UA15182U - A method for heating flame melting furnace - Google Patents
A method for heating flame melting furnace Download PDFInfo
- Publication number
- UA15182U UA15182U UAU200512486U UAU200512486U UA15182U UA 15182 U UA15182 U UA 15182U UA U200512486 U UAU200512486 U UA U200512486U UA U200512486 U UAU200512486 U UA U200512486U UA 15182 U UA15182 U UA 15182U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- fuel
- flows
- melting
- furnace
- heating
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 33
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 12
- 238000007600 charging Methods 0.000 abstract 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 21
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 14
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 244000309466 calf Species 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000002421 finishing Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007353 oxidative pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Пропозиція належить до способів одержання сталі в полум'яних плавильних печах при сумісному спалюванні 2 газоподібного і рідкого палива з окислювачем. Спосіб може бути використаний під час виплавки металу та інших матеріалів у полум'яних плавильних печах, наприклад, мартеновських, вайербарсових, скловарених та інших.The proposal belongs to the methods of obtaining steel in flame melting furnaces with the simultaneous combustion of 2 gaseous and liquid fuels with an oxidizer. The method can be used during smelting of metal and other materials in flame melting furnaces, for example, Martenov furnaces, Wirebars furnaces, glass furnaces, and others.
Однією з важливіших проблем експлуатації полум'яних печей є стабілізація їх продуктивності, а по можливості, і її підвищення в умовах економії палива.One of the most important problems in the operation of flame furnaces is the stabilization of their productivity, and if possible, its increase in terms of fuel economy.
Основним напрямком пошуків рішення цієї проблеми є інтенсифікація теплообміну між полум'ям та 70 поверхнею ванни. Теплофізичні фактори, які впливають на інтенсивність теплообміну добре відомі. До них належить: температура полум'я, його світність, яка визначена ступенем чорноти, різниця температур між полум'ям та поверхнею ванни, інтенсивність конвективного теплопередавання від продуктів згоряння до розплавлення по об'єму і площі ванни. 12 Ці фактори оптимізовані та стабілізовані у застосуванні до мазутного опалення полум'яних печей. Однак зростаючий дефіцит мазуту спонукає до використання газоподібного палива, особливо у сталеплавильному виробництві.The main direction of searching for a solution to this problem is the intensification of the heat exchange between the flame and the surface of the bath. Thermophysical factors that affect the intensity of heat exchange are well known. These include: the temperature of the flame, its luminosity, which is determined by the degree of blackness, the temperature difference between the flame and the surface of the bath, the intensity of convective heat transfer from combustion products to melting over the volume and area of the bath. 12 These factors are optimized and stabilized when applied to fuel oil heating of flame furnaces. However, the growing shortage of fuel oil encourages the use of gaseous fuels, especially in steelmaking.
Оскільки газоподібне паливо, переважно природний газ, має більш низьку теплотворну спроможність, ступінь чорноти полум'я та теоретичну температуру зпалення ніж мазут, проблема підвищення продуктивності сталеплавильних печей, особливо мартеновських, в умовах економії палива, залишається гострою. Однією з них підвищення температури полум'я шляхом використання кисню у якості додаткового окислювача.Since gaseous fuel, mainly natural gas, has a lower calorific value, flame blackness and theoretical combustion temperature than fuel oil, the problem of increasing the productivity of steelmaking furnaces, especially March furnaces, in terms of fuel economy, remains acute. One of them is increasing the flame temperature by using oxygen as an additional oxidant.
Відомий спосіб опалення сталеплавильної печі (ас. СССР Мо749903 М. кл. 3 с218 5/04, 1980г.), який включає подавання у робочий простір печі кисню потоком по поздовжній осі під кутом 10-152 до ванни, а паливо подають струменями, які розташовані навколо кисневого потоку, при цьому осі потоків палива дотичні до твірних кисневих потоків. Струмені палива сходяться до кисневого потоку поза межами початкової ділянки, осі яких не - перехрещуються, екрануючи та захищаючи кисневий потік від розріджування його регенераторним повітрям.There is a known method of heating a steel-melting furnace (as. USSR Mo749903 M. kl. 3 p218 5/04, 1980), which includes feeding oxygen into the working space of the furnace with a stream along the longitudinal axis at an angle of 10-152 to the bath, and the fuel is fed by jets that are located around the oxygen flow, while the axes of the fuel flows are tangent to the generating oxygen flows. The fuel jets converge to the oxygen flow outside the initial area, the axes of which do not cross, shielding and protecting the oxygen flow from dilution by the regenerator air.
Проте, цей спосіб, хоч і дозволяє локально підвищувати температуру полум'я та теплопередавання за рахунок збагачення дуттєвого повітря киснем, але знижує світність полум'я, внаслідок більш інтенсивного сч перемішування газу з регенераторним повітрям, а також процес горіння палива закінчується на щонайменшій (короткій) відстані від подаючої головки печі. Це погіршує теплопередавання від полум'я до металевої ванни та (ее) своєчасне формування шлаку. -However, this method, although it allows you to locally increase the temperature of the flame and heat transfer due to the enrichment of the gaseous air with oxygen, but it reduces the luminosity of the flame due to the more intense mixing of the gas with the regenerator air, and also the fuel combustion process ends at the smallest possible (short ) distance from the feed head of the furnace. This impairs heat transfer from the flame to the metal bath and (er) timely slag formation. -
З числа відомих способів опалення полум'яних сталеплавильних печей до запропонованого по технічній суті та досягнутому ефекту самим близьким є спосіб опалення мартеновської печі (ас. СССР Мо1359307, М. кл. 7 Щео,Among the known methods of heating flame steel furnaces, the method of heating the Martenov furnace is the closest to the proposed one in terms of technical essence and achieved effect (as. USSR Mo1359307, M. kl. 7 Shcheo,
С21С 5/04, Е27В 3/22, 1987г.), який включає подачу палива з торців печі спрямованими уздовж поздовжньої осі - печі під кутом до поверхні розплавлення центральним і двома боковими струменями, коріння яких розташовано на рівні внутрішньої поверхні торцевої стінки голівки печі вище центрального потоку, під кутом до нього і на однаковій відстані від нього по горизонталі. Корінь центрального потоку виносять у бік ванни на 0,5-0,9 ширини вертикального каналу печі, паливо у центральний та бокові потоки подають під високим тиском і по ходу « дю плавки виконують перерозподіл теплового навантаження між центральним і боковими потоками, при цьому у - період завалки у бокові потоки подають 30-5095, у період плавлення - 25-3095 і у доводку - 15-2095 від загальних с витрат палива на піч. :з» Незважаючи на очевидне підвищення продуктивності печі у відомому способі, подача палива окремими потоками та дроблення їх призводить не тільки до ускладнення технічного виконання цього способу опалення, але і до розшарування факелу, до зменшення його середньомасової швидкості. Це негативно впливає на - що тепловіддачу від факела до ванни, особливо у періоди плавлення та доводки, погіршує теплову роботу печі та вимагає подачі окислювача і палива під високим тиском. 1 В основу пропозиції поставлено завдання удосконалення способу опалення сталеплавильної печі, в якому, - внаслідок розташування вихідних потоків окислювача, газоподібного та рідкого палива в одній вертикальній площині орієнтування, зустрічі їх в одній точці на осі газового потоку та спалювання їх над поверхнею ванни (ее) 50 печі з заданими витратами газоподібного палива в різні періоди плавки, забезпечується інтенсифікаціяС21С 5/04, Е27В 3/22, 1987), which includes the supply of fuel from the ends of the furnace directed along the longitudinal axis of the furnace at an angle to the melting surface by the central and two side jets, the roots of which are located at the level of the inner surface of the end wall of the furnace head above of the central stream, at an angle to it and at the same distance from it horizontally. The root of the central flow is brought to the side of the bath by 0.5-0.9 of the width of the vertical channel of the furnace, fuel is supplied to the central and side flows under high pressure, and during the process of melting, the heat load is redistributed between the central and side flows, while in - during the filling period, 30-5095 are added to the side streams, during the melting period - 25-3095, and during finishing - 15-2095 from the total fuel consumption per furnace. :z" Despite the obvious increase in the productivity of the furnace in the known method, the supply of fuel in separate streams and their crushing leads not only to the complication of the technical implementation of this heating method, but also to the stratification of the torch, to a decrease in its average mass velocity. This has a negative effect on - that the heat transfer from the torch to the bath, especially during the periods of melting and finishing, worsens the thermal performance of the furnace and requires the supply of oxidizer and fuel under high pressure. 1 The basis of the proposal is the task of improving the method of heating a steel-melting furnace, in which - due to the location of the output streams of oxidizer, gaseous and liquid fuel in one vertical plane of orientation, their meeting at one point on the axis of the gas flow and their burning above the surface of the bath (ee) 50 furnaces with specified consumption of gaseous fuel in different periods of melting, intensification is ensured
Кз теплообміну від факела до металошихти і розплавлення, а також зростанню ступеню використання енергоносіїв і за рахунок цього підвищується продуктивність сталеплавильної печі.Due to the heat transfer from the torch to the metal charge and melting, as well as the increase in the degree of use of energy carriers, and due to this, the productivity of the steelmaking furnace increases.
Поставлена задача вирішена тим, що в способі опалення полум'яної плавильної печі, який включає подання під кутами до поверхні розплавленого металу кисню, газоподібного та рідкого палива у вигляді окремих потоків, що змішуються при їх перетинанні та спалювання утвореної суміші над поверхнею розплавлення, згідно с пропозиції, осі потоків рідкого палива та кисню спрямовані під кутом в одну точку на вісь газового потоку, відстань якої до площини орієнтування виходу всіх потоків дорівнює 0,2-0,25 відстані від точки зустрічі газового потоку з поверхнею розплавленого металу до площини орієнтування виходу всіх потоків, причому витрата газоподібного палива по тепловому навантаженню в періоди завалки і розігріву, розплавлення і доводки бо складає, відповідно, 93-97, 85-95 і 80-9095 від загальної витрати палива на кожний період плавки.The problem is solved by the fact that in the method of heating a flame melting furnace, which includes the supply of oxygen, gaseous and liquid fuel at angles to the surface of the molten metal in the form of separate streams that mix when they cross and burn the resulting mixture above the melting surface, according to proposals, the axes of the liquid fuel and oxygen flows are directed at an angle to one point to the axis of the gas flow, the distance of which to the exit orientation plane of all flows is equal to 0.2-0.25 of the distance from the meeting point of the gas flow with the surface of the molten metal to the exit orientation plane of all flows, and the consumption of gaseous fuel for the heat load in the periods of filling and heating, melting and finishing is, respectively, 93-97, 85-95 and 80-9095 of the total fuel consumption for each period of melting.
Перша додаткова відмінність полягає у тому, що осі рідких потоків розміщені в одній горизонтальній площині з віссю газового потоку і під кутами до неї, а вісь кисневого потоку розміщена в одній вертикальній площині з віссю газового потоку і під кутом до неї.The first additional difference is that the axes of the liquid flows are placed in the same horizontal plane with the axis of the gas flow and at angles to it, and the axis of the oxygen flow is placed in the same vertical plane with the axis of the gas flow and at an angle to it.
Запропоноване розташування вихідних потоків окислювача, газоподібного та рідкого палива в одній б5 вертикальній площині орієнтування та подавання газового потоку по центру, мазутних потоків по боках, а кисню під факел з зустріччю всіх потоків в одній точці на осі газового потоку на відстані до площині орієнтування виходу всіх потоків, яке дорівнює 0,2-0,25 відстані від точки зустрічі всіх потоків з поверхнею ванни до площині орієнтування, дозволяє, не тільки більш повно завершувати процеси розкладання і сажеутворення в паливних (газовому та мазутному) потоках на даній ділянці (0,2-0,25), але і у подальшому шляху руху до поверхні ванни поліпшити умови перемішування паливних потоків з киснем та регенераторним повітрям, інтенсифікувати горіння та збільшити радіаційні характеристики факелу.The proposed arrangement of the output streams of oxidizer, gaseous and liquid fuel in one b5 vertical plane of orientation and supply of gas flow in the center, fuel oil flows on the sides, and oxygen under the torch with the meeting of all flows at one point on the axis of the gas flow at a distance from the plane of orientation of the output of all flows, which is equal to 0.2-0.25 of the distance from the meeting point of all flows with the bath surface to the plane of orientation, allows not only to more fully complete the processes of decomposition and soot formation in fuel (gas and fuel oil) flows in this area (0.2 -0.25), but also in the further path of movement to the surface of the bath to improve the conditions of mixing of fuel flows with oxygen and regenerator air, intensify combustion and increase the radiation characteristics of the torch.
Газовий струмінь у даному випадку являє собою високошвидкісний потік нагрітих продуктів окислювального піролізу природного газу, який на виході має більш високу температуру горіння. Це дозволяє інтенсифікувати 7/0 процес нагріву металевої ванни, виплавляти сталь без наведення більшої кількості шлаку, що поліпшує передачу тепла розплавлення, інтенсифікує теплообмін, зменшує витрати вапна і збільшує продуктивність печі.The gas jet in this case is a high-speed flow of heated products of oxidative pyrolysis of natural gas, which at the exit has a higher combustion temperature. This allows you to intensify the 7/0 process of heating the metal bath, to melt steel without introducing more slag, which improves the transfer of melting heat, intensifies heat exchange, reduces lime consumption and increases furnace productivity.
Загальна ефективність заходів залежить і від розподілу вказаних параметрів в часі, тобто в різні періоди плавлення сталі.The overall effectiveness of measures also depends on the distribution of the specified parameters in time, that is, in different periods of steel melting.
Найкращі умови для підвищення продуктивності і економії (ощадності) палива досягають при максимальній /5 реалізації режиму прямого направленого теплообміну, при якому максимум температур і тепловиділень містяться (розташовуються) у поверхні ванни. Падаючий на ванну тепловий потік, сумарний за площею або його щільністю, залежать від абсолютних значень температур факелу, стін печі і температурних полів по об'єму ступеня чорноти факелу і стін і розподілення його значень по площі і об'єму, зведених кутових коефіцієнтів і конвективного переносу газовим потоком. В запропонованому способі щільність (густина) падаючого потоку 4,The best conditions for increasing productivity and economy (thriftiness) of fuel are achieved with the maximum /5 implementation of the mode of direct directed heat exchange, in which the maximum temperatures and heat emissions are contained (located) in the surface of the bath. The heat flux falling on the bath, totaled by area or its density, depends on the absolute values of the temperatures of the torch, the walls of the furnace, and the temperature fields by volume, the degree of blackness of the torch and the walls, and the distribution of its values over the area and volume, the combined angular coefficients, and the convective transfer by gas flow. In the proposed method, the density (density) of the incident flow is 4,
Мвт/м?2 значно вище (на 10,5495) в порівнянні з прототипом під час замірів на працюючій мартенівській печі.MW/m?2 is significantly higher (by 10.5495) compared to the prototype during measurements on a working March furnace.
Процес горіння мазуту більш тривалий, ніж природного газу і при опалюванні його біля відносно холодної поверхні можливе зниження ефекту прямого направленого теплообміну за рахунок затягування його горіння внаслідок охолодження шару факела біля такої поверхні і, як наслідок, зниження температури факелу поблизу поверхні. Крім того, при високому ступені чорноти мазутного факелу відбувається екранування більш холодним шаром біля поверхні випромінювання більш високотемпературної центральної частини факелу. Таке може спостерігатись особливо в перший період варки сталі. вThe burning process of fuel oil is longer than that of natural gas, and when it is heated near a relatively cold surface, it is possible to reduce the effect of direct directed heat exchange due to the prolongation of its burning due to the cooling of the torch layer near such a surface and, as a result, a decrease in the temperature of the torch near the surface. In addition, with a high degree of blackness of the fuel oil torch, there is shielding by a colder layer near the radiation surface of the higher-temperature central part of the torch. This can be observed especially in the first period of steel cooking. in
Як наслідок, максимальна продуктивність печі може бути досягнута при визначеному співвідношенні мазуту і природного газу по періодах варки сталі і умовах змішування їх з окислювачем (повітрям і киснем).As a result, the maximum productivity of the furnace can be achieved with a certain ratio of fuel oil and natural gas according to the periods of steel cooking and the conditions of their mixing with the oxidizer (air and oxygen).
Відмітні ознаки пропонованого технічного рішення, незважаючи на відомість варіантів подачі палива і Ге окислювача в зону нагріву, в новій сукупності ознак містять специфічні керовані параметри, що не знайомі з доступних нам наукових і технічних публікацій і не можуть бути розраховані теоретичним шляхом. Вони со дозволяють забезпечити і покращити інтенсифікацію теплообміну від факела до металу і за рахунок цього «ч- підвищити продуктивність полум'яної плавильної печі і зменшити витрати енергоносіїв.Distinctive features of the proposed technical solution, despite the well-known options for supplying fuel and Ge oxidizer to the heating zone, the new set of features contain specific controlled parameters that are not familiar from the scientific and technical publications available to us and cannot be calculated theoretically. They allow to ensure and improve the intensification of the heat exchange from the torch to the metal and, due to this, to increase the productivity of the flame melting furnace and reduce the consumption of energy carriers.
Далі суть пропозиції пояснюється докладним описом пропонованого способу опалення полум'яної о плавильної печі з посиланням на креслення, де відображено: «- на фіг.1 - схема розміщення (розташування) і напрямку кисневого і паливних потоків в робочому просторі мартенівської печі. на фіг.2 - схема розміщення і напрямку кисневого і паливних потоків і повздовжній розріз, по А-А; « на фігЗ - схема розміщення вихідних потоків окислювача, газоподібного і рідких палива в одній 70 вертикальній площині орієнтування, вид по Б-Б. - с В пальник 1, який встановлений в торцеву стінку головки 2 мартеновської печі З, природний газ, мазут і ц кисень подають крізь патрубки 4, 5 і 6, 7. Вихід всіх потоків здійснюють з протилежної сторони пальника 1 и"? крізь сопла, відповідно 8, 9 і 10, 11, які орієнтовані в одній торцевій вертикальній площини 12 пальника 1.Next, the essence of the proposal is explained by a detailed description of the proposed method of heating a flame melting furnace with reference to the drawing, which shows: "- in Fig. 1 - a scheme of placement (location) and direction of oxygen and fuel flows in the working space of the Martenov furnace. Fig. 2 shows the arrangement and direction of oxygen and fuel flows and a longitudinal section, along A-A; Fig. 3 shows the layout of the output streams of oxidizer, gaseous and liquid fuel in one 70 vertical plane of orientation, view along B-B. - c Into the burner 1, which is installed in the end wall of the head 2 of the Martenov furnace Z, natural gas, fuel oil and oxygen are supplied through nozzles 4, 5 and 6, 7. The output of all flows is carried out from the opposite side of the burner 1 and"? through the nozzles, 8, 9 and 10, 11, respectively, which are oriented in one end vertical plane 12 of burner 1.
Осі потоків природного газу 13, мазуту 14 і 15, окислювача 16 спрямовані в робочий простір 17 мартенівської 5 печі 3. Газовий потік 13 подають під кутом 13-152 до поверхні розплавленого металу 18, що пересікає її в точці - 19. Мазутне паливо подають двома потоками, осі яких 14 і 15 розташовані в одній горизонтальній площині з віссю вихідного газового потоку 13 і нахилені в напрямку газового потоку під однаковими кутами. Кисень і-й подають в робочий простір 17 печі З через сопло 11, співвісно осі газового потоку 13. Осі всіх потоків - зустрічаються в одній точці 20, відстань від якої до площини орієнтування всіх потоків 12 дорівнює | 4, яка со 50 дорівнює 0,2-0,25Ї, де | - відстань від площини виходу всіх потоків 12 до точки зустрічі 19 осі газового потоку 13 з поверхнею розплавленого металу 18. Регенераторне повітря подають в піч З потоком під кутом доThe axes of the streams of natural gas 13, fuel oil 14 and 15, oxidizer 16 are directed into the working space 17 of the March 5 furnace 3. The gas stream 13 is fed at an angle of 13-152 to the surface of the molten metal 18, which intersects it at the point - 19. Fuel oil fuel is fed by two flows, the axes of which 14 and 15 are located in the same horizontal plane as the axis of the output gas flow 13 and are inclined in the direction of the gas flow at the same angles. Oxygen is supplied to the working space 17 of the furnace C through the nozzle 11, coaxial with the axis of the gas flow 13. The axes of all flows meet at one point 20, the distance from which to the plane of orientation of all flows 12 is | 4, which co 50 is equal to 0.2-0.25Y, where | - the distance from the exit plane of all flows 12 to the meeting point 19 of the axis of the gas flow 13 with the surface of the molten metal 18. Regenerative air is fed into the furnace with a flow at an angle to
Що) поверхні розплавлення 18 крізь отвір 21.What) the melting surface 18 through the opening 21.
Дослідно-промислові випробування, виміри параметрів і порівнюючі показники результатів роботи мартенівської печі, запропонованим способом, проведені на діючому об'єкті Макіївського металургійного заводу (ММЗ).Research and industrial tests, measurements of parameters and comparative indicators of the results of the Marteniv furnace, using the proposed method, were carried out at the operating facility of the Makiiv Metallurgical Plant (MMZ).
Всі експерименти проводили при постійній сумарній витраті питомого палива. Тому що, в періоди завалки і с розігріву і на початку періоду плавлення поверхня ванни не є плескатою, всі виміри проводили на початку періоду доводки. В усіх дослідах підтримували також постійними інші параметри: витрати кисню, регенераторного повітря і т.і. Крім цього, всі порівнюючи виміри розпочинали через 5 хвилин після перекиду 60 полум'я і закінчували за один і той же час, 20-21 хвилину. З семи вимірів подаючого теплового потоку відбирали середні значення.All experiments were carried out with a constant total specific fuel consumption. Because the surface of the bath is not flat during the filling and heating periods and at the beginning of the melting period, all measurements were made at the beginning of the finishing period. In all experiments, other parameters were also kept constant: consumption of oxygen, regenerator air, etc. In addition, all comparing measurements were started 5 minutes after the 60th flame was turned over and finished in the same time, 20-21 minutes. Average values were taken from seven measurements of the incoming heat flux.
Далі наведені приклади здійснення способів опалення сталеплавильних печей за прототипом та запропонованим способом.Below are examples of methods of heating steel furnaces according to the prototype and the proposed method.
Приклад 1 (за прототипом). 65 В мартенівську піч ємністю 500т по рідкому металу проводили завалку твердої металошихти з розрахунку -312т (60965) і рідкого чавуну 7208т (4095) від усієї металозавалки. В періоди завалки і розігріву на опалення печі подавали тільки природний газ центральним потоком з 9-72,06бкг/т (6095), а також боковими потоками з 9-48,04кг/т (40965) - витрат загального палива по тепловому навантаженню на ці періоди, відповідно. Після періодів завалки і розігріву заливали рідкий чавун «208т (4090) від усієї металозавалки. В період розплавлення металу подавали тільки природний газ на центральний і бокові потоки і підтримували теплове навантаження відповідно, по співвідношенню до потоків 9д-87,07кг/т (72,590) і 49-33,0Зкг/т (27,590) від усього теплового навантаження на період. В наступний період доводки на бокові потоки подавали газ з тепловим навантаженням 9-21,02кг/т (17,595) на цей період, а по центральному потоку подавали газ, що залишився, і д--54,29кг/т (45,2965) мазуту від теплового навантаження. Бокові потоки палива спрямовували під кутом 132 до повздовжної 7/0 осі печі, а центральний потік - повздовж осі печі. Бокові потоки спрямовували під кутом нахилу 152, а центральний під кутом 132 до поверхні ванни. При цьому, всі потоки зустрічались в одній точці на поверхні ванни, відстань від цієї точки до центрального потоку дорівнює 1,3Ї, а до коренів бокових потоків 2,01. (//11-0,788), де | - відстань від площини орієнтування всіх потоків до зустрічі з віссю газового потоку з поверхнею розплавленого металу. Після періоду доводки рідкий метал (сталь) випускали в розпивочний ковш. 75 Продуктивність печі при цьому В-45,7т/год., а витрати загального палива на плавку 9-120, кг/т. Показники представлені в таблиці 1.Example 1 (according to the prototype). 65 In the Marteniv furnace with a capacity of 500 tons of liquid metal, a solid metal charge was filled at the rate of -312 tons (60965) and liquid cast iron 7208 tons (4095) from the entire metal filling. During the filling and heating periods, only natural gas was supplied for furnace heating in the central flow with 9-72.06 bkg/t (6095), as well as in the side flows with 9-48.04 kg/t (40965) - consumption of total fuel for the heat load on these periods, respectively. After the filling and heating periods, liquid cast iron "208t (4090) was poured from the entire metal filling. During the metal melting period, only natural gas was supplied to the central and side streams and the heat load was maintained, respectively, in relation to the flows of 9d-87.07kg/t (72.590) and 49-33.0Zkg/t (27.590) from the total heat load for the period . In the next period of finishing, gas with a heat load of 9-21.02 kg/t (17.595) was supplied to the side streams for this period, and the remaining gas was supplied to the central stream, and d--54.29 kg/t (45.2965) fuel oil from heat load. The side streams of fuel were directed at an angle of 132 to the longitudinal 7/0 axis of the furnace, and the central stream was directed along the axis of the furnace. Lateral streams were directed at an angle of inclination of 152, and the central one at an angle of 132 to the surface of the bath. At the same time, all the streams met at one point on the surface of the bath, the distance from this point to the central stream is 1.3, and to the roots of the side streams is 2.01. (//11-0.788), where | - the distance from the plane of orientation of all flows to the meeting of the axis of the gas flow with the surface of the molten metal. After the finishing period, the liquid metal (steel) was released into the ladle. 75 At the same time, the productivity of the furnace is 45.7 t/h, and the consumption of total fuel for melting is 9-120 kg/t. The indicators are presented in Table 1.
Оцінюючим параметром способів опалення по прототипу і по запропонованому способу є густина (щільність) подаючого теплового потоку від факела на поверхню ванни, Япад» Вт/м". Виміри проводили термозондом в семи точках по осі печі. Сигнал термозонду, е.д.с. в мв, записували вторинним пристроєм на діаграмній стрічці.The evaluation parameter of the methods of heating according to the prototype and according to the proposed method is the density (density) of the heat flow from the torch to the surface of the bath, "W/m". The measurements were carried out with a thermoprobe at seven points along the axis of the furnace. Thermoprobe signal, e.d.s. in mV, recorded by a secondary device on a chart tape.
Чутливий елемент термозонду розміщували на висоті 100-150мм над поверхнею рідкої ванни.The sensitive element of the thermoprobe was placed at a height of 100-150 mm above the surface of the liquid bath.
Приклад 2 (за пропонованим способом).Example 2 (according to the proposed method).
В мартенівську піч ємністю 500т по рідкому металу проводили завалку твердої металошихти з розрахунку -312т (6095) і рідкого чавуну -208т (40905) від усієї металозавалки. В період завалки і розігріву, плавлення і доводки газ і мазут на опалення подають центральним потоком під кутом 132 до поверхні розплавлення з тепловим навантаженням, відповідно, по періодах 9-109,82; 104,04 і 98,2бкг/т 95, 90 і 8595 витрати -в газоподібного палива від загальної витрати питомого палива на кожний період. Доля мазуту, при цьому, по цих періодах складала, відповідно, 9-5,78; 11,56 і 17,34кг/т (5,10 і 1595). Після періодів завалки і розігріву заливали рідкий чавун «208т (40905) від усієї металозавалки. Після періоду доводки рідкий метал (сталь) випускали в розпивочний ковш. сIn the Martenivsk furnace with a capacity of 500 tons of liquid metal, a solid metal charge was filled at the rate of -312 tons (6095) and liquid cast iron -208 tons (40905) from the entire metal filling. In the period of filling and heating, melting and finishing, gas and fuel oil for heating are supplied by a central flow at an angle of 132 to the melting surface with a heat load, respectively, in periods 9-109.82; 104.04 and 98.2 bkg/t 95, 90 and 8595 gas fuel consumption from the total specific fuel consumption for each period. The share of fuel oil, at the same time, in these periods was, respectively, 9-5.78; 11.56 and 17.34 kg/t (5.10 and 1595). After the backfilling and heating periods, liquid cast iron "208t (40905) was poured from the entire metal backfill. After the finishing period, the liquid metal (steel) was released into the ladle. with
При цьому відстань І від площини орієнтування виходу потоків до точки зустрічі в робочому просторі печі с всіх потоків в одній точці дорівнює 0,225І, де І - відстань від площини орієнтування всіх потоків до точки зустрічі осі газового потоку з поверхнею розплавленого металу. Після періоду доводки плавки рідкий метал -- (сталь) випускали в розпивочний ковш. Продуктивність печі при цьому В-46,9т/год, а витрати загального палива ю на плавку 9-115,6бкг/т. Всі виміри проводили, як в прикладі 1. 3 Приклади 3-6. Як в прикладі 2, тільки співвідношення відстаней І -// дорівнювали 0,15, 0,20, 0,25, 0,30 при «- однакових витратах газоподібного палива і мазуту по періодах плавки.At the same time, the distance I from the orientation plane of the flow exit to the meeting point in the working space of the furnace with all flows at one point is equal to 0.225I, where I is the distance from the orientation plane of all flows to the meeting point of the axis of the gas flow with the surface of the molten metal. After the finishing period of melting, the liquid metal -- (steel) was released into the ladle. At the same time, the productivity of the furnace is V-46.9t/h, and the total fuel consumption for melting is 9-115.6bkg/t. All measurements were carried out as in example 1. 3 Examples 3-6. As in example 2, only the ratio of the distances I -// was equal to 0.15, 0.20, 0.25, 0.30 with «- the same consumption of gaseous fuel and fuel oil during the melting periods.
Показники прикладів 1-6 наведені в таблиці 1. Для значення співвідношення витрат газу до мазуту усу -85/15 для пропонованого способу є оптимальною і співвідношення відстаней | -4//, що знаходиться в « межах 0,20-0,25. Як видно, подаючий тепловий потік різний, в залежності від співвідношення витрат газу і мазуту, оскільки останній має високу теплотворну спроможність, ніж газ. Так як виміри подаючого теплового о) с потоку проводили (дивись раніше) на початку періоду доводки і мазут, по прототипу, подавали тільки в цей "» період і з більшою витратою (до 45,295 по теплу), ніж в пропонованому способі (до 1595 по теплу), то щільність " (густина) падаючих теплових потоків д Мвт/м2 в порівнянні з пропонованим способом була вищою, відповідно 1,592 до 1,549. Це сталось завдяки правильному вибору орієнтування виходів всіх потоків що до точки зустрічі їх на осі газового потоку та розрахунку відстані до точки зустрічі їх з поверхнею ванни. В цьому випадку - відбувається найкраще перемішування і повне спалювання палива з оксилювачем і більш швидка віддача тепла «сл з поверхні металу. - бо 22The indicators of examples 1-6 are given in table 1. For the value of the ratio of gas consumption to fuel oil of usu -85/15 for the proposed method, the ratio of distances | -4//, which is in the range of 0.20-0.25. As can be seen, the supplied heat flow is different, depending on the ratio of gas and fuel oil consumption, since the latter has a higher calorific value than gas. Since the measurements of the supplied heat flow were carried out (see earlier) at the beginning of the finishing period and fuel oil, according to the prototype, was supplied only in this "" period and with a greater consumption (up to 45.295 by heat) than in the proposed method (up to 1595 by heat), then the density " (density) of incident heat fluxes d MW/m2 in comparison with the proposed method was higher, respectively 1.592 to 1.549. This happened due to the correct selection of the orientation of the exits of all flows relative to the point of their meeting on the axis of the gas flow and the calculation of the distance to the point of their meeting with the surface of the bath. In this case, there is the best mixing and complete combustion of the fuel with the oxidizer and faster heat transfer from the metal surface. - because 22
МОМ Варіанти Відносна Відносні витрати газу ЩО Показникипроцебу.у/ 000000 кі» п/п відстань І1/-/мазуту, Сг/Ом, 7/6 Щільність (густина) падаючого на поверхню ванниIOM Options Relative Relative gas consumption WHAT Indicators of the process.u/ 000000 ki" p/p distance I1/-/fuel oil, Sg/Ohm, 7/6 Density (density) falling on the surface of the bath
М я вав сек інший 60I had another 60 seconds
Приклади 7-11. Як і в прикладах 1-6, тільки співвідношення відстаней | -// дорівнює 0,225 при зміні співвідношень газ-мазут С//Зу по періодах плавки: завалка і розігрів 90-100; розплав 85-95; доводка 80-9090 від загальної умовної витрати палива. Результуючим параметром в цій серії експериментів приймали продуктивність печі - В, кг/год. і питомі витрати умовного палива ад, кг/т. Показники прикладів 7-11 приведені 65 в таблиці 2.Examples 7-11. As in examples 1-6, only the ratio of distances | -// is equal to 0.225 when changing the gas-fuel ratio C//Zu according to the periods of melting: filling and heating 90-100; melt 85-95; finishing 80-9090 from the total conditional fuel consumption. The resulting parameter in this series of experiments was furnace productivity - V, kg/h. and specific consumption of conventional fuel, kg/t. The indicators of examples 7-11 are given 65 in table 2.
МоМо п/п Період варки Вимірювальний параметр Ог/См, 9090 я авааірюте | 1110 во 11111011 ря мов давюдад/177711111111вою11111 в Завааіроюте | в, 11111111 о пи с НИ ПОП НО УНН ЕХ КН даю в валют | 11109551 отолав 1 177111111111вомо1111111111я6я07 Бе дав і я валют | 1111000 95111011 нини з по НН ШЕХЕЕ даю в Завааіроюте | 11611111 нин с НИ ПО т ЗНЯ НОЯ ШОЕХРУ НИ о ддовода/1711111111111вомо111111MoMo p/p Cooking period Measuring parameter Oh/Cm, 9090 I avaairute | 1110 in 11111011 rya mov davyudad/177711111111voy11111 in Zavaairuyute | in, 11111111 o pi s NI POP NO UNN EH KN I give in currency | 11109551 otolav 1 177111111111vomo1111111111я6я07 Be gave and I currency | 1111000 95111011 now from NN SHEKHEE I give in Zavaairoyute | 11611111 nin s NI PO t ZNYA NOYA SHOEHRU NI o ddovoda/1711111111111vomo111111
З таблиці 2 видно, що спосіб, що пропонується перевершує по питомих показниках відомий (приклад 1). Це відбувається в результаті правильного перерозподілення співвідношень витрат С //0Зу по періодах плавки: завалка і розігрів - 95/5, розплав - 90/10, доводка - 85/15 від загальної витрати на кожний період і вибору точки зустрічі потоків (кисневого і мазутних) на осі газового потоку, а також відстані її до площини З орієнтування всіх потоків, що дорівнює 0,2-0,25 відстані від точки зустрічі газового потоку з поверхнею розплавленого металу до площини орієнтування виходу всіх потоків до поверхні ванни розплавленого металу. В цьому випадку, пропонований спосіб дозволяє досягти найбільшої продуктивності печі В-46,8-47 От/год. при мінімальних витратах загального умовного палива на плавку 4-115,5-115,7кг/т, що в порівнянні з відомим Ге способом, краще, відповідно на 2,5595 і 3,759.It can be seen from Table 2 that the proposed method is superior in terms of specific indicators to the known method (example 1). This happens as a result of the correct redistribution of the cost ratios of C//0Zu over the melting periods: filling and heating - 95/5, melt - 90/10, finishing - 85/15 from the total cost for each period and the selection of the meeting point of the flows (oxygen and fuel oil ) on the axis of the gas flow, as well as its distance to the Z plane of orientation of all flows, which is equal to 0.2-0.25 of the distance from the meeting point of the gas flow with the surface of the molten metal to the plane of orientation of the exit of all flows to the surface of the molten metal bath. In this case, the proposed method makes it possible to achieve the highest productivity of the furnace B-46.8-47 От/h. with the minimum consumption of general conventional fuel for melting 4-115.5-115.7 kg/t, which is better by 2.5595 and 3.759, respectively, compared to the known Ge method.
В таблиці З приведені порівнювальні показники роботи печі по обох способах. со - вTable C shows the comparative performance of the furnace by both methods. so - in
В, т/год. палива 9, кг/т сталі потоку від факелу в період доводки а, Вт/м2 5In, t/h. of fuel 9, kg/t of steel flow from the torch in the finishing period a, W/m2 5
ГЛ. -0,225 2 с З аналізу таблиці З можна зробити висновок, що запропонований спосіб опалення мартеновської печі, в :з» порівнянні з відомим, дозволяє збільшити продуктивність печі на 1,2т/год або на 2,695, зменшити питомі витрати умовного палива на 4,4кг/т сталі (3,6695). Характеристики факелу в пропонованому способі при тих же витратах 75 мазуту, газу і кисню і при постійних інших параметрах роботи печі вище, ніж у відомого, про що свідчать - величини падаючих теплових потоків в період доводки (1,592Вт/м2 проти 1,510Вт/м2).GL. -0.225 2 s From the analysis of table C, it can be concluded that the proposed method of heating the Martenov furnace, in comparison with the known one, allows to increase the productivity of the furnace by 1.2t/h or by 2.695, to reduce the specific consumption of conventional fuel by 4.4kg /t of steel (3.6695). The characteristics of the torch in the proposed method with the same consumption of 75 fuel oil, gas and oxygen and with constant other operating parameters of the furnace are higher than in the known one, which is evidenced by the values of the incident heat fluxes during the finishing period (1.592W/m2 vs. 1.510W/m2) .
Виходячи з представлених вище показників, проведено розрахунок економічної ефективності від і-й впровадження пропонованого способу опалення сталеплавильних печей. Результати розрахунків приведені в - таблиці 4. б ; заводуBased on the indicators presented above, the calculation of the economic efficiency of the i-th implementation of the proposed method of heating steel furnaces was carried out. The results of the calculations are given in table 4.b; factory
МОМ п/п Найменування вихідних даних Умовні позначення Одиниця виміру с Ес ІН ПОН ПО ЗАНЯ ПОЛОН У ЗИ НО ИН в Продженсьтя 111110001000800000100мд 00150108 а |(пиюма витрат умовною теля 11191101 10100056 05 вямауу 00000000) жтжму 00005205 8 Пиожевиртетютю боовфает 0000056000000мж010005500010005ю вв 51Mom Mom P/P Name of the initial data CONDUNITION SUMMARY SUMMARY SUMS ECE IN THE CONDITIONS OF THE CONTRACTS IN THE CONDITIONS 1111110001000800000100MD 00150108 A | (Piium expenses of the conditional calf 11191101 10100056 05 0000000000000000000000000000000000
ПИ СЕ ІНН ПОН УНН НОЯ ПОН соня НО 7 Приват та 111110101100111110вдко 10 о1000ю 500108 Витемнаодюттстя 000 би; 00000тю 00009006 в чний сююмчнийефет 0000010 восковіPI SE INN MON UNN NOV MON sonya NO 7 Privat and 111110101100111110vdko 10 o1000yu 500108 Vytemnaodyuttstya 000 bi; 00000tyu 00009006 in Chinese syuyumchnefet 0000010 waxy
Результати розрахунку:Calculation results:
ЕБА(С1-С2)-23400(1850-1815)-23400035-81900Огрн.EBA (С1-С2)-23400(1850-1815)-23400035-81900 Approx.
Річний економічний ефект від впровадження запропонованого способу опалення складе 31590Огрн.The annual economic effect of implementing the proposed heating method will be 31,590 UAH.
Таким чином, показники промислових випробувань доводять, що запропонований спосіб дозволяє, у порівнянні з відомим, забезпечувати інтенсифікацію теплообміну від факелу до металошихти і розплавлення, дозволяє збільшити продуктивність печі на 1,2т/год. або на 2,695 зменшити питомі витрати умовного палива на 4 Акг/т сталі.Thus, the indicators of industrial tests prove that the proposed method allows, in comparison with the known method, to ensure the intensification of heat exchange from the torch to the metal charge and melting, allows to increase the productivity of the furnace by 1.2 t/h. or by 2.695 to reduce the specific consumption of conventional fuel by 4 Akg/t of steel.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200512486U UA15182U (en) | 2005-12-26 | 2005-12-26 | A method for heating flame melting furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200512486U UA15182U (en) | 2005-12-26 | 2005-12-26 | A method for heating flame melting furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA15182U true UA15182U (en) | 2006-06-15 |
Family
ID=37459082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU200512486U UA15182U (en) | 2005-12-26 | 2005-12-26 | A method for heating flame melting furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA15182U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2545923C1 (en) * | 2014-02-10 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт иммунологии и физиологии Уральского отделения Российской академии наук | Method for simulating chronic periodontitis in rats |
-
2005
- 2005-12-26 UA UAU200512486U patent/UA15182U/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2545923C1 (en) * | 2014-02-10 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт иммунологии и физиологии Уральского отделения Российской академии наук | Method for simulating chronic periodontitis in rats |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102159731B (en) | Process for producing molten iron | |
| RU2195425C2 (en) | Method and device for accelerated reforming of fuel with oxygen | |
| ES2272220T3 (en) | COMMISSIONING PROCEDURE FOR A DIRECT FUSION PROCESS. | |
| ITUD950003A1 (en) | MELTING PROCEDURE FOR ELECTRIC ARC OVEN WITH ALTERNATIVE ENERGY SOURCES AND RELATED ELECTRIC ARC OVEN | |
| CN106282487B (en) | A kind of pre-dephosporizing method for molten iron | |
| CN103189528B (en) | Be used for controlling the thermally equilibrated method of suspension smelting furnace and suspension smelting furnace | |
| ZA200404240B (en) | Method for the pyrometallurgical treatment of metals, metal melts and/or slags and injection device. | |
| CN108300831A (en) | A method of improving dephosphorization converter smelting process origin of heat | |
| US5632953A (en) | Process and device for melting iron metallurgical materials in a coke-fired cupola | |
| CN101688662A (en) | Low velocity staged combustion for furnace atmosphere control | |
| RU2586194C2 (en) | Method of heating blast-furnace air heater | |
| US4556418A (en) | Process for melting a ferrous burden | |
| US5304232A (en) | Fumeless cupolas | |
| CN106282481A (en) | A kind of double fluid stock oxygen rifle and using method thereof | |
| CN105143804A (en) | An end port regenerative furnace | |
| CN100467987C (en) | Burning method in furnace with porous wall | |
| SK147397A3 (en) | Process for melting of metal materials in a shaft furnace | |
| US8231380B2 (en) | Combustion method with cyclic supply of oxidant | |
| UA15182U (en) | A method for heating flame melting furnace | |
| US4301997A (en) | Continuous copper melting furnace | |
| CN101754936B (en) | Glass melting plant and method for operating it | |
| US7780436B2 (en) | Flex-flame burner and combustion method | |
| US5451246A (en) | Process and device for heating and melting lumps of sponge iron | |
| RU2788662C1 (en) | Method for production of mineral insulation | |
| RU2340855C1 (en) | Method of hydrocarbon fuel burning in cupola furnace |