SU742465A1 - Способ уборки шлакового расплава от металлургических агрегатов - Google Patents

Description

Изобретение относится к металлургии, преиму щественно черной, и может быть использовано при уборке и переработке шлаков.

В настоящее время для уборки шлакового расплава от металлургических агрегатов широко применяют стальные и чугунные ковши. Для ⁵ увеличения емкости и уменьшения деформации днище и боковую поверхность чаши выполняют в виде эллипсоида вращения [1], или изготовляют чашу с двумя приливами, расположенными по большой оси чаши и снабженными опорами со сквозными пазами под клинья (2]. Для повышения срока службы чашу изготовляют двуслойной с наружной поверхностью из стали и внутренней из чугуна [31, а также упругие элементы подвески чаши выполняют в виде опор буферного типа [4].

Однако все эти усовершенствования не предотвращают разогрева до высокой температуры тела чаши, а следовательно, не обеспечивают ее стойкости.

Известна также конструкция чаши, днище которой выполнено в виде съемной крышки с ребрами, прикрепленными к корпусу наружным шарнирным рычагом [5].

При этом несколько облегчается удаление затвердевшего шлака, однако из-за усложнения конструкции снижается надежность работы ковша.

Известна также чаша с защитой стенки от нагревания металлизованным пригаром [6] и жароупорным бетоном особого состава [7J.

В первом случае ввиду незначительной толщины и низких теплоизоляционных свойств пригара эффект незначителен. Во втором случае большую сложность представляет нанесение и поддерживание в сохранности слоя жароупорного бетона, так как шлаковый расплав благодаря своим химическим свойствам и высокой температуре взаимодействует с бетоном. После слива шлака из ковша бетон быстро остывает. Резкие теплосмены приводят к растрескиванию бетона и его разрушению. Таким образом, за счет изменения конструкции или выполнения трудоемких работ по футеровке внутренней поверхности ковшей достигается лишь некоторое повышение их стойкости. При этом не ре742465 шается задача увеличения выхода шлакового расплава из ковшей для получения ценных и дефицитных видов шлаковой продукции (гранулированного шлака, пемзы и т. д.).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ уборки шлакового расплава от металлургических агрегатов путем покрытия известковым раствором внутренней поверхности металлической емкости, засыпки днища ее шлаковым щебнем, заполнения ее шлаковым расплавом, слива последнего и удаления образовавшегося на внутренней поверхности емкости в результате остывания шлакового гарнисажа. После каждого слива шлакового расплава металлическую емкость очищают от гарнисажа путем кантовки (поворота) емкости и выбивки из нее гарнисажа ударами груза. Очищенную таким образом металлическую емкость, во избежание ее закозления, перед каждым заполнением обрабатывают указанным методом [8].

Недостаток данного способа заключается в низкой степени выхода шлакового расплава • (не более 80%) из металлической емкости, пригодного для получения дефицитных видов продукции (гранулированного шлака, шлаковой пемзы, шлаковой ваты и др) из-за образования слоя гарнисажа после каждого заполнения металлической емкости расплавом и его удаления. Кроме того, недостатком способа является низкая стойкость металлической емкости вследствие частых теплосмен и применяемого способа удаления гарнисажа: после каждого слива шлакового расплава гарнисаж удаляют путем воздействия на повернутую (наклоненную) металлическую емкость ударами груза.

Цель изобретения — увеличение выхода шлакового расплава за счет снижения потерь его на образование гарнисажа и повышения срока службы металлической емкости.

Поставленная цель достигается тем, что в способе уборки шлакового расплава от металлургических агрегатов, включающем покрытие · известковым раствором внутренней поверхности металлической емкости, засыпку днища ее шлаковым щебнем, заполнение ее шлаковым расплавом, слив последнего и удаление образовавшегося на внутренней поверхности емкости шлакового гарнисажа, удаление шлакового гарнисажа осуществляют через 10-5000 сливов расплава, а заполнение расплавом емкости с образовавшимся гарнисажем — при температуре последнего 600-1200°С.

На фиг .1 показан момент заполнения металлической емкости шлаковым расплавом; на фиг. 2 - слив шлакового расплава из металлической емкости; на фиг. 3 - удаление шлакового гарнисажа.

Способ осуществляют следующим образом.

По окончании слива металла из конвертера в ковш 4 для металла производят слив шлака в порожнюю металлическую емкость 2, установленную на самоходной тележке 3. При этом ’металлическая емкость 2 должна быть предварительно покрыта внутри известковым раствором и посыпана шлаковым щебнем. Затем с помощью самоходной тележки 3 металлическая емкость перемещается к траншее 6 для приема шлакового расплава, после чего расплав сливается в эту траншею путем наклона металлической емкости 2 специальным механизмом кантования (на чертеже не показан). После слива шлакового расплава металлическая емкость 2 с оставшимся на ее стенках гарнисажем 5 на самоходной тележке 3 возвращается к конвертеру 1 для приема шлакового расплава следующей плавки.

Процесс по сливу шлакового расплава и возвращению металлической емкости 2 под конвертер 1 осуществляют при температуре шлакового гарнисажа в момент приема шлакового расплава следующей плавки не менее 600°С.

Таким путем осуществляют уборку шлакового расплава от конвертера 1 в течение 10 и более плавок, следующих без перерыва одна за Другой.

Для освобождения металлической емкости 2 от шлакового гарнисажа 5 после слива расплава ее на самоходной тележке 3 перемещают к яме 7 для приема шлакового гарнисажа, где после наклона металлической емкости путем нанесения по ней ударов грузом (на чертеже не показано). ее освобождают от шлакового гарнисажа 5, после чего возвращают в вертикальное- , положение, покрывают внутри известным раствором и посыпают шлаковым щебнем.

Возможны также другие варианты осуществления способа. Например, при переработке шЛака непосредственно у плавильного агрегата металлическая емкость, выполняя роль демпферной емкости (миксера) располагается перед шлакоперерабатывающим агрегатом под шлакоподводящим желобом.

Пример 1. Металлический нефутерованный (типовой) шлаковый ковш объемом

16,5 м³, закрытый крышкой с проемом для налива и слива шпака площадью 3 м², заполняют шлаковым расплавом с температурой 14201SOO°C и транспортируют к траншее для производства литого щебня. Расплав сливают, а образовавшийся на стенках чаши шлаковый гарнисаж оставляют в ковше в качестве футеровки, затем ковш снова подают к доменным печам и наполняют ишаком. Продолжительность нахождения шлака в , ковше составляет 4060 мин, интервал между концом слива и началом последующего налива колебался в пре делах 30-150 мин. Температура шлакового гарнисажа, определенная с помощью прижимной термопары и оптического пирометра, перед наливом ковша составляет 600-800°С. Толщина гарнисажного слоя при этом 80-100 мм. Всего ₅ сделано 10 циклов налива-слива без удаления гарнисажного слоя.

Взвешивание пустого ковша и затем с гарнисажем после 10 наливов показало, что масса гарнисажа составляет 5 т. В случае работы по ю традиционной схеме с удалением ковшовых остатков после каждого слива масса шлаковых корок в среднем составляет 5 - 7 т.

Следовательно, при поддерживании температуры гарнисажного слоя перед очередным и наливом шлака в ковш равной 600-800°С масса гарнисажа не превышает среднего значения количества шлаковых корок, образующихся при первом наливе, что свидетельствует о прекращении нарастания (стабилизации) толщи- 20 ны гарнисажа при работе в указанном режиме и возможности эксплуатировать ковш, удаляя гарнисаж не чаще чем через 10 циклов наливслив.

Пример 2. В условиях, когда метал- 25 лургический агрегат, например, доменная печь'., и шлакоперерабатывающая установка располагаются рядом и образуют единый технологический комплекс, появляется возможность наливать и сливать ковши в строгом ритме, обус- зо ловленном графиком выпусков продуктов плавки из печи. Наполненные шлаковым расплавом ковши подгятиваются, например, лебедкой от печи к установке и обратно. При этом кроме сокращения времени транспортировки пустого ₃₅ ковша отпадает необходимость формировать составы и производить маневры. Все это позволяет сократить интервал времени между концом слива и началом последующего налива, в отличие от примера 1, до 15-20 мин. За это ₄₀ время температура шлакового гарнисажа-футеровки успевает охладаться всего на 250-300° (средняя скорость охлаждения поверхности шлаковой корки в открытом ковше колеблется около 15 град/мин) и составляет 800-1000°. ₄₅ Толщина гарнисажного слоя при этом равна 60-80 мм.

Таким образом, сокращая интервал времени между концом слива и началом последующего ₅₀ налива, можно регулировать температуру верхнего слоя гарнисажной футеровки, а, следовательно, и ее толщину и массу.

Пример З.В расположенную непосредственно у доменной печи закрытую емкость _5J наливается через отверстие в крышке весь шлак выпуска (100-200 т) с температурой 1400-1500°С. После слива шлака на переработку, например в грануляционный аппарат припечной установки, до следующего наполнения емкости шлаком в отверстия крышки вводят горелки для поддержания температуры гарнисажного слоя в пределах 1000-1200°. Более высокую температуру гарнисажа поддерживать нецелесообразно во избежание размягчения последнего. Кроме того, шлаковый расплав при выпуске из печи перегрет выше температуры затвердевания на 150-250°, что компенсирует теплопотери через гарнисажный слой и также задерживает нарастание последнего.

В таких условиях возможно работать практически неограниченное время без удаления шлаковых корок.

Очистку металлической емкости от гарнисажа рекомендуется производить в целях профилактики и ремонта ковша примерно через 25005000 циклов налив-слив.

Claims (8)

1. Изобретение относитс  к металлургии, 1феим щественно черной, и может быть использовано при уборке и переработке ишаков. В насто щее врем  дл  уборки шлакового расплава от металлургических агрегатов широк примен ют стальные и чугушсые ковши. Дл  увеличени  емкости и уменьшени  деформации днище и боковую поверхность чашн выполн ют в виде эллипсоида вращени  1, или изготовл ют чашу с двум  приливами, расположениыми по большой оси чаши и стабженными опорами со сквозными пазами под клинь  2. Дл  повышени  cjpOKa службы чащу изготовл ют двуслойной с наружной поверхностью из стали и внутренней из чугуна 3, а также упругие элементы подвески чаши выполн ют в виде опор буферного типа 4. Однако все эти усовершенствовани  не тгред огвращают разогрева до высокой температуры тела чаши, а следовательно, не обеспечивают ее стойкости. Известна также конструкци  чаши, днище которой выполнено в виде съемной крышки с ребрами, прикрепленными к корпусу наружным шарнирным рычагом 5. При этом несколько облегчаетс  удаление затвердевшего шлака, однако из-за усложнени  конструкции снижаетс  надежность работы ковша. Известна также чаша с защитой стенки от нагревани  металлизованным пригаром 6 и жароупорным бетоном особого состава 7. В первом случае ввиду незначительной толщины и низких теплоизол ционных свойств пригара эффект незначителен. Во втором случае большую сложность представл ет нанесение и поддерживание в сохранности сло  жароупорного бетона, так как шлаковый расплав благодар  своим химическим свойства м и высокой температуре взаимодействует с бетоном. После слива шлака из ковша бетон быстро остывает. Резкие теплосмены привод т к растрескиванию бетона и его разрушению. Таким образом, за счет изменени  конструкции или выполнени  трудоемких работ по футеровке внутренней поверхности ковшей достигаетс  лишь некоторое повышение их стойкости. При этом не решаетс  задача увеличени  выхода шлакового расплава из ковшей дл  получени  ценных и дефиодтных видов шлаковой продукции (гранулированного шлака, пемзы и т. д.). Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  способ уборки шлакового расплава от металлургических агрегатов путем покрыти  известковым рхтвором внзтренней поверхности металлической емкости, засыпки днища ее ишаковым щебнем заполнени  ее шлаковым расплавом, слива последнего н уда11е101Я образовавшегос  на внут ренней поверхности емкости в результате остывани  шлакового гар1шсажа. После каждого слива шлакового расплава металлическую емкость Ошщают от гарнисажа путем кантовки (поворота) емкости и выбивки из нее гарнисажа ударами груза. Очищенную таким образом металлическую емкость, во избежание ее закоз лени , перед каждагм заполнением обрабатываю указанным методом 8. Недостаток данного способа заключаетс  в низкой степени выхода шлакового расплава (не более 80%) из металлической емкости, при годного дл  получени  дефицитных видов продукции (гранулированного шлака, шлаково пемзы, шлаковой ваты и др) из-за образова ни  сло  гарнисажа после каждого заполнени  металлической емкости расплавом и его удалени . Кроме того, недостатком способа  вл етс  низка  стойкость металлической емкости вследствие частых теплосмен и нримен емого способа удалени  гарнисажа: носле каждого слива шлакового расплава гарнисаж удал ют путем воздействи  на повернутую (наклоненну металлическую емкость ударами груза. Цель изобретени  - увеличение выходашла кового расплава за счет снижени  потерь его на образовшше гарнисажа и повышени  срока службы металлической емкости. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе уборки шлакового расцпава от металлургических агрегатов, включающем покрытие известковым раствором внутренней поверхност металлической емкости, засыпку днища ее шлаковым щебнем, заполнение ее шпаковым расплавом, слив последнего и удале1ше образовавшегос  на внутренней поверхности емкос ти шлакового гарнисажа, удаление шлакового гарнисажа осуществл ют через 10-5000 сливов расплава, а заполнение расплавом емкости с образовавшимс  гарнисажем - при температур последнего 600-1200°С. На фиг .1 показан момент заполнени  метал лической емкости шлаковым расплавом; на фиг. 2 - слив шлакового расплава из металлической емкости; на фиг. 3 - удаление шлакового гарнисажа. Способ осуществл ют следующим образом. По окончании слива металла из конвертера в ковш 4 дл  металла производ т слив 1Ш1ака в порожнюю металлическую емкость 2, установленную на самоходной тележке 3. При этом металлическа  емкость 2 должна быть предварительно покрыта внутри известковым раствором и посыпана шлаковым щебнем. Затем с помощью самоходной тележки 3 металлическа  емкость перемещаетс  к траншее 6 дл  приема шлакового расплава, после чего расплав сливаетс  в эту траншею путем наклона металлической емкости 2 специальным механизмом кантовани  (на чертеже не показан). После слива шлакового расплава металлическа  емкость 2 с оставшимс  на ее стенках гарнисажем 5 на самоходной тележке 3 возвращаетс  к конвертеру 1 дл  приема шлакового расплава следующей плавки.. Процесс по сливу шлакового расплава и возвращению металлической емкости 2 под конвертер 1 осуществл ют при температуре шлакового гарнисажа в момент приема шлакового расплава следующей плавки не менее 600°С. Таким путем осуществл ют уборку шлакового расплава от конвертера 1 в течение 10 и более плавок, следующих без перерыва одна за другой. Дл  освобождени  металлической емкости 2 от шлакового гарнисажа 5 после слива расплава ее на самоходной тележке 3 перемецщют к  ме 7 дл  приема шлакового гарнисажа, где носле наклона металлической емкости путем нанесени  по ней ударов грузом (на чертеже не показано). ее освобождают от шлакового гариисажа 5, носле чего возвращают в вертикальное , положение, покрывают внутри известным раствором и посыпают шлаковым щебнем. Возможны также другие варианты осуществлени  способа. Например, при переработке uirtaка непосредственно у плавильного агрегата металлическа  емкость, выполн   роль демпферной емкости (миксера) располагаетс  перед шлакоперерабатьюающим агрегатом под шлакоподвод щим желобом. Пример 1. Металлический нефутерованный (типовой) шлаковый ковш объемом 16,5 м, закрытый крышкой с проемом дл  налива и слива шлака площадью 3 м, заполн ют шлаковым расплавом с температурой 14201500° С и транспортируют к трашиее дл  производства литого щебн . Расплав сливают, а образовавшийс  на стенках чащи шлаковый гарнисаж оставл ют в ковще в качестве футеровки , затем ковш снова подают к доменным печам и наполн ют ишаком. Продолжительность нахождени  ишака в,ковше составл ет 4060 мин, интервал между концом слива и начадрм последующего налива колебалс  в пределах 30-150 мин. Температура шлакового гар |{исажа, отфеделенна  с помощью прижимной термопары и оптического пирометра, перед наливом ковша составл ет 600-800°С. Толщина гарга1сажного сло  при этом 80-100 мм. Всего сделано 10 циклов налива-слива без удалени  гарнисажного сло . Взвешивание пустого ковша и затем с гарнисажем после 10 наливов показало, что масса гарнисажа составл ет 5 т. В случае работы по традиционной схеме с удалением ковшовь1х остатков после каждого слива масса шлаковых корок в среднем составл ет 5 - 7 т. Следовательно, при поддерживании температуры гарнисажного сло  перед очередным наливом шлака в ковш равной 600-800°С мас са гарнисажа не превышает среднего значени  количества шлаковых корок, образующихс  1ФИ первом наливе, что свидетельствует о прекращении нарастани  (стабилизации) толщи ны гарнисажа при работе в указанном режиме и возможности зксплуатировать ковш,удал   гарнисаж не чаще чем через 10 циклов напивслив . Пример 2. В услови х, когда металлургический агрегат, например, доменна  печь . и шлакоперерабатывающа  установка располагаютс  р дом и образуют единый технологичес кий комплекс, по вл етс  возможность наливать и сливать ковши в строгом ритме, обусловленном графиком выпусков продуктов пла к  из печи. Шполненные шлаковым расплавом ковши подг тиваютс , например, лебедкой от печи к установке и обратно. При этом кроме сокращени  времени транспортировки i cToro ковша отпадает необходимость формировать составы и производить маневры. Все это позво л ет сократить интервал времени между концом слива и началом последующего налива, в отличие от примера 1, до 15-20 мин. За это врем  температура шлакового гарнисажа-футеровки успевает охладатъс  всего на 250-300° (средн   скорость охлаждени  поверхности шлаковой корю в открытом ковше колеблетс  около 15 град/мин) и составл ет 800-1000° Толщина гарнисажпого сло  при этом равна 60-80 мм. Таким образом, сокраща  интервал времени между концом сшгоа и началом последующего налива, можно регулировать температуру верхнего сло  гарнисажной футеровки, а, следовательно , и ее толпщну и массу. Пример З.В расположенную непосредственно у доменной печи закрытую емкость наливаетс  через отверстие в крьшпсе весь шлак выпуска (100-200 т) с температурой 1400-1500°С. После слива шлака на переработку , например в гранул ционный аппарат 56 припечной установки, до следующего наполнени  емкости шлаком в отверсти  крышки ввод т горелки дл  поддержани  температуры гарнисажного сло  в пределах 1000-1200°. Более высокую температуру гарнисажа поддерживать нецелесообразно во юбежание разм гчени  последнего. Кроме того, шлаковый расплав при выпуске из печи перегрет выше температуры затвердевани  на 150-250°, что компенсирует теплопотери через гарнисажный слой и также задерживает нарастание последнего. В таких услови х возможно работать практически неограниченное врем  без удалени  шлаковых корок. Очистку металлической емкости от гарнисажа рекомендуетс  производить в цел х профилактики и ремонта ковша примерно через 25005000 циклов нал1ш-слив. Формула изобретени  Способ уборки шлакового расплава от металлургических агрегатов, включающий покрытие известковым раствором внутренней поверхности металлической емкости, засыпку днища ее шлаковым щебнем, заполнение ее шлаковым расплавом , слив последнего и удаление образовавшегос  на вн)гтренней поверхности емкости шлаковрго гарнисажа, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  выхода шлаксжого расплава за счет сниже1ш  потерь его на образование гарнисажа и повышени  срока службы металлической емкости, удаление шлакового гарнисажа осуществл ют через 10-5000 сливов расплава, а заполнение расплавом емкости с образовавшимс  гарнисажом - при температуре последнего 600-1200°С.Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 430160,. кл.-С 21 В 3/10, 1971.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 389137, кл. С 21 В 3/10, 1971.
3. 3.Авторское свидетельство СССР N 142661, кл. С 21 В 3/10, 1960.
4. 4.Авторское свидетельство СССР № 350825, кл. С 21 В 3/10, 1969.
5. 5.Авторское свидетельство СССР № 566882, кл. С 21 В 3/10, 1975.
6. 6.Авторское свидетельство СССР № 175063, кл. С 21 В 3/10, 1965.
7. 7. Авторское свидетельство СССР № 128882, кл. С .21 В 3/10, 1959.
8. 8. Романенко А. Г. Разливка чугуна и уборка доменного щлака. М., Металлургиздат, 1957, с. 126-141 (прототип).

   ffQ OfJ&V

   ftOifctfeHue