Способ ведения плавки

(19) 011 151) с С 21 С 5/52 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ательро оржин,г 8 а,2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71.).Всесоюзный научно-исследоский проектно-конструкторскийтехнологический институт электтермического оборудования(54) (57) СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ПЛАВКИ вдуговой сталеплавильной печи, вклю чающий проплавление в шихте колодцев, расплавление основной массышихты и доплавление шихты у стенпечи энергией электрических дуг ифакелов топливных горелок, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения производительности печи,при проплавлении колодцев в шихтефакелы горелок направляют под зонугорения электрических дуг, при расплавлении основной массы шихты факелы горелок направляют между электродами и стенками печи, реверсивноперемещая при этом горелки относительно их оси, при доплавлениишихты факелы направляют вдоль внутренней поверхности печи при одновременном реверсивном вращении горе-.лок вокруг своей оси,1191471 Изобретение относится к металлур=гии, конкретно к способу веденияплавки в дуговой сталеплавильнойпечи с использованием для нагревашихты энергией электрических дуг и 5факела топливных горелок.Целью изобретения является повыше,ние производительности печи,По ходу расплавления шихты в дуговой сталеплавильной печи можно выделить три основных этапа: проплавление колодцев, расплавление основноймассы шихты находящимися в колодцеэлектрическими дугами, доплавлениеи нагрев металла в режиме открытого горения дуг. Для определения моментов окончания каждого из этаповплавки с учетом совместной работыгорелок и. электрических дуг проведены эксперименты на математической мо дели. При анализе тепловых характеристик учтены теплообмен излучениемв системе электрические дуги (факелы горелок) - электроды - поверхность шихты - внутренняя поверхность стен печи, теплопередача встенах, своде и падине печи. В процессе проведенных экспериментов наматематической модели определялидля каждого момента времени; долюэнергии, переданную шихте, тепловыепотоки на стены и свод печи, тепловые потери, термический КЦЦ, долю,расплавленного металла, энтальпиюшихты, температуру зеркала металлаи стен.35 В результате проведенных исследований установлено, что проплавление колодцев в шихте заканчивается при удельном расходе суммарной энергии 40 (энергия электрических дуг + энергия факела горелок) (3-4)10 Дж/т. При удельном расходе энергии от (3-4)Х Х 10 до (9-11) 10 Дж/т происходит расплавление основной массы шихты 45 экранированными дугами. Раскрытие дуг происходит. при достижении дель- ного расхода энергии (9-11) 10 Дж/т. В этот момент дуги начинают интенсивно облучать стены печи, а КПД 50 горелок имеет очень низкое значение 0,2-0,3. Поэтому необходимо либо провести подвалку шихты, после чего дуги будут снова экранированы шихтой, и начать весь процесс нагрева 55 шихты снова, либо перейти на доплавление шихты у стен печи. Полное расплавление шихты имеет места при 2удельном расходе энергии (14-16)х10 Дж/т.Реализация способа ведения плавки показана на примере эксплуатации дуговой сталеплавильной печи ДСПс трансформатором 75 МВА.На фиг, 1-3 представлена печь вертикальный разрез на фиг.4-6 - то же, вид сверху при отведенном своде в различные моменты плавки на фиг.7- торцевая часть продольного сечения горелки с истечением газа и кислорода под углом к ее вертикальной оси.Печь состоит из корпуса 1, накрытого сводом 2, в отверстия которого введены электроды 3. Тонливные горелки 4 установлены в стенах 5 корпуса 1. Горелки в данном случае неослаждаемые типа труба в трубе, причем по центральной трубе 6 подают кислород, по внешней трубе 7 - газ, Печь снабжена механизмами радиального перемещения и реверсивного вращения горелок 4 относительно их оси, что позволяет изменять положение факела 8 в рабочем объеме печи и относительно шихты 9. Расплавленный жидкий металл стекает на подину печи и образует металлический расплав 10.Печь оборудована тремя горелками мощностью 10 МВт каждая, установленными в стенке. Горелки установлены радиально относительно оси печи, и оси горелок направлены между элек. тродами. Выходные сопла горелок рас-.оположены под углом 45 к оси горелки и направлены вниз, Сжигание газа ведут в кислороде при определенном стехиометрическом соотношении топлива и окислителя. В процессе плавки регистрируют количество израсходованных электроэнергии и топлива. Печь оборудована механизмами радиального перемещения и реверсивного вращения горелок. После завалки в печь 80 т шихты (фиг,1 и 2) включают источник питания и .одновременно зажигают факелы горелок, Проплавление колодцев ведут при токе 55 кА и напряжении 761.В. Расход газа на каждую горелку составляет 1000 м /ч, кислорода 2000 м /ч, Горелки при этом максимально вводят в рабочий объем печи, факелы всех трех горелок направляют под зону горения дуг и изменяют угол наклона факела по мере опусканияз 1191электродов вниз. В этот момент времени, пока электроды находятся наверху и постепенно за дугами опускаются вниз в проплавляемые колодцы,нагрев центральной части шихты поддугами способствует не только дополнительному нагреву шихты, но й значительно стабилизирует горение электрических дуг. Причем: это не приводит кдополнительному окислению электродов, 10так как зона подогрева шихты горелкаки лежит вне электродов и прямоговоздействия факела горелок на элек.троды нет,При Удельном расходе энергии (электрозкергии и топлива) З,б ф 10 Дж/тпроплавление колодцев заканчивается.В этот момент (фиг.З и 4) горелкиотводят ближе к стенам печи и поворачивают реверсивно вправо и влево, 20располагая при этом факел междуэлектродами и стенкой печи. Этот период плавки ведут при токе 67 кА инапряжении 722 В. При этом мощностидуг максимальны и расплавление шихты 25проходит с максимальной скоростью,После достижения удельного расходаэнергии 9,5 110 Дж/т происходит рас 3крытие дуг, которые начинают интенсивно облучать футеровку, Горелкии источник питания отключают и осуществляют подвалку в печь 35 т шихты.Горелки снова устанавливают в исходное положение, Включают источникпитания и зажигат горелки, факелыкоторых направлены под зону горе 35ния дуг. Подваленная шихта экранирует дуги и позволяет вести расплавление при максимальной мощности дуг.После прохождения колодцев горелки40вновь поворачивают и направляют факелы в зону между электродами истенкой печи, меняя при этом их по 471 4ложение (вправо - влево) с помощью реверсивного вращения горелок вокруг их осей. При достижении удельного расхода энергии 9,8 ф 10 Дж/те происходит вторичное открытие дуг. В этот момент (фиг.5 и 6) горелки радиально перемещают от оси печи к стенам, направляя факелы по касательной к внутренней поверхности печи, обеспечивая быстрый подогрев и доплавление кусков металла, находящихся у откосов печи. При этом переходят на ступень напряжения 686 В и увеличивают ток дуг до 75 кА, чтобы уменьшить облученность внутренней поверхности печи и увеличить долю энергии, передаваемой раснлаву.Полное расплавление имеет место при расходе энергии 1510 Дж/т. ГоВ релки отключают и, ведут дальнейший электротехнологический режим только на энергии электрических дуг, Горелки выводят из рабочего объема печи.Использование предложенного способа позволит по сравнению с известным снизить время расплавления шихты без увеличения расхода электродов.Снижение продолжительности плавки позволит увеличить прбизводительность печи и снизить расход электроэнергии, как за счет замены части ее энергией факелов, так и за счет более рационального использования электроэнергии вследствие более стабильного горения электрических дуг.Период расплавления на печи ДСПс трансформатором 75 МВ 1 А может быть снижен на 6 мин, в резуль тате чего увеличивается производительность.1191471 7 г.7 Составитель П,Иагаюмоваб Техред А.Бабинец Корректор С.Шек Редакт к ент Ужгород, ул. Проектная, 4 121/24 . Тираж 552ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушска Подписитета СССРрытийнаб., д. 4/5