Способ нагрева металлошихты

п 1870448 Союз СоветскихСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАКИЕИЗОВРЕТЕКИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5) . л. с присоединением заявки М С 21 С 5/52 Рвударствекцй кемнтет ВСВОЕ ае елам взебретеекй и отермтвй(54) СПОСОБ НАГРЕВА МЕТАЛЛОШИХТЫ Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам предварительной обрабогки металлошихты перед загрузкой ее в плавильные печи или непосредственно в плавильных печах.Часто необходимо предварительно подогревать металлошихту перед плавкой металла в электропечах или конвертерах. Это позволяет увеличить производительность электропечей и снизить в них расход энергии, а в .конвертерах поднять расход ме- - 0 таллолома.Известен способ нагрева и плавления скрапа, в котором топливно-кислородная горелка, обеспечивающая получение широкого факела, опускается в ковш до днища, зажигается и затем в ковш заваливается металлолом до его заполнения. По мере вввления и нагрева лома слой его опускается (,13.Основным недостатком укаэанного спо соба является невозможность подогрева крупных кусков лома, так как при загрузке таких кусков в ковш, в котором уже находится горелка, последняя подвергается ударам и выходит из строя.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ нагрева и плавления стали в конвертере (2 , по которому в конвертер вначале заваливается шихта, затем к поверхности шихты опускается горелка и широким факелом производится ее нагрев и плавление с образованием ванны жидкого металла, покрытого слоем жидкого шлака. После этого увеличивают соотношение кислород-топливо, переходят на острый факел с высокой осевой скоростью, которым продувают ванну с целью ее рафинирования,Наиболее существенным недостатком описанного способа является нагрев садки с поверхности, который становится особенно малоэффективным после появления расплава металла и шлака. Эго достаточно убедительно подтверждается практикой работы мартеновских печей, в которых после появления на поверхности слоя жидко гошлака коэффициент полезного использования тепла падает более чем в 2 раза по сравнению с нагревом той же садки, ко беэ жидкого шлака, При этом следует отметить, что нагрев с поверхности слоя металлолома значительно мечее эффективен, чем при прососе газов через спой, что, например, иеет место в шахтных печах. Другим недостатком описываемого способа является нзая скорость нагре, вв металла, т,е, снижение производительности процесса, что также является ".ледствием нагрева с поверхности.Белью настоящего изобретения является увеличение скорости нагрева шихты и снижение расходов топлива и окислителя.Поставленная цель достигается тем, что в способе чагрева металлошихты, включающем загрузку емкости металлошихтой, нагрев ее острым и широкил факелом, нагрев вначале осуществляют острым факелом при одНовременном погружении горелки внутрь с:лоя шихты на глубину 50-90%, а затем продолжают нагрев широким факелом при неподвижной, горелке,Преимушества предлагаемого способа заключаются в увеличении степени искосазования тепла и производительности Печи, уменьшении расходов топлива и окислителя, так квк нагрев шихты производится в объеме слоя при прохождении через него гсрячих газов. Одновременно достигается более надежная работа горелочного устройства и появляется возможность нагревать шихту любой крупности.Осуществляется предлагаемый способ следующим образом.В ковш или другую емкость (например, конвертер или дуговую электропечь) заваливают все;необходимое количе чво твердой метвллошихты. Допускается зввалка части метвллошихты с последующей подвалкой по ходу процесса.Однако подвалки необходимо производить мелкой шихтой для предотвращения поломки горелки. Затем в емкость к поверхности металлошихты подводят горелочное устройство, способное давать при необходимости острое и широкое пламя Возможно применение и двух разных горе лок, дающих указанную форму пламеки, Затем горедху зажигают и настраивают ка воспроизводство острого факела. После этого горелку передвигают сверху вниз по мере выплавления или прорезания (если шихта окисляется кислородом) в слое канала, наиболее рационально перемешать горелку по оси емкости, если ока круглая или имеет другую симметричную форму. 0448 4Глубина перемещения горелки не превышает 90% высоты столба шихты в емкости.Опыт показывает, чтО нет необходимостиувеличивать глубину погружения свьпцеуказанной величины, так как в этом случае возможно повреждение острым факелом днища емкости, а остающийся нижегорелки непрореэанный слой шихты и такуспевал достаточно прогреться, Минимальная глубина продвижения горелки должкасоставлять половину высоты слоя, что, какпоказывает практика, обеспечиваетпоследующий нагрев шихт, Для свободного передвижения горелки сечение острого факела должко составлять 1,3-2,0 сечениягорелки, что обеспечивает проллавлечие вшихте достаточного размера канала, Нужно стремиться иметь факел оптимального сечения, так как это ускоряет процесс2 О проплавлекия шихты и передвижения горелки и уменьшает канальный ход продуктовгорения при дальнейшем нагреве,Восле того, квк гОрелка опущена назаданную глубину, переходят на нагревшкхты широким факелом при неподвижнойгорелке. При этом ширина факела любымизвестным способом догокна быть получена равной 0,95-0,7 диаметра ел."кости,В данном случае продукты горения будутфильтроваться через слой шихты снизуЗОвверх, нагревая шихту до заданной температуры.П р и м е р 1. Стальной лом (обрезы дистов и сортового проката линейным размером дс 300 мм и толщиной2-14 мм) общим весом 640 кг нагревали в цилиндрической емкости высотой 800и диаметром ЗОО мм известным способом.Для нагрева применяли газокислородкую40горелку следующих параметров: расходыприродного газа 12 м/ч; кислорода20,4 м/ч; давление соответственно 3 и5 кг на см,Высота слоя лома в емкости составляла 700 мм. Угол наклона сопел горелки45равнялся 75 к оси и она обеспечивалаполучение широкого факела диаметром460 мкм, Нагрев садки до среднемассо-,вой температуры 600 .С продолжалсяфО56 мин, Температура отходящих газовксьолебалвсь от 460 С в начале нагрева идо 1650 гС в конце,П рим ер 2. Те же 640 кгупомянутой шихты нагревались в той же елкости предлагаемым способом, Для этого первоначально в слое шихты по его оси горелкой с узким факелом (мощность горелки такая же, квк в примере 11 прорезали вертикальный казал диаметром около870448 ес шихты, т редняя темпераура нагрева, Со ремя нагрева,6 0,6 Источники информанятые во внимание пр 0 600 експертиз и 8 минУдельный расходгаза, м/тТепловой КГЩ,%Удельный расходспорода, м /т 17,5 30;О,9 абот крап 5 21.Патент21 С 0,5 ША Ип 3725000, опублик. 2. С 73 Составитель Л. БаркевичТехред А.Бабинец Корре ктот Н. Арист емчик ед Подписное СССРТираж 621И Государственного комитета елам изобретений и открытий Москва, Ж 35, Раушская наб., д, 4/аз л ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная 78 мм (при диаметре горелки 63 мм) и глубиной 550 мм (при высоте слоя шихты 700 мм), опуская горелку по ходу процесса, на эту операцию затратили 4 мин. Затем указанную горелку вынули из емкости и опустили в колодец до его дна горелку с широким факелом (такую же, как в примере 1) и продолжали нагрев широким факелом до пвучения среднемассовой температуры 600 С, на что затра- щ тнли 34 мин, Температура отходящих газов изменялась от 120 С в начале до 970 С в конце.Сравнительные показатели примеров 1 и 2 пренптввпены ниже. 5 бИз приведенных данных видно, что пред лагаемый способ нагрева шихты говволяет по сравнению с известным сократить удельные расходы газа и кислорода на 32% и в такой же степени увеличить производительн остье Формула изобретения Способ нагрева металлапихты, включающий загрузку емкости металлашихтой и нагрев ее острым и широким факелом, отлич аюшийся тем, что, с целью увеличения скорости нагрева и снижения расхода топлива и окислителя, нагрев вначале осуШествляют острым факелом при одновременном . погружении горелки внутрь слоя шихты на гдубину 50 90%, а затем продолжают нагрев широким факелом при неподвижной горелке. ангхаммер Г, Ю, и Гек Г, Г. Разпроцессов непрерывного плавлениЧерные металлы, 1972, % 11