Способ выплавки стали в подовом сталеплавильном агрегате

(51)5 С 21 С 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Е,М.Хилько, В,Я.Ботвинский, А.Н.Зайвый и др, Сталь,- М.; Металлургия, 1988, М8, с.26 - 28,Авторское свидетельство СССРМ 1409667, кл, С 21 С 5/04, 1986. Изобретение относится к черной металлургии, в частности, в способам выплавки стали в двухванных сталеплавильных агрегатах и мартеновских печах,Целью изобретения является повышение стойкости огнеупорной футеровки.Поставленная цель достигается тем, что по способу выплавки стали в подводном сталеплавильном агрегате, включающем подачу через сводовые кислородные фурмы в ванну и в атмосферу печи кислорода раздельными струями на разных уровнях, кислород в атмосферу печи подают с высоты, составляющей 0,2 - 0,3 высоты свода от уровня порогов, завалочных окон, струями, направленными к поверхности ванны под углом 50 - 60 к вертикали, при этом число струй принимают равным (1500 - 3500) от отношения калибра сопла фурмы к высоте,1 765183 А 1(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ПОДО ВОМ СТАЛ ЕПЛАВИЛ ЬНОМ АГРЕГАТЕ (57) Использование: в области черной металлургии, а именно, при выплавке стали в подовых сталеплавильных агрегатах с продувкой кислородом. Сущность изобретения: кислород на дожигание СО подают в атмосферу печи с высоты, составляющей 0,2 - 0,3 высоты свода от уровня порогов завалочных окон. Струи кислорода направлены к поверхности ванны, под углом 50 - 60 С к вертикали, Число струй принимают равным 1500 - 3500 от отношения калибра сопла к высоте, с которой кислород вводят в атмосферу печи, 2 табл,с которой кислород вводят в атмосферу печи.Реализация данноо процесса осуществляется путем оптимизации схемы взаимодействия окислителя с ванной, в том числе за счет рациональной организации потоков кислорода в атмосфере печи.Определение оптимальных характеристик движения газОв в рабочем пространстве было произведено на холодной модели мартеновской печи, выполненной в масштабе 1:15 с соблюдением критериев Архимеда, Рейнольдса и Фруда. В качестве моделирующей жидкости использовали воду, в качестве среды, моделирующей окислитель, использовали компрессорный воздух. В качестве параметра оптимизации использовали скорость движения воздуха в фазе футеровки над шлаковым поясом и в подсводовой области.40 45 50 приведены в таблице 155Из приведенных данных в табл.1 следует, что при заявляемых значениях режимных параметров высокоскоростные струи окислителя не попадают на футеровку печи, о чем свидетельствует снижение скорости В результате модельных экспериментов установлено, что при высоте подачи окислителя в атмосферу менее 0,2 высоты свода резко повышается скорость движения воздуха над шлаковым поясом, что свидетельствует о неизбежном снижении стойкости футеровки задней и передней стенки печи при реализации данного режима.При подаче окислителя с высоты более 0,3 высоты свода заметно ускоряется движение газов в подсводовой области, что приведет к перегреву свода в натурных условиях.Пои вводе окислителя под углом более 60 к вертикали даже при минимальной высоте свода струи попадают на футеровку как за счет непосредственного контакта, так и за счет распространения по зеркалу ванны. При вводе окислителя под углом менее 50. к вертикали увеличивается доля газа, отраженного от поверхности ванны и попадающего на стены и свод печи, что ведет к снижению стойкости футеровки.В ходе исследований на модели было установлено, что на скорость износа футеровки значительное влияние оказывает число струй окислителя, которыми он вводится в атмосферу при расходе, Прйчем оптимальное число струй зависит от соотношения их диаметра (калибра) на срезе подающего устройства к высоте, с которой их вводят. При числе струй меньшем, чем 1500 данного соотношения, повышается кинетическая энергия струи до значений, при которых она не гасится в результате взаимодействий с ванной, Это приводит к проникновению струй к футеровке, повышенному брызгообразованию и снижению стойкости рабочего пространства печи. При числе струй большем, чем 3500 отношения диаметра (калиб.ра) струи на срезе подающего устройства к высоте, с которой окислитель вводят в ванну, струя окислителя отклоняется от расчетной траектории тягой, создаваемой дымососом печи, при атом непрореагировавший окислитель вовлекается в движение печных газов и вместе с ними попадает на свод и стены агрегата, снижая их стойкость. Средние величины измеренной трубкой Пито-Прандтля скорости потока воздуха вдоль задней стенки (10 контрольных точек) и скоростй под сводом (12 контрольных точек) 5 10 15 20 25 30 35 движения газов в зоне, непосредственно прилегающей к футеровке,П р и м е р 1. Заявляемый способ был реализован при выплавке стали в двухванном сталеплавильном агрегате 2 х 250 т.Агрегат работал с расходом кислорода 8000 м /ч.В исходном состоянии агрегат был оборудован системой торцовых кислородных фурм, реализующих технологию прототипа. По заявляемому способу агрегат был оборудован сводовыми двухъярусными кислородными фурмами, реализующими средние значения параметров заявляемого способа. Высота свода над уровнем порогов зэвалочных окон составляла 3,7 м, высота расположения второго яруса сопел над уровнем спокойной ванны составляла 3,7 х х 0,25 = 0,92 м, угол наклона сопел верхнего яруса к вертикали устанавливали равным 50 О, Число струй составляло2500 х 092 = 27,0,01где 2500 - среднее значение заявляемого коэффициента;0,01 - диаметр сопла, равный диаметру струи на срезе подающего устройства, м;1,3 - высота, с которой производили подачу кислорода, м.Струи кислорода была распределены на три фурмы (по 9 шт,).По заявляемой технологии была проведена кампания плавок до достижения остаточной толщины сводового кирпича 150 мм.Результаты опытных плавок представлены в табл.2.Таким образом, промышленное опробование заявляемого способа подтвердило эффективность разработанного способа выплавки стали и его преимущества по сравнению с прототипом как по стойкости футеровки, так и по технологическим показателям.Эффективность предложенного технического решения составляет 0,2 руб/т стали,ф,ормула изобретения Способ выплавки стали в подовом сталеплавильном агрегате, включающий подачу через сводовые кислородные фурмы в ванну и в атмосферу печи кислорода раздельными струями на разных уровнях, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости огнеупорной футеровки, кислород в атмосферу печи подают с высоты, составляющей 0,2 - 0,3 высоты свода от уровня порогов завалочных окон, струями,1765183 отношения калибра сопла фурмы к высоте,с которой кислород вводят в атмосферу печи,направленными к поверхности ванны под углом 50 - 60 к вертикали, при этом число струй принимают равным 1500 - 3500 от Таблица Средине значения скорости двилення окислителя вблизи поверхизсти огнеупооизй Футеровки агрегатая н/с ( . по осевой линии свода, 2 - гю линии сочлененнл свода с задней стенкой, 3 - на уровне щихтового гюяса, 4 - на уртвне высоты варлей стенки) Высота,с которой вводитсяокислитель,догн высоты свода от уровняспокойнойванны Угол подачи струи окислителя к вертикали тч и 50 55 бО 65уозееициент прогюрциональности ненду чиспон струи н отнояениен калибра сопла к высоте от поверююсти ванны1 г -- 1- -г т г "1 1 1 1 т т ч 1 т 11 400 500 2500 /35003600 1400 1 5002500350036001400 50025003500 З 600400500 2500 35003600 400 50025003500360038 45 43 42 42 39 46 39 45 39 41 39 39 38 47 38 44 42 43 37 44 Э 7 46 40 4029 30 32 31 30 28 32 36 ЗЗ 32 27 33 36 35 35 25 35 36 32 32 29 39 44 34 ЭО80 82 85 84 83 76 78 80 79 77 74 62 66 БВ 65 64 78 79 88 ВО 82 Вб 98 92 9085 88 92 87 84 72 8 75 65 68 76 73 68 79 81 89 86 ВЗ 94 98 110 97 9542 44 47 46 43 42 4 Э 48 49 50 52 62 56 44 57 6246 48 52 48 45 43 44 46 52 42 48 58 51 44 50 5672 62 55 67 74 74 78 76 68 74 74 62 56 48 50 5274 68 59 71 76 78 82 82 68 78 76 46 48У 45 43 44 47 49 18 43 44 4844 6 42 42 41 47 51 46 47 5466 9 68 40 42 44 38 37 47 44 46 48 4 48 50 4 50 78 4 52 69 4 58 60 5 40 42 43 36 ЭВ 0,25 3 0,25 4 80 40 51 38 37 38 4 39 40 40 37 39 37 38 2 58 40 6 Э 2 26 9 37 34 7 35 35 0,3 2 О,З Э 0,3 0,4 1 41 37 44 38 68 65 42 34 59 63 56 52 68 58 72 81 68 38 44 38 42 45 44 48 52 47 60 62 64 68 34 ЗО 32 39 43 36 38 40 44 32 34 41 32 9 39 3 9 38 4 9 Эб 4 0,4 0,4 тотип 1 - 732- 47 3-42 4-40 Таблица 2 Сравнительные показатели работы сталеплавильного агрегата при использовани заявляемого решения5 5 едактор М,Егорова Составитель А.МастицкиТехред М,Моргентал Лук орр аказ 3353 Тираж ВНИИПИ Государственного комит 113035, МоскваПодписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР