря оптимальному соотношению смеси между верхним копьем и инжекторами боковой стенки образование брызг расплава и шлака может быть уменьшено таким образом, что также предотвращается образование настылей на корпусе (емкости).In addition, it is provided that with the optimal use of the side wall and upper lance injectors, synchronous and coordinated with each other blowing into the melt located in the melting plant is ensured by means of the side wall injectors - from 10% to 50% and by means of the upper lance - from 90% up to 50% of the gas required for fristing. Thanks to the optimum mixture ratio between the top lance and the side wall injectors, the formation of melt spatter and slag can be reduced in such a way that build-up on the body (tank) is also prevented.

При этом металлические исходные материалы для производства углеродистой стали в плавильной установке согласно изобретению могут быть разделены на следующие группы:Meanwhile, the metal raw materials for the production of carbon steel in the melting plant according to the invention can be divided into the following groups:

I. жидкий чугун (также известный как передельный чугун или жидкий металл), твердый чугун в виде чугунных чушек или гранулированного чугуна (гранулированного передельного чугуна);I. liquid pig iron (also known as pig iron or liquid metal), hard pig iron in the form of pig iron or granulated pig iron (granulated pig iron);

II. губчатое железо (ЖПВ, железо прямого восстановления), загружаемое в горячем или холодном состоянии;II. sponge iron (DRI, direct reduced iron) loaded hot or cold;

III. ГБЖ (горяче-брикетированное железо), ХБЖ (холодно-брикетированное железо);III. HBI (hot briquetted iron), HBI (cold briquetted iron);

IV. металлолом высокой степени подготовки (шредеры, двухвалковые измельчители, пакеты);IV. scrap metal of a high degree of preparation (shredders, two-roll shredders, packages);

V. металлолом низкой степени подготовки (HMS 1 (heavy-melting steel - массивный стальной лом), HMS 2) загрязненный;V. low grade scrap metal (HMS 1 (heavy-melting steel - massive steel scrap), HMS 2) contaminated;

VI. металлолом (металлолом из мусоросжигательных установок, стружка);VI. scrap metal (scrap metal from waste incinerators, shavings);

VII. специальные материалы, которые в процессе производства стали используются в качестве носителей железа или охлаждающих средств (синтикон, карбид железа).VII. special materials that are used in the steel production process as iron carriers or coolants (synticon, iron carbide).

Группы I - IV представляют собой так называемые чистые исходные материалы, которые не содержат нежелательных веществ, сопутствующих стали (например, Cu, Cr и Ni). Для ряда сталей необходимо использовать определенную долю указанных чистых исходных материалов, чтобы обеспечить качество конечного продукта. Производство указанных исходных материалов требует больших затрат энергии и, следовательно, сильно влияет на окружающую среду.Groups I to IV are so-called pure raw materials that do not contain undesirable substances associated with steel (eg Cu, Cr and Ni). For a number of steels, it is necessary to use a certain proportion of the specified pure starting materials in order to ensure the quality of the final product. The production of these raw materials requires a lot of energy and therefore has a strong impact on the environment.

Группы V - VII представляют собой лом углеродистой стали различного качества и различной степени подготовки. Металлолом представляет собой повторно используемые материалы. Более высокая степень подготовки и более низкие химические загрязнения приводят к более высоким ценам на указанные виды металлолома.Groups V - VII are carbon steel scrap of various qualities and degrees of preparation. Scrap metal is a reusable material. A higher degree of preparation and lower chemical contamination lead to higher prices for these types of scrap metal.

Группа VIII представляет собой все специальные материалы, используемые в качестве исходных материалов для производства стали.Group VIII represents all special materials used as raw materials for steel production.

В зависимости от способа изготовления или подготовки цены на металлические исходные материалы значительно отличаются.Depending on the method of manufacture or preparation, prices for metal raw materials vary considerably.

В случае исходных материалов групп I и II цены на железную руду (рудные окатыши) и кокс являются определяющими для затрат на производство чугуна. На рынке железной руды доминирует небольшое число производителей. Металлургические заводы, не имеющие собственных шахт, подвержены ценовому диктату рынка.In the case of source materials of groups I and II, the prices of iron ore (ore pellets) and coke are decisive for the cost of iron production. The iron ore market is dominated by a small number of producers. Metallurgical plants that do not have their own mines are subject to the price dictates of the market.

В случае исходных материалов групп III и IV требования к качеству железной руды (как правило, рудные окатыши) еще выше, чем в случае доменного процесса. Такие окатыши доступны в ограниченной степени. Это влияет на цену окатышей. Для сухого восстановления руды используется восстановительный газ. Доступность в конечном счете определяет локальную цену. ЖПВ содержит 5-10% жильных минералов, некоторую долю FeO и углерод (энергия!), содержание которого ниже, чем в чугуне. Для расплавления указанных исходных материалов требуется больше энергии, чем для плавления чугуна. Перечисленные здесь исходные материалы дешевле по сравнению с группами I и II.In the case of source materials of groups III and IV, the requirements for the quality of iron ore (usually ore pellets) are even higher than in the case of a blast furnace process. Such pellets are available to a limited extent. This affects the price of pellets. Reducing gas is used for dry ore reduction. Availability ultimately determines the local price. LHW contains 5-10% vein minerals, a certain proportion of FeO and carbon (energy!), The content of which is lower than in cast iron. More energy is required to melt these raw materials than to melt cast iron. The starting materials listed here are cheaper than Groups I and II.

Благодаря плавильной установке согласно изобретению могут гибко использоваться все исходные материалы, поскольку она может эксплуатироваться как кислородный конвертер. При этом доля металлолома (охлаждающего лома) или другого охлаждающего средства может быть снижена приблизительно до 15%. Кислород подводится посредством копий, расположенных в боковой стенке, и верхнего копья. Проблема образования настылей на корпусе печи при использовании обычных ЭДП только в инжекторном режиме, т.е. без подвода электрической энергии, в плавильной установке согласно изобретению решается благодаря измененной геометрии печи и комбинации инжекторов боковой стенки и верхнего копья.Thanks to the melting plant according to the invention, all raw materials can be flexibly used, since it can be operated as an oxygen converter. In this case, the proportion of scrap metal (cooling scrap) or other coolant can be reduced to approximately 15%. Oxygen is supplied through spears located in the side wall and the top spear. The problem of formation of deposits on the furnace body when conventional EAFs are used only in the injection mode, i.e. without electrical energy supply, in the melting plant according to the invention is solved thanks to a modified furnace geometry and a combination of side wall and top lance injectors.

Если во время эксплуатации плавильной установки периодически или постоянно в распоряжении не имеется достаточного количества жидкого чугуна, или производство чугуна прекращается, плавильная установка может работать как обычная ЭДП. Переналадка на режим работы ЭДП является несложной и может быть осуществлена между двумя кампаниями.If during the operation of the smelter, there is periodically or permanently insufficient liquid iron available, or iron production is stopped, the smelter can be operated as a conventional EAF. Changeover to EAF mode is simple and can be done between two campaigns.

Из этого следует, что плавильная установка может быть рассчитана на эксплуатацию в режиме без тока плавления, т.е. без подвода электрической энергии, и в другом режиме – с током плавления.It follows from this that the melting plant can be designed for operation in the mode without melting current, i.e. without the supply of electrical energy, and in another mode - with a melting current.

При эксплуатации плавильной установки согласно изобретению без использования тока плавления процесс протекает следующим образом.When operating the melting plant according to the invention without using a melting current, the process proceeds as follows.

a. Закрыть летку (выпускное отверстие). Проверить печь.a. Close taphole (outlet). Check oven.

b. Установить печь вертикально, открыть свод, выдвинуть блокировку портала, повернуть портал наружу, загрузить металлолом, повернуть портал внутрь, заблокировать портал, опустить свод, заблокировать опрокидывающуюся платформу (как последовательность).b. Place the furnace vertically, open the roof, extend the portal lock, turn the portal out, load scrap metal, turn the portal in, block the portal, lower the roof, block the tipping platform (as a sequence).

c. Начать загрузку жидкого чугуна.c. Start loading liquid iron.

d. Верхнее кислородное копье повернуть внутрь, опустить и запалить.d. Turn the upper oxygen lance inward, lower and ignite.

e. Подключить один за другим инжекторы боковой стенки.e. Connect the side wall injectors one by one.

f. После загрузки всего чугуна произвести додувку шихты. f. After loading all the pig iron, make the final blowing of the charge.

g. Контроль температуры.g. Temperature control.

h. Поднять верхнее копье, разблокировать печь.h. Raise the top spear, unlock the furnace.

i. Выпуск.i. Release.

Если плавильная установка согласно изобретению эксплуатируется с жидким чугуном только частично, то процесс протекает следующим образом.If the melting plant according to the invention is only partially operated with liquid iron, the process proceeds as follows.

a. Закрыть летку. Проверить печь.a. Close the fly. Check oven.

b. Установить печь вертикально, открыть свод, выдвинуть блокировку портала, повернуть портал наружу, загрузить металлолом/носитель железа, повернуть портал внутрь, заблокировать портал, опустить свод, заблокировать опрокидывающуюся платформу. Опорную конструкцию электродов повернуть внутрь, опустить и привести в действие электрода (как последовательность).b. Place the oven vertically, open the roof, extend the portal lock, turn the portal outward, load the scrap metal/iron carrier, rotate the portal inward, block the portal, lower the roof, block the tipping platform. Rotate the electrode support structure inwards, lower and actuate the electrode (as a sequence).

c. Подключить инжекторы боковой стенки в качестве горелок.c. Connect the side wall injectors as burners.

d. Начать загрузку жидкого чугуна.d. Start loading liquid iron.

e. Переключить инжекторы из режима горелки в режим копья.e. Switch injectors from torch mode to lance mode.

f. Если загружен весь чугун, закончить загрузку. f. If all cast iron is loaded, finish loading.

g. Контроль температуры.g. Temperature control.

h. Поднять электроды, разблокировать печь.h. Raise the electrodes, unlock the furnace.

i. Выпуск.i. Release.

Если жидкий чугун не загружается, то пункты d. и f. отпадают. В случае загрузки в две корзины пункты b., с. и f. повторяют.If liquid iron is not loaded, then points d. and f. fall away. In the case of loading in two baskets, points b., c. and f. repeat.

Таким образом становится понятным, что плавильная установка согласно изобретению может использоваться универсальным образом. Если указанная плавильная установка используется для производства стали без тока плавления, то она объединяет многие преимущества кислородного конвертора с преимуществами ЭДП. Хотя скорость продувки меньше, чем в случае кислородного конвертера, может быть достигнута очень высокая производительность, поскольку время непродуктивной работы плавильной установки согласно изобретению меньше, чем в случае кислородного конвертера.Thus, it becomes clear that the melting plant according to the invention can be used in a universal manner. If said melting plant is used to produce steel without a melting current, then it combines many of the advantages of an oxygen converter with those of an EAF. Although the purge rate is lower than in the case of an oxygen converter, very high productivity can be achieved since the downtime of the melter according to the invention is less than in the case of an oxygen converter.

Кроме того, при использовании жидкого чугуна с высоким содержанием Р может быть достигнута очень хорошая дефосфорация. Фосфорсодержащий шлак, в отличие от кислородного конвертера, может стекать непрерывно.In addition, very good dephosphorization can be achieved by using liquid iron with a high P content. The phosphorus-containing slag, in contrast to the BOF, can flow continuously.

Благодаря одновременной работе верхнего копья и инжекторов боковой стенки (сбалансированная продувка) подавляется сильное разбрызгивание и, таким образом, предотвращается образование настылей на корпусе. Это поддерживается благодаря конструкции области свода, так что также предотвращается образование настылей в области патрубка. Через инжекторы боковой стенки в расплав, находящийся в плавильной установке, должно вдуваться от 10% до 50%, а через верхнее копье - от 90% до 50% газа (кислород или подходящий заменитель), необходимого для фришевания.Due to the simultaneous operation of the top lance and the sidewall injectors (balanced blowdown), strong spatter is suppressed and thus build-up on the hull is prevented. This is supported by the design of the roof area, so that build-up in the nozzle area is also prevented. From 10% to 50%, and from the top lance from 90% to 50% of the gas (oxygen or suitable substitute) necessary for frisching should be blown into the melt in the melter through the side wall injectors.

Если плавильная установка согласно изобретению эксплуатируется с током плавления (т.е. с различными смесями металлических исходных материалов), то заменяется корпус со сводом, после чего печь может эксплуатироваться с электродами. Благодаря инжекторам боковой стенки печь по-прежнему может эксплуатироваться с высокой эффективностью.If the melting plant according to the invention is operated with a melting current (ie with different mixtures of metallic raw materials), then the domed body is replaced, after which the furnace can be operated with electrodes. Thanks to the side wall injectors, the oven can still be operated with high efficiency.

Если чугуна в распоряжении больше нет, посредством соответствующего подвода электрической энергии обеспечивается высокая производительность. В этом случае для производства высококачественных сталей, в отличие от кислородного конвертера, необходимо использовать только часть необходимого чистого исходного материала. Таким образом, использование носителей железа, производство которых наносит значительный ущерб окружающей среде, может быть сокращено.If the cast iron is no longer available, a high output is ensured by a suitable supply of electrical energy. In this case, for the production of high-quality steels, in contrast to the oxygen converter, it is necessary to use only a part of the necessary pure source material. Thus, the use of iron carriers, the production of which causes significant environmental damage, can be reduced.

Ниже настоящее изобретение поясняется более подробно на основе варианта его осуществления, приведенного в качестве примера.Below, the present invention is explained in more detail on the basis of its embodiment given as an example.

На чертежах изображено следующее:The drawings show the following:

фиг. 1 - схематичное представление плавильной установки согласно изобретению с частичным разрезом, благодаря которому видна гибридная конструкция с компонентами кислородного конвертера и ЭДП;fig. 1 is a schematic representation of a smelter according to the invention, partly in section, showing the hybrid design with BOF and EAF components;

фиг. 2 - представление по фиг. 1 с тем отличием, что посредством по меньшей мере одного электрододержателя вместо графитовых электродов в плавильную установку введено верхнее копье.fig. 2 is a representation of FIG. 1 with the difference that by means of at least one electrode holder, instead of graphite electrodes, an upper spear is introduced into the melting plant.

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, рассматриваемая плавильная установка 11 состоит из нижней части 5 корпуса (подовая часть) и верхней части 3 корпуса, которые соединены друг с другом с геометрическим замыканием. Нижняя часть 5 корпуса имеет футеровку из огнеупорного материала и предназначена для приема расплава. Верхняя часть 3 корпуса снабжена водяным охлаждением 3а. Верхняя часть 3 корпуса может закрываться колпаком/сводом 2. Колпак/свод 2 снабжен по меньшей мере одним отверстием 12, через которое в плавильную установку 11 могут быть введены либо электроды для плавки, в частности графитовые электроды 10 (в данном варианте осуществления - три графитовых электрода), либо по меньшей мере одно верхнее копье 1. Колпак/свод 2, как и верхняя часть 3 корпуса, охлаждается водой.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the melting plant 11 in question consists of a lower housing part 5 (hearth part) and an upper housing part 3, which are positively connected to each other. The lower part 5 of the body is lined with refractory material and is designed to receive the melt. The upper part 3 of the body is provided with water cooling 3a. The upper part 3 of the body can be closed with a cap/vault 2. The cap/vault 2 is provided with at least one opening 12 through which either electrodes for melting, in particular graphite electrodes 10 (in this embodiment, three graphite electrode), or at least one upper spear 1. The cap/vault 2, like the upper part 3 of the body, is cooled with water.

При этом графитовые электроды 10 и верхнее копье 1 управляются посредством опорных колонн 7 для электродов и соединенных с ними электрододержателей 6, чтобы при необходимости они могли быть перемещены в плавильную установку 11 и из плавильной установки 11.At the same time, the graphite electrodes 10 and the upper spear 1 are controlled by the electrode support columns 7 and the electrode holders 6 connected to them so that they can be moved to and from the melter 11 if necessary.

Верхняя часть 3 корпуса содержит по существу круглую/цилиндрическую боковую стенку 3а. Боковая стенка 3а снабжена отверстиями, проходящими радиально наружу и расположенными по периметру стенки. Через отверстия в боковой стенке 3а могут быть введены инжекторы 4 боковой стенки, которые затем могут быть ориентированы в направлении расплава 14, подлежащего обработке в нижней части 5 печи. При этом в рабочем положении верхнее копье 1 и инжекторы 4 боковой стенки ориентированы в направлении зеркала 13 расплава 14, находящегося в нижней части корпуса/подовой части 5 для фришевания.The upper body part 3 comprises a substantially round/cylindrical side wall 3a. The side wall 3a is provided with openings extending radially outwards and located along the perimeter of the wall. Side wall injectors 4 can be introduced through the openings in the side wall 3a, which can then be oriented in the direction of the melt 14 to be processed in the lower part 5 of the furnace. At the same time, in the working position, the upper spear 1 and the injectors 4 of the side wall are oriented in the direction of the mirror 13 of the melt 14 located in the lower part of the casing/hearth part 5 for frying.

Как показано на фиг. 2, верхнее копье 1 может снабжаться кислородом через клапанный блок (кислородный клапанный блок) 8. При этом верхнее копье 1 управляется кислородным клапанным блоком 8 и перемещается согласно соответствующим заданным параметрам.As shown in FIG. 2, the upper lance 1 can be supplied with oxygen through a valve block (oxygen valve block) 8. In this case, the upper lance 1 is controlled by the oxygen valve block 8 and moves according to respective predetermined parameters.

Для плавки в режиме ЭДП графитовые электроды 10 посредством трансформатора 9 снабжаются соответствующей электрической энергией, как показано на фиг. 1.For melting in the EAF mode, the graphite electrodes 10 are supplied with appropriate electrical energy by means of a transformer 9, as shown in FIG. 1.

Предусмотрено, что инжекторы 4 боковой стенки (боковые копья) и верхние копья 1 (может быть предусмотрено более одного верхнего копья) перемещаются вместе, или, соответственно, может вдуваться синхронно газ (как правило, кислород). В указанной конфигурации всегда должны перемещаться вместе инжекторы 4, расположенные в боковой стенке верхней части 3 корпуса (или, соответственно, в цилиндрической боковой стенке 3а) и одно или более верхних копий 1. При таком режиме работы должно осуществляться оптимальное соотношение смеси от 10% до 50% - через боковые инжекторы и от 90% до 50% - через верхнее копье (или, соответственно, верхние копья) 1. Благодаря указанному режиму работы в небольшой плавильной установке 11 в единицу времени в расплав 14 может быть вдуто значительно больше газа (кислорода), причем это не приводит к возникновению значительно большего числа брызг.It is provided that the side wall injectors 4 (side lances) and the upper lances 1 (more than one upper lance can be provided) move together, or gas (generally oxygen) can be blown synchronously. In this configuration, the injectors 4 located in the side wall of the upper part 3 of the body (or, respectively, in the cylindrical side wall 3a) and one or more upper copies 1 must always move together. In this mode of operation, the optimal mixture ratio from 10% to 50% - through the side injectors and from 90% to 50% - through the upper spear (or, respectively, upper spears) ), and this does not lead to a significantly larger number of splashes.

Ссылочные обозначенияReference designations

1 верхнее копье (кислород)1 top spear (oxygen)

2 свод печи / колпак (крышка) с водяным охлаждением2 kiln vault / hood (cover) water-cooled

3 верхняя часть корпуса / верхняя часть печи с водяным охлаждением3 shell top / water-cooled furnace top

3а боковая стенка верхней части корпуса3a side wall of the upper part of the body

4 инжекторы боковой стенки4 side wall injectors

5 нижняя часть печи с огнеупорной футеровкой (подовая часть)5 lower part of the furnace with refractory lining (hearth part)

6 электрододержатель6 electrode holder

7 опорные колонны для электродов7 support columns for electrodes

8 клапанный блок (кислородный клапанный блок)8 valve block (oxygen valve block)

9 трансформатор9 transformer

10 электроды для плавки / графитовые электроды10 melting electrodes / graphite electrodes

11 плавильная установка11 melting plant

12 отверстие (отверстия) в своде12 hole(s) in the vault

13 зеркало расплава13 melt mirror

14 расплав.14 melt.

Claims

1. A melting plant (11) for steel production, having a lower/bottom part (5) of a furnace with a refractory lining and a bottom outlet, a substantially cylindrical water-cooled upper part (3) of the furnace, made with the possibility of fitting a converging upward conical arch ( 2) furnaces with flue gas connection,

characterized in that

the melting plant (11) is designed both for operation without a melting current and for operation with a melting current, and the operating mode of the melting plant (11) can be changed by replacing the roof (2) of the furnace,

while the conical roof (2) of the furnace for operation without melting current contains at least one hole (12), made with the possibility of introducing through it at least one upper spear (1) for blowing process gas into the upper part (3) of the furnace , and the conical roof (2) of the furnace for operation with a melting current contains at least one hole (12) made with the possibility of introducing through it into the upper part (3) of the furnace at least one graphite electrode (10),

moreover, in the cylindrical upper part (3) of the furnace along the perimeter, a plurality of injectors (4) are located, radially located in the side wall in such a way that the upper spear (1) and injectors (4) of the side wall in the working position can be oriented in the direction of the mirror (13 ) melt (14) located in the bottom/hearth part (5) of the frying oven, while

for the mode of operation with a melting current, in which various mixtures of metal raw materials are present in the melting plant (11), the roof (2) of the furnace is made with the possibility of replacement so that at least one graphite electrode ( 10).

2. Melting plant for steel production according to claim 1, characterized in that the upper lance (1) and side wall injectors (4) are designed to be actuated synchronously and with volumetric flows coordinated with each other.

3. A melting plant for steel production according to claim 1, characterized in that the holes (12) in the roof (2) of the furnace for operation with a melting current are made with the possibility of introducing through them at least one graphite electrode (10) and a maximum of three graphite electrodes (10).

4. Melting plant according to claim. 1 or 2, characterized in that the injectors (4) of the side wall and the upper spear (1) are made with the possibility of synchronous and coordinated injection into the melt (14) located in the melting plant (11) , through the injectors (4) of the side wall - from 10% to 50% and through the upper lance (1) - from 90% to 50% of the gas required for fristing.

5. Melting plant for the production of steel according to claim 1, characterized in that the roof (2) of the furnace is provided with an inclined furnace nozzle, the cross section of which is chosen in such a way that the maximum velocity of 50 m/s of the exhaust gas flow arising from frying.