SU1191471A1 - Способ ведени плавки - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ПЛАВКИ в дуговой сталеплавильной печи, включающий проплавление в шихте колодцев , расплавление основной массы шихты и доплавление шихты у стен печи энергией электрических дуг и факелов топливных горелок, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  производительности печи, при проплавлении колодцев в шихте факелы горелок направл ют под зону горени  электрических дуг, при расплавлении основной массы шихты факелы горелок направл ют между электродами и стенками печи, реверсивно перемеща  при этом горелки относительно их оси, при доплавлении с S шихты факелы направл ют вдоль внутренней поверхности печи при одноел временном реверсивном вращении горет лок вокруг своей оси. ;о j

Description

1 Изобретение относитс  к металлур гии, конкретно к способу ведени  плавки в дуговой сталеплавильной печи с использованием дл  нагрева шихты энергией электрических дуг и факела топливных горелок. Целью изобретени   вл етс  повьше . ние производительности печи. По ходу расплавлени  шихты в дуговой сталеплавильной печи можно вы делить три основных этапа: проплавл ние колодцев, расплавление основной массы шихты наход щимис  в колодце электрическими дугами, доплавление и нагрев металла в режиме открытого горени  дуг. Дл  определени  моментов окончани  каждого из этапов плавки с учетом совместной работы горелок и электрических дуг проведе ны эксперименты на математической м дели. При анализе тепловых характеристик учтены теплообмен излучением в системе электрические дуги (факелы горелок) - электроды - поверхность шихты - внутренн   поверхность стен печи, теплопередача в стенах, своде и подине печи. В процессе проведенных экспериментов на математической модели определ ли дл  каждого момента времени: долю энергии, переданную шихте, тепловые потоки на стены и свод печи, тепловые потери, термический КПД, долю . расплавленного металла, энтальпию шихты, температуру зеркала металла и стен. В результате проведенньк исследований установлено, что проплавление колодцев в шихте заканчиваетс  при удельном расходе суммарной энергии (энерги  электрических дуг + энерги факела горелок) (3-4)10 Дж/т. При удельном расходе энергии от (3-4)Х Х10 до ()-10 Дж/т происходит расплавление основной массы шихты экранированными дугами. Раскрытие дуг происходит при достижении удель ного расхода энергии (9-11) 10 Дж/т В этот момент дуги начинают интенсивно облучать стены печи, а КПД горелок имеет очень низкое значение 0,2-0,3. Поэтому необходимо либо провести подвалку шихты, после чего дуги будут снова экранированы шихтой , и начать весь процесс нагрева шихты снова, либо перейти на доплав ление шихты у стен печи. Полное рас плавление шихты имеет место при 12 . удельном расходе энергии (14-1б)« хЮ Дж/т. Реализаци  способа ведени  плавки показана на примере эксплуатации дуговой сталеплавильной печи ДСП-100 с трансформатором 75 . На фиг.1-3 представлена печь вертикальный разрез; на фиг.4-6 - то же, вид сверху при отведенном своде в различные моменты плавки; на фиг.7торцева  часть продольного сечени  горелки с истечением газа и кислорода под углом к её вертикальной оси. Печь состоит из корпуса 1, накрытого сводом 2, в отверсти  которого введены электроды 3. Топливные горелки 4 установлены в стенах 5 корпуса 1. Горелки в данном случае нео .хлаждаемые типа труба в трубе, причем по центральной трубе 6 подают кислород, по внешней трубе 7 - газ. Печь снабжена механизмами радиального перемещени  и реверсивного вращени  горелок 4 относительно их оси, что позвол ет измен ть положение факела 8 в рабочем объеме печи и относительно шихты 9. Расплавленный жидкий металл стекает на подину печи и образует металлический расплав 10. Печь оборудована трем  горелками мощностью 10 МВт кажда , установленными в стенке. Горелки установлены радиально относительно оси печи, и оси горелок направлены между электродами . Выходные сопла горелок расположены под углом 45 к оси горелки и направлены вниз. .Сжигание газа ведут в кислороде при определенном стехиометрическом соотношении топлива и окислител . В процессе плавки регистрируют количество израсходованных электроэнергии и топлива. Печь оборудована механизмами радиального перемещени  и реверсивного вращени  горелок. После завалки в печь 80 т шихты (фиг.1 и 2) включают источник питани  и одновременно зажигают факелы горелок . Проплавление колодцев ведут при токе 55 кА и напр жении 761.В. Расход газа на каждую горелку составл ет 1000 , кислорода 2000 м/ч. Горелки при этом максимально ввод т в рабочий объем печи, факелы всех трех горелок направл ют под i зону горени  дуг и измен ют угол наклона факела по мере опускани  электродов вниз. В этот момент времени , пока электроды наход тс  наверху и постепенно за дугами опускаютс  вниз в проплавл емые колодцы, нагрев центральной части шихты под дугами способствует не только дополни тельному нагреву шихты, но и значительно стабилизирует горение электри ческих дуг. Причем это не приводит к дополнительному окислению электродов так как зона подогрева шихты горелками лежит вне электродов и пр мого воздействи  факела горелок на электроды нет. При удельном расходе энергии (элек троэиергии и топлива) 3, Дж/т проплавление колодцев заканчиваетс  В этот момент (фиг.З и 4) горелки отвод т ближе к стенам печи и повора чийают реверсивно вправо и влево, располага  при этом факел между электродами и стенкой печи. Этот период плавки ведут при токе 67 кА и напр жении 722 В. При этом мощности дуг максимальны и расплавление шихты проходит с максимальной скоростью. После достижени  удельного расхода энергии 9,510 Дж/т происходит раскрытие дуг, которые начинают интенсивно облучать футеровку. Горелки и источник питани  отключают и осуществл ют подвалку в печь 35 т шихты Горелки снова устанавливают в исходное положение. Включают источник питани  и зажигает горелки, факелы которых направлены под зону горени  дуг. Подваленна  шихта экранирует дуги и позвол ет вести расплавление при максимальной мощности дуг. После прохождени  колодцев горелки вновь поворачивают и направл ют факелы в зону между электродами и стенкой печи, мен   при этом их положение (вправо - влево) с помощью реверсивного вращени  горелок вокруг их осей. При достижении удельного расхода энергии 9, Дж/т происходит вторичное открытие дуг. В этот момент (фиг.З и 6) горелки радиально перемещают от оси печи к стенам, направл   факелы по касательной к внутренней поверхности печи, обеспечива  быстрый подогрев и доплавление кусков металла, наход щихс  у откосов печи. При этом переход т на ступень напр жени  686 В и увеличивают ток дуг до 75 кА, чтобы уменьшить облученность внутренней поверхности печи и увеличить долю энергии, передаваемой расплаву. Полное расплавление имеет место при расходе энергии 15-10 Дж/т. Горелки отключают и. ведут дальнейший электротехнологический режим только на энергии электрических дуг. Горелки вывод т из рабочего объема печи, Использование предложенного способа позволит по сравнению с известным снизить врем  расплавлени  шихты без увеличени  расхода электродов. Снижение продолжительности плавки позволит увеличить производительность печи и снизить расход электроэнергии , как за счет замены части ее энергией факелов, так и за счет более рационального использовани  электроэнергии вследствие более стабильного горени  электрических дуг. Период расплавлени  на печи ДСП-100 с трансформатором 75 MBIА может быть снижен на 6 мин, в резуль тате чего увеличиваетс  производительность .

Фиг. г

Фиг. 3

Фut.

Фи9.Я

Ф«1. S

Фиг. 7

Claims (1)

1. СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ПЛАВКИ в дуговой сталеплавильной печи, вклю- чающий проплавление в шихте колодцев, расплавление основной массы шихты и доплавление шихты у стен печи энергией электрических дуг и факелов топливных горелок, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности печи, при проплавлении колодцев в шихте факелы горелок направляют под зону горения электрических дуг, при расплавлении основной массы шихты факелы горелок направляют между электродами и стенками печи, реверсивно перемещая при этом горелки относительно их оси, при доплавлении шихты факелы направляют вдоль внутренней поверхности печи при одновременном реверсивном вращении горетлок вокруг своей оси.

   Фиг.1 >

   1191471 2