SU1743360A3 - Установка дл непрерывного получени стали и способ непрерывного производства стали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к производству стали изжелезоокисных материалов. Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности процесса. Установка включает в себ  шахтную печь дл  производства губчатого железа, котора  соединена с плавильным газификатором и конвертером. В плавильный газификатор, в котором производитс  газ дл  шахтной печи, загружают часть губчатого железа и получают жидкий чугун. Другую часть губчатого железа загружают в конвертер, в который подают жидкий металл, полученный в вагранке. В качестве газа дл  производства жидкого металла в вагранке из скрапа и кокса используют смесь газов, отход щих из шахтной печи, плавильного газификатора и конвертера . Устройство предусматривает буферные емкости дл  чугуна, расположенные между конвертером, вагранкой и плавильным газификатором. Изобретение позвол ет повысить экономичность процесса и полностью утилизировать отход щий газ. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к металлургическому заводу дл  производства стали из руды и других твердых носителей железа таких, как скрап, а также к способу эксплуатации такого металлургического завода.

На металлургических заводах, на которых производ т сталь в продувочных стальных конвертерах за счет продувки сверху и/или вдувани  кислорода в жидкий чугун, этот чугун получают в доменных печах с использованием руд и высокоценного кокса. В св зи с тем, что производство чугуна в больших доменных печах  вл етс  наиболее экономичным , развитие идет в направлении доменных печей с максимальной производительностью , которые должны эксплуатироватьс  без перерыва в течение возможно больших промежутков времени. При использовании такого рода доменных печей

сталеплавильным заводом должно потребл тьс  большое количество чугуна, т.е. требуетс  большое количество продувочных стальных конвертеров также с высокой производительностью дл  того, чтобы перерабатывать этот чугун. Накапливание произведенного жидкого чугуна возможно лишь условно. Разливка жидкого чугуна в чушки при перерывах, соответственно неисправност х , в работе сталеплавильного завода  вл етс  неэкономичной.

Помимо жидкого чугуна при эксплуатации конвертеров также используют в качестве загружаемого материала твердые носители железа, преимущественно скрап. Без подвода дополнительного тепла, т.е. если процесс рафинировани  должен происходить автотермично, скрап может добавл тьс  лишь в ограниченных количест 4 Јь CJ СО О О

С

вах. В зависимости от цен на скрап и чугун может представить интерес варьировани  доли скрапа в загружаемом материале дл  того, чтобы удерживать низкими расходы на загружаемый материал.

Возможность в отношении увеличени  доли скрапа состоит в том, чтобы к загружаемому материалу подводить дополнительные теплоносители в форме ископаемых видов топлива. Явл етс  известным в конвертерах , работающих по способу продувки кислородом сверху, увеличение доли скрапа в конвертере за счет того, что скрап перед собственным процессом рафинировани  предварительно нагревают с помощью кислородного копь  горелки. Точно так же  вл етс  известным в случае конвертеров с донной продувкой подвод теплоносител  через донные форсунки и частичное дополнительное сжигание газа, образующегос  в конвертере и содержащего окись углерода, над загружаемым материалом дл  увеличени  доли скрапа. Однако такого рода способы требуют увеличени  продолжительности загрузки и, тем самым, их следствием  вл етс  снижение производительности. В результате подвода топлива в процессе ввод тс  также нежелательные сопутствующие элементы, такие, как сера. Кроме того, возникают большие количества отход щего газа, которые должны направл тьс  на неотнос щуюс  к процессу утилизацию

Известен способ производства стали из скрапа, при котором отход щий газ, возникающий при рафинировании чугуна в сталь и богатый окисью углерода, подвод т к вагранке , загруженной скрапом и коксом, и в зоне сопел фурм вагранки сжигают при экзотермической реакции. Скрап расплавл ют и науглероживают и произведенный таким образом чугун подвод т к емкости дл  рафинировани , где он без дальнейшего подвода тепла рафинируетс  до стали Хот  в этом способе потребление энергии  вл етс  сравнительно малым, тем не менее, в отношении выбора соотношени  чугуна и скрапа он  вл етс  негибким, так как он исходит исключительно из скрапа в качестве основного материала. Кроме того, цена скрапа в зависимости от соответствующего экономического положени  подвержена сильным колебани м.

Цель изобретени  - повышение экономичности .

Целью изобретени   вл етс  исключение показанных недостатков и затруднений и им ставитс  задача представить металлургический завод, а также способ его эксплуатации , с помощью которых возможно производство стали высокой чистоты из

штучной руды и других носителей железа, причем экономичным образом и без больших капиталовложений в распор жение представл етс  жидкий чугун, могут использеватьс  дополнительные твердые носители железа, количества которых могут варьироватьс  в широких пределах, все агрегаты могут гибко согласовывать по их производительности друг с другом и также

0 оптимальным образом могут использоватьс  возникающие отход щие газы. Эта задача решаетс  за счет комбинации установки пр мого восстановлени , в частности, доменной печи пр мого восстановлени  дл 

5 производства губчатого железа с плавильным газификатором, одним или несколькими продувочными стальными конвертерами и вагранкой, причем установка пр мого восстановлени  со стороны выгрузки через

0 транспортировочные устройства дл  губчатого железа находитс  в соединении как с плавильным газификатором, так и с конвертерами , вагранка через транспортировочные устройства дл  жидкого металла дл 

5 последующего передела находитс  в соединении с конвертерами и плавильный газификатор через транспортировочные устройства дл  жидкого чугуна находитс  в соединении с конвертерами.

0Предусмотрены буферные емкости дл 

чугуна из плавильного газификатора и дл  металла дл  последующего передела из вагранки .

В соответствии со специальной формой

5 осуществлени  трубопроводы отход щего газа установки пр мого восстановлени  и плавильного газификатора, а также трубопровод отход щего газа продувочного сталь- ногоконвертерасоединены

0 трубопроводом.

Способ эксплуатации металлургического завода состоит в том, что штучные оксид- ные носители железа помещают в восстановительную зону установки пр мого

5 восстановлени  и восстанавливают за счет восстановительного газа, производимого в плавильном газификаторе из угл  и кислородсодержащего газа, часть восстановленного продукта - губчатого железа - в

0 гор чем состо нии ввод т в зону плавлени  плавильного газификатора, там нагревают, ожижают и науглероживают, причем получаетс  жидкий чугун1, другую его часть вы- шлюзовывают из установки пр мого

5 восстановлени  и в виде твердого загружаемого материала загружают в продувоч- ный(ые) стальной(ые) конвертер(ы), скрап совместно с коксом загружают в вагранку и ожижают с образованием металла дл  последующего передела, жидкий чугун из плавильного газификатора вместе с металлом дл  последующего передела из вагранки загружают в продувочный(ые) стальной(ые) конвертер(ы) и рафинируют, причем в качестве топлива дл  работы вагранки используют отход щий газ из установки пр мого восстановлени , газ из плавильного газификатора и отход щий газ из продувочных стальных конверторов, соответственно смесь этих газов.

По сравнению с обычными металлургическими заводами с применением доменной печи в качестве производител  чугуна установка обладает тем преимуществом, что ее без проблем можно запускать и останавливать и что в отношении загружаемого материала, используемого дл  производства стали, имеютс  возможности вариации в широких пределах.

На чертеже дана блок-схема предлагаемой установки.

Установка 1 пр мого восстановлени , преимущественно восстановительна  доменна  печь, загружаетс  штучной рудой из загрузочного устройства 2. Доменна  печь соединена с плавильным газификатором 3, в котором из угл  и кислородсодержащего газа производ т восстановительный газ, который через трубопровод 4 подвод т к восстановительной доменной печи.

В доменной печи штучна  руда восстанавливаетс  до губчатого железа 5. Губчатое железо частично подвод т к плавильному газификатору и в зоне плавлени  расплавл ют с образованием чугуна 6. Расплавленный чугун собирают в буферной емкости 7. например, трубном ковше.

К установке относитс  продувочный стальной конвертер 8, выполненный в виде конвертера с продувкой кислородом сверху и работающий с вводимым в конвертер кислородным копьем 9. Конвертер загружают жидким чугуном из буферной емкости 7, например , с помощью транспортировочных ковшей 10. Часть загружаемого материала конвертера представл ет собой губчатое железо, которое отвод т из доменной печи с помощью транспортировочного устройства 11, друга  часть - жидкий металл, подводимый через ковши 12.

В вагранке 13 сплавл ютс  твердые носители железа 14. преимущественно скрап. с носител ми углерода 15 и ожижают их. Необходимое дл  этого тепло получают из восстановительного газа (трубопровод 16), верхнего газа (трубопровод 17), из отход щего газа конвертера или смеси этих газов. Отход щий газ конвертера может отводитьс  через трубопровод 18 и собиратьс  в газовом резервуаре 19.

Полученный в вагранке 13 жидкий металл дл  последующего передела 20 собирают в буферной емкости 21 и подвод т к продувочному стальному конвертеру 8 через транспортировочные ковши 12.

Также  вл етс  возможным вместо обеих буферных емкостей 7 и 21 использовать лишь единственную емкость, причем получаетс  смешанный металлический загру0 жаемый материал из чугуна плавильного газификатора и металла дл  последующего передела вагранки.

Типичным примером осуществлени  способа при использовании 40-тонного кон5 вертера с продувкой кислородом сверху  вл етс  следующее.

Из 62,9 т руды/ч с составом 93,17% Ре20з, 0,02% S, 0,14% СОз, 1,03% СаО, 0,07% МпО, 2,84% SiC2, 0,08% MgO, 0,67%

0 , 0,03% Р 20s и 0,80% остальных составл ющих в доменной печи пр мого восстановлени  с использованием восстановительного газа с составом 64,15% СО, 1,86 С02, 0,03% СН4, 27,7% Н2, 1,68%

5 Н20, 0,35% N2 и 0,24% H2S производ т 45,5 т/ч губчатого железа с составом 89,0% Fe, 1,0% СаО, 3,9% Si02, 0,1% МпО, 1,0% , 0,04% Р, 0,08% S и 4,0% общего углерода (1,5% РечО 2.5% элементарного угле0 рода).

Часть этого железа, а именно 29,3 т/ч подвод т к плавильному газификатору с одновременным подводом 36,1 т угл  и 23251 нм3/ч кислорода, а, 16,2 т/ч губчатого

5 железа подвод т к конвертеру. В плавильном газификаторе получают чугун в количестве 27,8 т/ч с составом 4,1% С, 1,0% Si, 0,07% Мп, 0,05% Р и 0,03% $2 (остальное железо), который накапливают в буферной

0 емкости 7 и парти ми подают в конвертер.

В вагранке из 29,3 т/ч скрапа с составом

0,15% С, 0,20% Si, 0,3% Мп, менее 0,2% Р,

менее 0,2 % S, остальное железо и из 1,3 т/ч

кокса выплавл ют 27,8 т/ч металла дл  по5 следующего передела с составом 3,6% С. 0,1 % Si, 0 2% Мп, 0,02% Р, 0,05% S, остальное железо при температуре 1400°С. Этот металл дл  последующего передела накапливают в буферной емкости 21 и вслед за

0 тем парти ми подают в конвертер. Конвертер имеет производительность 63,3 т/ч, рафинированна  сталь имеет состав 0,04% С 0,1 Мп, менее 0,02% Р, менее 0,025% S и остальное железо и температуру 1650°С.

5 Дл  выплавки металла дл  последующего передела в вагранке используют верхний газ из доменной печи пр мого восстановлени , а именно требуетс  13070 нм3/ч газа наход щегос  под давлением 4,4 бар. Избыточное количество верхнего газа, возникающего приблизительно в четырехкратном объеме, по сравнению с тем, что нужно дл  работы вагранки, может подаватьс  другим потребител м.

Claims (4)

1.Установка дл  непрерывного получени  стали, содержаща  шахтную печь дл  производства губчатого железа, св занный

с ней газопроводом плавильный газифика- тор, имеющий узлы подачи угл  и кислородсодержащего газа, и соединенный с по меньшей мере одним продувочным конвертером , который, в свою очередь, соединен с шахтной печью вагранки, соединительные трубопроводы, транспортирующие узлы и трубопроводы отход щего газа, отличающа с  тем. что, с целью повышени  экономичности шахтна  печь соединена посредством транспортирующих узлов с пла- вильным газификатором, а конвертер соединен с вагранкой.

2.Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а  - с   тем, что она снабжена буферными емкост ми дл  чугуна, расположенными между

конвертером и вагранкой и между конвертером и плавильным газификатором.

3.Установка поп,1,отличающа - с   тем, что трубопроводы отход щего газа шахтной печи, плавильного газификатора и конвертера соединены с вагранкой.

4.Способ непрерывного производства стали, включающий восстановление желе- зоокисных материалов до губчатого железа газом, полученным в плавильном газификаторе посредством подачи в расплав угл  и кислородсодержащего газа, загрузку скрапа совместно с коксом в вагранку, его плавление за счет подачи нагретого газа, загрузку части восстановленного губчатого железа и полученных в плавильном газификаторе и вагранке жидких металлов в конвертер , продувку и рафинирование, отличающийс  тем, что, с целью повышени  экономичности, другую часть губчатого железа загружают в плавильный газификатор, а в качестве нагретого газа, подаваемого в вагранку, используют смесь газов, отход щих из шахтной печи, плавильных газификатора и конвертера.

U5