SU679784A1 - Charge pre-heating plant - Google Patents

Charge pre-heating plant

Info

Publication number
SU679784A1
SU679784A1 SU772494030A SU2494030A SU679784A1 SU 679784 A1 SU679784 A1 SU 679784A1 SU 772494030 A SU772494030 A SU 772494030A SU 2494030 A SU2494030 A SU 2494030A SU 679784 A1 SU679784 A1 SU 679784A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
temperature
nozzles
scrap
tub
heating
Prior art date
Application number
SU772494030A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Яковлевич Конюх
Владимир Яковлевич Грабарь
Валерий Петрович Асанин
Владимир Иванович Месяц
Владимир Яковлевич Мищенко
Анатолий Моисеевич Черноусов
Владимир Валентинович Громцев
Original Assignee
Институт Газа Ан Украинской Сср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Газа Ан Украинской Сср filed Critical Институт Газа Ан Украинской Сср
Priority to SU772494030A priority Critical patent/SU679784A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU679784A1 publication Critical patent/SU679784A1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Изобретение относитс  к металлур гии, в частности к выплавке стали в электропечах и конвертерах, где. при мен етс  загрузка металлошихты корзинами (бадь ми). Известно устройство дл  предварительного подогрева шихты кислородных конверторов 1, представл ющее собо вращающийс  барабан с огнеупорной фу теровкой, закрепленный на наклон ющихс  секторах либо другом устройст ве, позвол ющем наклон ть барабан. Один конец барабана соединен с газоотвод щим трактом конвертера, а другой - с участком газоотвод щего тракта в непосредственной близости к конвертеру. На этом конце помещена фурма, через которую вдувают окис литель в барабан. Во врем  продувки металла в конвертере порци  твердой шихты подогреваетс  в. барабане за счет тепла отход щих газов, а СО в отход щих газах дожигаетс  путем подачи окислител  через фурму. После выпуска плавки барабан наклон ют и подогретую шихту загружают в конвертер , а затем в барабан подают очеред ную порцию шихты и начинают-продувку плавки в конвертере. Недостатком известного устройст . ва  вл етс  возможность значительного окислени  шихты в процессе нагрева . Объ сн етс  зто тем, что шихта нагреваетс  в потоке продуктов полного окислени , имеющих температуру свыше 1500°С. В указанном случае при нагреве лома черных металлов до температуры свыше 800°С неизбежно его окисление, что приводит к снижению выхода годного металла. Окислени  металла можно -было бы избежать , ограничива  температуру отход щих газов за счет подсоса в барабан окружающего воздуха дл  подачи избыточного окислител  через фурму . Однако это повышает потери тепла из-за увеличени  объема отход щих газов и снижает эффективность нагрева. Известна также установка дл  предварительного подогрева шихты, включающа  камеру сжигани , зонт дл  выт жки газов, рекуператор и камеру дожигани  газа с решеткой, снабженна  бадьей .Е1ЛЯ шихты, в нижней части которой выполнен кольцевой канал, соединенный с соплами камеры сжигани . Между кольцевым каналом и камерой сжигани  установлен насадок. соединенный с трактом подачи газа. Сопла сверху перекрыты козырьками, а количество сопл зависит от диамет ра бадьи 2. Недостатком указанной установки  вл етс  невозможность нагрева шихты свыше продуктами полного горени , так как это вызывает окисление металла м снижение выхода год ного. В установке предусмотрен нагрев продуктами неполного горени  (что снимает ограничени  в температуре подогрева шихты) с дожиганием таки продуктов за пределами сло  шихты в специальной камере и последу19щим использованием полученного здесь те ла дл  нагрева воздуха в рекуперато Этот вариант установки имеет сле дующие недостатки; усложн етс  конструкци  установки (требуетс  камера дожигани  и ре куператор) ; уменьшаетс  степень использовани тепла, так как и в камере дожигани  и в рекуператоре неизбежны дополнительные потери тепла. Целью изобретени   вл етс  улучшение использовани  тепла отход щих газов, увеличение производитель ности, упрощение конструкции и условий эксплуатации. Цель достигаетс  тем, что сопла размещены в два или более  русов по высоте бадьи в пределах 1/4-2/3, Такое расположение сопл позвол ет дожигать газы непосредственно в слое при температуре шихты ниже . При этом снимаетс  ограничение по температуре нагрева лома про дуктами полного сгорани  топлива, а при нагреве продуктами неполного сгорани  повышаетс  тепловой КПД устройства вследствие отказа от установки рекуператора и камеры дожигани  газов. Одновременно упрощаетс  конструкци  устройства и снижают с  затраты на его изготовление. На чертеже показана схема описы ваемого устройства. Устройство содержит загрузочную бадью 1 с раскрывающимс  днищем 2. Верхнй  часть бадьи закрываетс  крышкой 3 с отверстием. Днище 2 ба дьи сопр жено с. дымовым коробом 4, который газоходом 5 соединен с дым сосом б, В боковой стенке бадьи 1 имеетс  несколько  русов отверстий с соплами, перекрытыми изнутри защи ными козырьками 8. При этом верхни  рус установлен на рассто нии 2/3 высоты бадьи, а нижний - на рассто нии 1/4 этой высоты. Остальные  ру распредел ютс  равномерно между ве ним и нижним, а их количество не ог ничиваетс  (в принципе чем больше  русов, тем лучше). Устройство работает следующим о разом. Отход щие из сталеплавильной печи , например из дуговой электропечи, газы поступают через отверстие в крышке бадьи, на поверхность размещенного в ней металлолома. Температура и состав газов завис т от периода плавки в стсшеплавильной печи. Температура газов 800-1700°С, а содержание окиси углерода 0-80%. При этом всегда соблюдаетс  следующа  закономерность: чем выше температура газов, тем больше в них содержание окиси углерода. Это позвол ет подавать газы на поверхность нагреваемого лома, не ограничива  предварительно их температуру, так как наличие в них СО не приводит к окислению лома при нагреве его свыше 800°С. Дожигание окиси углерода, содержащейс  в газе, производитс  в слое лома путем подачи окислител  через сопла, установленные в боковой стенке бадьи. Угол наклона сопл к оси бадьи в зависимости от различных условий может колебатьс  от 90 до 10°. Начинают подавать окислитель в верхний  рус сопл до тех пор, пока температура лома на уровне указанного  руса не достигает бОО-800с. Величина этой температуры определ етс  видом нагреваемого лома. Хот  термодинамически заметное окисление лома начинаетс  после нагрева свыше 800°С, проведенные.эксперименты показывают, что лом с развитой поверхностью (например, стружка) начинает окисл тьс  раньше. Так, дл  весьма мелкой стружки температура начала окислени  около 600°С, что объ сн етс  каталитическим действием некоторых окислов, имеющихс  на ее поверхности . Эксперименты также показывают, что нет смысла располагать верхний  рус сопл выше 2/3 высоты бадьи, так как при подогреве лома в среднем по массе до 500°С (это гарантирует высокую степень использовани  тепла и отсутствие окислени  металла) за цикл нагрева верхн   часть лома до уровн  верхнего  руса успевает достигнуть необходимой температуры без дожигани  СО. После того, как температура на уровне верхнего  руса достигает 600800°С , начинают вдувать окислитель в р дом расположенный нижний  рус до тех пор, пока и на его уровне не будет достигнута указанна  температура . В такой же последовательности осуществл етс  подача окислител  через все остальные  русы сопл (заканчива сь нижним  русом). Не рекомендуетс  располагать сопла нижнего  руса ниже 1/4 высоты бадьи, так как в противном случае наблюдаютс  перегревы раскрывающегос  днища с возможностью его разрушени . Устройство работает аналогично, если вместо отход щих из сталеплавиj льной печи газов использовать проду ты неполного сгорани  топлива. Дл  сравнени  показателей предлагаемого и известного устройств на лабораторной установке провод т нагрев металлолома из углеродистой ст ли- в бадье цилиндрической фор.1Ы, в которую помещают 640 кг лома. Размеры бадьи следующие: высота 1000 м диаметр 800 мм. Бадь  имеет днище с отверсти ми дл  прососа газов. Пример. Нагрев в предлагаемом устройстве. В крышке бадьи устанавливают газовоздушную горелку, в которую подают природный газ (метан) в количестве 14 . Дл  предотвращени  окислени  верхнего сло  лома в бадь сжигание газа с воздухом производ т при коэффициенте расхода d О , Ci. На входе в слой параметры продуктов сгорани  следующие: состав, %: СО 9,1; СО2 3,7; 11 HjO 14,2; Nj- остальное; температура 1287°С. Дожигание газов производ т в сло дл  чего в боковой стенке бадьи устанавливают 9 сопл в три  руса - по три сопла в  русе, через которые вдувают воздух. Сопла верхнего  руса расположены на высоте 700 мм; среднего - на высоте 500 мм; нижнего - на высоте 250 мм. Струи воздуха направл ют к оси бадьи под углом бО. Количество воздуха рассчитывгио по составу газа при ot 1,1. Подачу в сопла верхнего  руса начинают одновременно с пода .чей природного газа в горелку, расположенную на крышке бадьи. Через 14 мин. на уровне сопл этого  руса достигаетс  температура лома, равна  750°С, после чего - переход т на подачу воздуха через сопла среднего  руса, на которых через 10 мин так5ке достигаетс  температура 750С. 4 После, этого подают воздух в сопла нижнего  руса. Через 8 мин по достижении температуры 700°С подачу возiiyxa в сопла нижнего  руса прекращают . При этом температура лома в нижней части бадьи 380С. Общее врем  нагрева 32 мин; среднемассова  температура лома 730°С; окисленность (угар) лома, определ ема  взвешиванием , 0,10 %. Тепловой коэффициент полезного действи  62,4%, П р и м е р 2. Нагрев в известном устройстве. Бадью оборудуют соплами в нижней части, дожигателем и рекуператором. Природный газ также в количестве 14 м З/ч сжигают с воздухом в горелке при трех режимах: Г., Неполное горение с of- 0,60; II.Полное горение с сХ.1,10; 111.Полное горение с i 1,72. Режимы I и 1Н гарантируют отсутствие окислени  лома, так как первый дает восстановительное плам , а третий ограничивает температуру поступающих на нагрев газов до . Во всех случа х продукты сгорани  поступают по трубопроводу к соплам в нижней части бадьи и просасываютс  через слой лома снизу вверх, а затем направл ютс  в дожигатель и рекуператор . В режимах Н и Щ дожигатель и рекуператор не использую с , так как в газах нечего дожигать, а температура уход щих из сло  газов низка  . При режиме I дожигатель работает , а в рекуператоре воздух нагреваетс  до 400°С и в дальнейшем используетс  дл  сжигани  природного газа. При всех вариантах нагрев прекращают , когда температура верхнего сло  лома (на 1меньша  температура по высоте сло ) достигает 380°С. Результаты опытов представлены в таблице.The invention relates to metallurgy, in particular to steelmaking in electric furnaces and converters, where. loading of metal charge with baskets is used. A device for preheating a mixture of oxygen converters 1 is known, which is a rotating drum with a refractory base mounted on inclined sectors or another device that allows the drum to be tilted. One end of the drum is connected to the exhaust tract of the converter, and the other end is connected with a portion of the exhaust tract in close proximity to the converter. At this end there is a lance, through which oxide is blown into the drum. While the metal is being purged in the converter, the portion of solid charge is preheated. the drum is due to the heat of the exhaust gases, and the CO in the exhaust gases is burned by feeding the oxidant through a lance. After the melting is released, the drum is tilted and the heated mixture is loaded into the converter, and then another portion of the charge is fed into the drum and the melting is started in the converter. The disadvantage of the known device. This is the possibility of significant oxidation of the charge during the heating process. This is explained by the fact that the charge is heated in a stream of complete oxidation products having a temperature in excess of 1500 ° C. In this case, when heating scrap of ferrous metals to a temperature above 800 ° C, its oxidation is inevitable, which leads to a decrease in the yield of a suitable metal. Metal oxidation could be avoided by limiting the temperature of the exhaust gases due to suction of ambient air into the drum to supply excess oxidant through the lance. However, this increases heat loss due to an increase in the volume of waste gases and reduces the heating efficiency. A device for preheating the charge is also known, which includes an incineration chamber, an umbrella for gas extraction, a heat exchanger and a gas afterburning chamber with a grate, equipped with a .11 Batch, in the lower part of which an annular channel is connected to the nozzles of the combustion chamber. A nozzle is installed between the annular channel and the combustion chamber. connected to the gas supply path. The nozzles at the top are covered with visors, and the number of nozzles depends on the diameter of the tank 2. The disadvantage of this installation is the impossibility of heating the charge over the products of complete combustion, as this causes metal oxidation and a decrease in the yield. The installation provides for heating with incomplete combustion products (which removes restrictions on the heating temperature of the charge) with the afterburning of these products outside the batch in a special chamber and the subsequent use of the body obtained here to heat the air in recuperate. This installation option has the following disadvantages; installation design is complicated (afterburner and recuperator required); the degree of heat utilization decreases as additional heat losses are inevitable in both the afterburning chamber and the recuperator. The aim of the invention is to improve the use of heat from waste gases, increase productivity, simplify the design and operating conditions. The goal is achieved by the fact that the nozzles are placed in two or more Russ on the height of the tub within 1 / 4-2 / 3. Such an arrangement of the nozzles allows the gases to be burned directly in the layer at the charge temperature below. In this case, the limitation on the heating temperature of the scrap of the products of complete combustion of fuel is removed, and when heated with products of incomplete combustion, the thermal efficiency of the device is increased due to the refusal to install the heat exchanger and the afterburner. At the same time, the design of the device is simplified and reduces the cost of its manufacture. The drawing shows the scheme of the described device. The device contains a loading bucket 1 with a drop-down bottom 2. The upper part of the bucket is covered with a lid 3 with an opening. Bottom 2 ba dyi match with. smoke box 4, which is connected with smoke duct b by duct 5, in the side wall of the bucket 1 there are several channels of openings with nozzles that are closed from inside with protective visors 8. The upper shaft is set at a distance of 2/3 of the tub height and the bottom is distance 1/4 of this height. The rest of the ru are distributed evenly between the top and bottom, and their number is not limited (in principle, the more Russ, the better). The device works the next time. Waste gas from a steel-smelting furnace, for example, from an electric arc furnace, flows through a hole in the lid of the tub to the surface of the scrap metal placed in it. The temperature and composition of the gases depend on the melting period in the smelting furnace. The gas temperature is 800-1700 ° C, and the carbon monoxide content is 0-80%. In this case, the following regularity is always observed: the higher the temperature of the gases, the greater the content of carbon monoxide in them. This allows supplying gases to the surface of the heated scrap, without first limiting their temperature, since the presence of CO in them does not lead to the oxidation of scrap when it is heated above 800 ° C. The post-combustion of carbon monoxide contained in the gas is produced in the scrap layer by feeding an oxidant through nozzles installed in the side wall of the tub. The angle of inclination of the nozzles to the axis of the tub, depending on various conditions, can vary from 90 to 10 °. Begin to deliver the oxidizer to the upper rus of the nozzles until the scrap temperature at the level of the specified Rus reaches bOO-800s. The magnitude of this temperature is determined by the type of scrap being heated. Although thermodynamically noticeable oxidation of scrap begins after heating above 800 ° C, experiments show that scrap with a developed surface (for example, chips) begins to oxidize earlier. Thus, for very fine chips, the onset temperature is about 600 ° C, which is explained by the catalytic action of some oxides present on its surface. Experiments also show that it makes no sense to place the top nozzles above 2/3 of the tub height, since when scrap is heated, the average mass is up to 500 ° C (this guarantees a high degree of heat utilization and the absence of metal oxidation) during the heating cycle The level of the upper rusa manages to reach the required temperature without after-burning CO. After the temperature at the level of the upper russia reaches 600,800 ° C, the oxidant in the lower rus is located next to be blown in until the indicated temperature is reached at its level. In the same sequence, the oxidizer is fed through all the other Russ of the nozzles (ending with a low brown). It is not recommended to place the nozzle lower nozzles below 1/4 of the height of the tub, since otherwise overheating of the opening bottom is observed with the possibility of its destruction. The device works in the same way, if instead of exhaust gases from a steel-smelting furnace, products of incomplete combustion of fuel are used. To compare the performance of the proposed and known devices, in a laboratory installation, scrap metal from carbon steel or a tub of a cylindrical form, is heated in which 640 kg of scrap is placed. The dimensions of the tub are as follows: a height of 1000 m is a diameter of 800 mm. The tub has a bottom with holes for pumping gases. Example. Heating in the proposed device. A gas-air burner is installed in the lid of the tub, to which 14 gas is supplied to natural gas (methane). In order to prevent the oxidation of the upper layer of the breakage into the tank, the combustion of gas with air is carried out at a flow coefficient d O, Ci. At the entrance to the layer, the parameters of the combustion products are as follows: composition,%: CO 9.1; CO2 3.7; 11 HjO 14.2; Nj- the rest; temperature 1287 ° C. The afterburning of gases is carried out in a layer, for which, in the side wall of the tub, 9 nozzles are installed in three tiers — three in the tusk, through which air is blown. The nozzles of the upper tier are located at a height of 700 mm; medium - at a height of 500 mm; bottom - at a height of 250 mm. Jets of air are directed to the axis of the tub at an angle of BO. The amount of air is calculated from the composition of the gas at ot 1.1. The supply to the nozzles of the upper Russ starts simultaneously with the supply of natural gas to the burner located on the lid of the tub. After 14 minutes at the level of the nozzles of this trough, the scrap temperature is equal to 750 ° C, after which the switch to air supply through the middle trestle nozzles, on which in 10 minutes so the temperature reaches 750 ° C. 4 After this, air is supplied to the nozzles of the lower rus. After 8 minutes, upon reaching a temperature of 700 ° C, the flow of air into the nozzles of the lower rus is stopped. The temperature of the scrap in the lower part of the tub is 380C. Total heating time 32 minutes; the average mass temperature of scrap is 730 ° C; oxidation (waste) of scrap determined by weighing, 0.10%. Thermal efficiency of 62.4%, Example 2. Heating in a known device. Tub equipped with nozzles at the bottom, afterburner and recuperator. Natural gas also in the amount of 14 m W / h is burned with air in the burner in three modes: G., Incomplete combustion, with a value of 0.60; II. Full burning with СХ.1,10; 111. Complete combustion with i 1.72. Modes I and 1H guarantee the absence of scrap oxidation, since the first produces a reducing flame, and the third limits the temperature of the gases entering the heating to. In all cases, the combustion products enter through the pipeline to the nozzles in the lower part of the tub and are sucked from the bottom upwards through the scrap layer, and then sent to the afterburner and recuperator. I do not use the afterburner and heat exchanger in modes H and Sch, since there is nothing to burn in gases, and the temperature of gases leaving the bed is low. In mode I, the afterburner is working, and in the recuperator, the air is heated to 400 ° C and is subsequently used to burn natural gas. In all cases, heating is stopped when the temperature of the upper layer (by 1 min. Temperature along the height of the layer) reaches 380 ° C. The results of the experiments are presented in the table.

Врем  нагрева, минHeating time, min

Средн   температура лома, °СAverage scrap temperature, ° С

Минимальна  температура лома, СMinimum scrap temperature, C

Окисленность (угар), % Тепловой КПД, % Производительность, %Oxidation (waste),% Thermal efficiency,% Performance,%

Из таблицы следует, что нагрев в предлагаемом устройстве имеет существенные преимущества перед нагревом в известном устройстве при лю54From the table it follows that the heating in the proposed device has significant advantages over heating in the known device with

3434

3737

685685

730730

720720

380380

380380

380380

4,4 4.4

0,12. 0.12.

0,10 42,6. 58 52,50.10 42.6. 58 52.5

59,359.3

86,586.5

9494

бом-варианте: нагрев ли это пролукта- ми полного или неполного сгорани  природного газа. Предлагаемое ус-т65 ройство всегда гарантирует практичесbom version: whether it is heated by the products of complete or incomplete combustion of natural gas. The proposed 65 device always guarantees the practical

SU772494030A 1977-06-03 1977-06-03 Charge pre-heating plant SU679784A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772494030A SU679784A1 (en) 1977-06-03 1977-06-03 Charge pre-heating plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772494030A SU679784A1 (en) 1977-06-03 1977-06-03 Charge pre-heating plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU679784A1 true SU679784A1 (en) 1979-08-15

Family

ID=20712350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772494030A SU679784A1 (en) 1977-06-03 1977-06-03 Charge pre-heating plant

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU679784A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2522056C2 (en) * 2009-07-06 2014-07-10 Сименс Акциенгезелльшафт Charging basket positioning device
RU2623550C2 (en) * 2012-04-10 2017-06-27 Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ Retentive shaft for scrap retention

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2522056C2 (en) * 2009-07-06 2014-07-10 Сименс Акциенгезелльшафт Charging basket positioning device
RU2623550C2 (en) * 2012-04-10 2017-06-27 Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ Retentive shaft for scrap retention

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2219288C (en) Apparatus and method for oxygen lancing in a multiple hearth furnace
US5954855A (en) Method for electric steelmaking
CA2198901C (en) Method and apparatus for electric steelmaking
JP3260398B2 (en) Fuel combustion method and apparatus in firebox
SU679784A1 (en) Charge pre-heating plant
US4140480A (en) Hot cupola gas burner
JP4372838B2 (en) Improved energy input method for bulk scrap
JPS63503006A (en) Method and device for preheating waste metal for furnaces
ES2781825T3 (en) Procedure for the production of cement clinker
CS214731B2 (en) Method of the thermal treatment of fine-grained material particularly cement firing
CA1206751A (en) Process of afterburning combustible constituents of exhaust gases from rotary kilns
RU2796390C1 (en) Method for roasting carbonated material in parallel-and-counterflow regenerative shaft furnace
RU107842U1 (en) INSTALLATION FOR THERMAL DISINFECTION OF SOLID WASTE
US20230106711A1 (en) Method for burning carbon-containing material in a pfr shaft furnace
NO165407B (en) PROCEDURE FOR DIRECT REDUCTION OF IRON-OX SUSTAINABLE MATERIALS FOR IRON FUNGI IN TURNOVER OVEN.
RU2451753C2 (en) Oxygen blast steel converter
JPS6213296B2 (en)
RU2081180C1 (en) Method of afterburning of combustible gases in working space of steel melting units and device for its embodiment
SU606068A1 (en) Shaft furnace
SU996817A1 (en) Double-bath steel melting furnace
SU1575037A1 (en) Bottom steel-melting furnace
SU1732128A1 (en) Furnace for non-oxidizing heating of metal
SU1366830A1 (en) Shaft furnace
RU2241929C1 (en) Coke-gas cupola furnace
SU1755019A1 (en) Heating furnace