ю сд ю
сд00 Изобретение относитс к черной металлургии, конкретнее к области производства стали в конвертерах, в особенности при работе на шихте из 100% скрапа, кроме того, оно св зано с утилизацией отходов резины , в частности, изношенных автомобильных шин. Больша -часть отходов автомобильных покрышек в насто щее врем не утилизируетс , а выбрасываетс на свалки или накапливаетс непосредственно около мест потреблени (на предпри ти х, в колхозах и т.п. что приводит к загр знению окружаю щей средм, например, при сжигании шин на открытом воздухе. Известны и другие способы уничтожени изно .шенных покрышек, однако большинство из них требует создани специальног оборудовани и дополнительных капи .тальных затрат, кроме того, эти спо собы не решают задачи вторичного использовани в промышленности ценных веществ, содержащихс в отходах . Известен способ использовани из шенных автомобильных шин в качестве .металлургического топлива в доменно плавке ij . Недостатком способа вл етс то. что он не Приспособлен дл использовани в области кислородно-конвер торного производства стали применительно к технологии выплавки стали. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаем му результату вл етс способ выплавки стали в конвертере с комбиннрованным дутьем, включающий завал ку дома его liarpeB и расплавление посредство1м сжигани углеводородного и твердого топлива. . Согласно известному способу загруженные в конвертер твердые железосодержащие материалы, в частности скрап, нагревают и расплавл ют в конвертере с донными и боковыми кислородно-топливными фурмами. В период нагрева и расплавлени кис лородно-топливные фурмы работают ка горелки. Через них по щелевым каналам подаетс повьш1енное количество углеводородсодержащего топлива и кислород. По ходу нагрева и расплав лени лома в конвертер дают также дополнительное жидкое топливо посредством специальной трубы и тве дое топливо, например кокс, графит, антрацит и т.п. Кислород поступает но центральным каналам фурм. После расплавлени шихты донные фурмы используютс дл рафинировани расплава , а углеводородное топливо по отношению к кислороду выполн ет роль защитной среды, предотвращающей разрушение фурм 21. Недостатками известного способа вл ютс высокий расход топлива и значительные капитальные затраты. Это св зано с тем, что по щелевым каналам кислородно-топливных фурм приходитс подавать как газообразное , так и жидкое топливо. Так как использование газообразного топлива в качестве защитной среды более Технологично по сравнению с жидким топливом, то обычно щелевые каналы фурм рассчитывают на подачу газообразного топлива в количестве 3-10% от расхода кис;1орода . Однако при использовании фурм в качестве Горелок, т.е. во. врем нагрева и расплавлени металлолома , подачу топлива по щелевым каналам приходитс увеличивать . Возможности же увеличени расхода газа по щелевым каналам ограничены их недостаточной пропускной способностью. Дл того .чтобы увеличить подачу знергоносителей. приходитс по щелевым каналам подавать жидкое топливо. Тем менее количество жидкого топлива, вводимого вместе с кислородом через фурмы, вл етс недостаточным . Поэтому по ходу прогрева лома приходитс дополнительно вводить в конвертер жидкое топливо посредством специальной трубы, которую вставл ют в, вьиускние отверстиеИспользование жидкого топлива осложн ет процесс, ухудшает его технологичность , так как дл его транспортировки помимо газопроводов необходимы дополнительные трубопроводы, насосы, подогреватели, а также соответствующа регулирующа и запорна аппаратура , необходима надежна система переключени подач с газа на жидкое топливо , и наоборот. Следует иметь, в виду и то, что жидкое топливо дефицитно и цены на него посто нно повышаютс , а позтому потребление его следует ограничивать. Целью изобретени вл етс снижение расхода топлива и уменьшение капитальных затрат. 3 Ук азанна цель достигаетс тем, что согласно способу выплавки стали, преимущественно металлического лома, в конвертере с комбинированньм дутьем включающему завалку лома, его нагре и расплавление посредством сжигани углеводородного и твердого топлива, пЪсле завалки лома и по ходу его иагрева и расплавлени загружают автомобильные шины в количестве 1015 кг на 1 т лома, причем загрузку ведут порци ми по 5- J 5 кг/т с интер валом в 5-10 мин, при. этом расход кислорода увеличивают на 0,8-1,2 нм на I кг шин через 1-2 мин после их эагрузки на период 3-5 мин. Сущность изобретени заключаетс в том, что в среднем и 93-95% состо т из резиновой основы с содержанием хлопчатобумажного или капронового корда, или около 5% металлокорда. Корд не вл етс вредной примесью: хлопчатобумажный и к роновый при сгорании дают тепло , а металлический увеличивает выход стали. Резинова основа на 9196% состЬит из каучука с общей фОрмулой (CjHg) и теплотворной способ ностью ЗАООО-36000 кДж/кг. Таким образом, при сгорании I кг шин вьщеп етс 28700-34000 кДж тепла. По теплотворной способности шины превосход т антрацит (2700030000 кДж/кг) и несколько уступают мазуту.(38000-41000 кДж/кг). Зольность материала шин составл ет 0,20 ,5%, т.е. в 40-100 раз меньше золь ности примен емых углей, и существе ного вли ни на конвертерный процес не оказывает. Добавка шин в конвертер после окончани завалки металлолома И| подачи окислительного , например кислорода, обеспечивает вьщеле ./ние больших количеств тепла. Вслед- ствие высокой теплотворной способнести сжигание шин практически равноценно сжиганию жидкого топлива. В соответствии с этим расход шин г на плавку (по весу) устанавливаетс примерно таким, как и расход жидкого топлива, т.е. 10-50 кг/т заваленного металлолома. При расходе шии м нее 10 кг/т эффект от их исползовани в качестве концентрированного энергоно сител незначителен и не сказывает с на сокращении продолжительности нагрева и расплавлени лома, а сле584 довательно, и всей плавки Более вы сокий расход шин (более 50 кг/т металлолома) вл етс излишним по тепловому балансу процесса, учитыва что помимо шин необходимо использовать также газообразное (поступающее по фурмам) и твердое углеродис- . тое топливо. Горение шин в отличие от горени твердого топлива, такого, как кокс или антрацит, начинаетс практически сразу же после его загрузки в конвертер, однако при этом происходит пиролитическое разложение резины с интенсивным вьщелением газообразных углеводородов, в основном метана . Вследствие вьщелени большого количества газов, а также ограниченного тепловоспри ти загруженного металлолома загрузка шин производитс рассредоточенно порци ми по 5-15 кг/т металлолома через каждые 5-10 мин продувки. Указанное количество изношенных шин выбрано с учетом тепловоспри ти металлолома, наход щегос в конвертере, и возможностей дутьевых устройств, обеспечивающих подачу окислителей, необходимых дл сжигани вьщел ющихс гаЗОВ . Максимальное выделение горючих гадов, образующихс при пиролитическом разложении материала щин, происходит через 1-2 мин непосредственно после загрузки шин и сохран етс ha зтом уровне в течение последующих 3-5 мин, поэтому в эти моменты необходимо увеличивать подачу окислител дл сжигани вьщел ющихс газов. Согласно предложенному расход окислительных газов по сравнению с предшествующим пер.иодом Необходш о увеличивать из расчета О,8I ,2 нм кислорода на 1 кг загружентл шин. Через примерно 5 мин после эагрузки шин вьщеление газов вследствие их разложени значительно уменьшаетс , поэтому в конвертер можно загружать очередную порцию шик. При повышенном количестве резиновых отходов в загружаемой порции ( 5 кг/т металлолома) длительность их сгорани возрастает до 10 Мин. Следовательно, промежуток времени между загрузками очередных порций шин в соответствии с предлагаемым способом составл ет интервал в 510 мни. С учетом лучшего тепловоспри ти наход щегос в конвертере металлолома при относительно низкой температуре его нагрева загрузку шин в ко вертер предпочтительно производить на ранней стадии нагрева, т.е. непос редственно после окончани завалки. Размеры конвертера позвол ют Загру жать в него практически неизмельченные шины, поэтому в предлагаемом спо собе оговариваетс режим загрузки отдельными порци ми. При организации разделки шин, что потребует дополнительных капитальных затрат,изношенны покрьш1ки можно измельчать, например, до размера кусков в пределах 0,31 ,0 кг. В этом случае загрузку измел ченного материала можно производить более или менее равномерно по ходу нагрева и расплавлени твердой метал лошихты, однако желательно давать ег в начальный период, т.е. при нагреве массы лома до 1400-1500 С. Расход кислорода при такой загрузке следует увеличивать в соответствии с указанным выше соотношением (о,3-1,2 нм О,/ кг отходов), распредел это дополнительное количество кислорода равномерно на период загрузки отходов и заканчива через 3-5 мин после загрузки последней порции отходов . Пример 1, В 1 0-тонный конвертер с трем данными и двум боковыми кислородно-топливньми фурмами, а тйкже верхней водоохлалздаемой кисло родной фурмой загрузили 10,5 т лёРковесного скрапа (пакеты, высечка, арматурное железо). Перед этим на дно дали 0,5 т извести.По окончании завалки лома, непосредственно перед поворотом в вертикальное положение, в конвертер дали резиновые отходы в виде изношенных автомобильных шин в количестве ПО кг ( 10 кг/т метал лошихты. Подогрев начали при подаче через донные фурмы 20 м/мин кислорода и 10 природного газа, через боковые, фурмы поступало 10 кислорода и 5 мЗ/мин природного газа. По истечении 1 мин подачу кислорода на боковые фурмы увеличили до 20 и дополнительно ввели в рабочее пространство конвертера водоохлаждаемую кислородную фурму, по которой поступало 12,5 м/мин кислорода. В начале 6-ой минуты подачу кислорода дл дожигани газов, вьщел ющихс в результате ,пиролитического разложени резины. прекратили. По сравнению с обычной технологией за 4 мин на дожигание вьшел ющихс из шин горючих газов израсходовали (10+12,5)4 90 м кислорода, т.е. 90 : 110 0,80 м кислорода на каждый килограмм резиновых отходов. Далее нагрев и расплавление лома осуществл ли обычным способом. На 6-ой минуте в конвертер загрузили 300 кг каменного угЛ . По донным фурмам теперь поступало 30 м/мин воздуха, обогащенного кислородом до 47%, и природного газа, а по боковым фурмам кислород и природный газ соответствен но 10-5 м/мин. Через кислородную фурму подавали 10 кислорода. На 15-ой минуте в конвертер загрузили еще 200 кг каменного угл , а через одну минуту 200 кг извести. При этом по донным фурмам расходовали 20 м/мин кислорода и 10 природного газа, по боковым соответственро 10 и 5 м /мин кислорода и природного газа. В начале 20-ой минуты перешли на рафинирующую продувку, уменьшив расход природного газа на донные фурмы до 3,0 м /мин, сохранив прежний расход кислорода 20 . По боковым фурмам поступало 10 кислорода и 5 м /минприродного газа, по. верхней фурме 10 м/мин кислорода . Через 6 мин продувку прекратили. Температура металла при повалке составила . После отбора пробы и замера температуры металл слили в разливочный ковш. Вес жидкой стали составил 2,3 т. Ее химсостав, %: С 0,04; Мп 6,02, S 0,028, Р 0,011. Пример 2. В 10-тонный конвертер , оборудованный теми же дутьевыми устройствами, загрузили 0,5 т извести, 9,8 т т желовесного лома и 150 кгл. ( 15 кг/т) резиновых отходов в виде изношенных автомобильных покрьш1ек. Прогрев начали при тех же режимах подачи кислорода и П1)иродного газа по донным и боковым топливно-кислородным фурмам. С момента интенсивного вьщелени образующихс вследствие разложени резиновых отходов, начина с I мин 50 с, подачу кислоро;}а увеличили на 25 м/мин (дополнительно 10 м/мнн по боковым урмам и 15 м по верхней кислородной фурме). За 5 последующих минут в конвертер дополнительно поступило м/кг м кислорода, т.е. 0,83 7 шин. Через 8 мин от начала подогрева и загрузки первой порции отходов конвертер повалили и загрузили .еще 160 кг л. 1 5 кг/т) шин. Дл их сжигани дополнительно к обычным расходам кислорода и топлива в течение 5 мин подали 150 м кислорода или Г,О м/кг шин. Дополнительный кислород поступал с ld-ой минуты от начала подачи дуть , т.е. 1 мин спуст после загрузки шин. На 15-ой минуте в конвертер загрузили 350 кг каменноугольного штыба и 200 кг извести , повалили конвертер и загрузил еще 150 (15 кг/т) автомобильных шин Интервал между присадками шин 6 мин Через 1 мин 30 с после загрузки шин подачу .кислорода увеличили на 35 м/мин (10 м - через боковые фурмы, 15 м - через верхнюю фурму и 5 м - через донные фурмы). В тече ние последующих 5 мин подали дополни тельно 175 м кислорода или 1,20и7к шин. Через 23 мин от начала дуть паре Ш.ПИ на рафинирующую продувку при вдувании через донные фурмы 25 м/ми кислорода, снизив расход природного газа до уровн , обеспечивающего . защиту фурм от разрушени , -Зм/мйнДлительность рафинировани составила 9 мин, по истечении которых темпе ратура металла достигла 1610 С. Металл содержал, %: С 0,03, Мп 0,10, S 0,024, Р 0,008, Дл подогрева расплава его промежуточной повалки додували еще 2 мин и выпустили при 1630°С. Длительность дуть 34 мин. Соста:ь металла. %: С 0,04, Ш 0,05, S , Р 0,007. Вес жидкой стали 9,2 т. На плавку израсходовано 460 кг изношенных автомобильных шин, или 50 кг/т металлошихты, а также 350 кг каменноугольного . Пример 3. В тот же конвер- .тер загрузили иа дно 500 кг -извести , 9,9 т среднегаба ритного лома и ГОО кг (iO кг/т шихты) автомобильных шин. Через 2 мин после иачапа периода прогрева подачей топлива и окислител согласно обычному дутьевому режиму расход кислорода уве- личили на 25 (10 м/мин на боковые фурмы и 15 по верхней .фурме). Дожигание вели в течение 4 мин, израсходовав 100 м кислорода или 1,0 шин. 258 Следунода присадка шин (100 кг ши 10 кг/кг лома) произведена по истечении 6 мин 30 с, а расход кислорода через Г мин 30 с после загрузки шин в течение 3,5 мин 8 мин .11 мин 30 с был увеличен на 30 . Всего на дожигание выдел ющихс газов израсходовано 105 м кислорода, т.е. 1,05 м/кг пшн.. На 12-Ьй минуте в конвертер присадили 250 кг каменноугольного штыба. После этого (5 мин 30 с после предыдущей |присадки) загрузипи еще 50 кг шин ( кг/т металлошихты) и через 1 мин прдавали увеличенный на 13,5 расход кислорода. В течение 3 мин (13-16 мин) подали 40 м /кислрро;да или л- 0,8 шин. На 17-ой минуте дали 200 кг каменноугольного штыба и 200 кг извести. t , . Дпительность подачи дуть на плавке составила 30 мин и еще 1,5 мин додувки. На плавку израсходовано всего 250 кг (25,0 кг/т металлошихты) резиновых отходов в виде шин и 450 кг каменного угл . Приведенные достаточно характеризуют последовательность технологических приемов конвертерной плавки на шихте из 100% лома при использовании в качестве топлива изношенных автомобильных шин. I ... При добавке резиновых отходов сокращаетс расход каменного угл . В соответствии с имеющимис данными использование шин в количестве 1050 кг/т металлолома позвол ет экономить эквивалентное количество каменного угл . При цене антрацита, примен емого на конвертерных плавках, 25 руб/т следует ожидать снижени себестоимости на 0,25 - 1,25 руб/т или 0,3-1,4 руб/т стали (при выходе годного около 90%). Экономический эффект, окажетс более высоким, если иметь в виду, что применение изиошенных автомобильных шин имеет целью исключить использование жидкого топлива. Эффективность в этом плане определ етс также повьш1ением технологичности процесса и сиижеиием его капиталлоемкости , так как отпадает необходимость использоваии сложного оборудовани дл подачи жидкого топлива в конвертер .
9112525810
, Нар ду с повьтением эффективности номично решаетс также проблема переконвертерного производства при рабо- работки резиновых отходов, загр зн юте в соответствии с изобретением эко- щих окружак цую среду.