Способ плавления скрапа и шахтная печь для его осуществления

(51)5 Р 27 В 1/08 ИЗОБР НИЯ ОП К ПАТЕН ейному ниючбота ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Дойче Фоест - Альпине Индустрианлаенбай ГмбХ (ОЕ)(54) СПОСОБ ПЛАВЛЕНИЯ СКРАПА И ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: получение чугуна в бескоксовых вагранках. Сущность изобретения; При плавке может быть использован Изобретение относится к лит производству, в частности к получе у гуна в бескоксовых вагранках,Цель изобретения - обеспечение возможности осуществления процесса с максимальным содержанием стального скрапа вплоть до 100%,На чертеже представлена шахтная печь, продольный разрез.Печь содержит шахту 1, под 2, рабочее пространство горна 3 и расположенную между ними охлаждаемую колосниковую решетку 4. Горн выполнен цилиндрической формы и имеет большее поперечное сечение, чем шахта. Шахта и горн футерованы жаропрочным материалом 5. Дополнительно имеется кольцевой трубопровод 6 для 42 1796049 АЗ стальной скрап до 100. Печь имеет шахту и горн большего диаметра, отделенный от шахты колосниковой решеткой. Внесенное через горелки в горн количество тепла разделяется на составляющую, направляемую в шахту для плавления скрапа, и на составляющую в виде теплоты излучения для подогрева жидкого металла в горне, Для этого поверхность излучения жаропрочной футеровки стенки выбирается с площадью 1,8- 3,5 м, в частности 2 - 2,8 м, на тонну2 2получаемого жидкого металла. Излучающая средняя часть слоя газа в поде печи составляет 1,5 - 3,5 м, в частности 2 - 2,5 м, а выходная температура отходящего газа в рекуператор регулируется в зависимости от высоты засыпки исходного материала в шахте печи, 2 с, и 8 з.п,ф-лы, 1 ил. наружного охлаждения печи. В верхней части печи установлен скип 7 с затвором 8, заслонкой 9 для удержания скрапа в засып- О ной шахте 10. Над решеткой 4 размещен О слой 11 керамического сыпучего материала, (, В горне 3 расположены горелки 12, Для вы- фь хода отходящих газов служит трубопровод К) 13, Печь, кроме того, имеет летки 14 и 15 для металла и шлака. Замена пода осуществляется с помощью устройства 16. Горн выполнен с параболическим или коническим ф сводом, причем фокус параболической поверхности расположен в центральной части дна горна, Горелки устанавливаются тангенциально и под углом максимально 10 к горизонтальной плоскости.Способ плавления позволяет рэ ть не только с любыми компонентами скрапа вкачестве исходного материала, но и также со стальным скрапом на 100 .Сущность способа заключается в том, что металл в горне печи дополнительно подогревают посредством теплового излучения с поверхности горна, Выбор поверхности излучения осуществляется из соотношения 1,8-3,5 м на тонну жидкого металла.Вследствие того, что поверхности излучения жаропрочной футеровки в подовой печи, измеренные по производительности плавки в тоннах исходного материала в час и соотнесенные с ней, определены точно, для возможности перегрева жидкой фазы создаются оптимальные условия,Не только установленная мощность, но и разделение энергии на ванну и шахту имеет решающее значение, чтобы, с одной сто. роны, имелось достаточно энергии в шахте для плавления скрапа, а, с другой стороны, рабочее пространство имело такие параметры, чтобы расплавленный металл мог перегреваться до достаточно высокой температуры, Для этого устанавливается особенно благоприятная зависимость между входной температурой в рекуператоре при сведении к минимуму опасности окисления исходного материала в шахте печи в зависимости от высоты слоя засыпки исходного материала. Эта температура составляет 800 - 900 С,Входная температура газообразных отходов в рекуператор регулируется, с одной стороны, высотой засыпки скрапа, а также его свойствами, а, с другой стороны, дожиганием и подачей охлаждающего воздуха, Подогрев металла в горне осуществляют на 80-100 излучением, а на 20 - 10 конвекцией, при этом излучение поверхности горна, составляет 50-80 от общего теплового излучения, а тепловое излучение слоя газа над металлом - остальное. Толщина слоя газа над ванной металла составляет при этом 1,5 - 3,5 м,Вследствие достигаемых температур в шахте, например, могут испаряться также другие, имеющиеся в исходном материале как примеси металлические компоненты, например, цинк, при этом такие компонентыв последующем могут полностью переводиться в окиси в камере дожигания и, таким образом, становятся в конечном счете составными частями зольной пыли, которая, всвою очередь, улавливается в пылеуловителях и может тем самым выводиться черезшлюзовое устройство. В зависимости от со 5 держания в таких загрязнениях определенного количества грубой и/или тонкой пылиони могут в связи с этим также фильтроваться по фракциям или альтернативно выводиться через шлюзовое устройство."0 Чтобы иметь возможность устанавливать в ванне жидкого металла любое требуемое содержание углерода и одновременноподавлять шлакование исходного материала на поверхности ванны, в ванную жидкого15 металла могут вдуваться носители углерода,для чего пригодны устанавливаемые под поверхностью ванны сопла или устанавливаемые над поверхностью ванны или подповерхностью ванны копья, Таким образом20 без затруднений создается воэможностьполучения из исходного материала по выбору как стали, так и чугуна,Печь работает следующим образом.После установки полного скипа 7 на эа 25 сыпную шахту 10 заслонка 9 открывается искрап падает на находящийся над решеткой4 слой 11 керамического сыпучего материала. В горне 3 горелки 12 образуют газообразные продукты сгбрания, температура30 которых значительно превышает температуру плавления скрапа. Эти газы протекаютчерез решетку 4 и керамический слой 11 ирасплавляют скрап. Затем газ протекает через засыпку скрапа и покидает печь через35 трубопровод 13 отходящих газов, Образованный жидкий металл просачивается черезкерамический слой 4 и там перегревается дотого, как капли падают на под 2, Собирающийся вподе жидкий металл перегревается40 лучистым тепловыделением газов в рабочемпространстве 3, излучением стенок рабочего пространства и в небольшой степенивследствие конвекции.Жидкий металл выпускается из печи45 через лотки 14, а жидкий шлак через отверстие 15.Горячий отходящий газ дожигается в камере дожигания и смешивается с охлаждающим воздухом до нужной твмпературы50 (рекуперация). С помощью достаточно большого количества тепла отходящего газа воздух для сжигания топлива предварительноподогревается.Формула изобретения 1. Способ плавления скрапа, преимущественно стального, в бескоксовой шахтной печи, включающий сжигание в горелках горна топлива совместно с воздухом, подогретым в рекуператоре теплом отходящих газов, нагрев и расплавление скрапа, размещенного на колосниковой решетке, сбор жидкого металла в горне печи, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности осуществления процесса с максимальным содержанием стального скрапа, вплоть до 100, металл в горне печи подогревают посредством теплового излучения с поверхности горна, выбираемой из соотношения 1,8-3,5 м на 1 т жидкого металла, при этом толщина слоя газа над ванной жидкого металла составляет 1,5-3,5 м.2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что излучающая поверхность составляет 2-2,8 м, а толщина слоя газа - 2 - 2,5 м,г3. Способ по п.1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что температуру отходящих газов на входе в рекуператор поддерживают в пределах 800-900 С.4. Способ по п.1, о тл и чэ ю щи й с я тем, что подогрев металла в горне печи осуществляют на 80-90 излучением, а на 20- 40.",ь конвекцией, при этом тепловое излучение поверхности горна составляет 50-80 от общего теплового излучения, а тепловое излучение слоя газа - остальное. 5, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что температуру в шахте печи устанавливают по меньшей мере равной температуре испарения цинка для последующеговыделения его из образующейся пыли,6. Шахтная печь для плавления скрапэ,преимущественно стального, содержащаяшахту и горн цилиндрической формы, имеющий большее поперечное сечение, чем шахта, охлаждаемую колосниковую решетку,отделяющую шахту от горна, и горелки, установленные в горне, о т л и ч а ю щ а я с я.тем, что, с целью обеспечения возможностиосуществления процесса с максимальнымсодержанием стального скрапа вплоть до100;4, горн выполнен с параболическим иликоническим отражающим сводом,. 7. Печь поп 6, отл ича ю щая с я тем,что фокус параболической поверхности отражающего свода расположен в центральной части дна горна.8,Печьпоп;6,отличающаясятем,что горелки установлены тэнгенциально вгоризонтальной плоскости и под углом к ней .максимально 10 в направлении к сроду,9, Печь по п.6, о т л ич а ю щ а я с я тем,что она снабжена камерой дожигания примесей в отходящих газах.10, Печь по п,6, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что она снабжена устройствами для ввода вванну жидкого металла углеродсодержащихкомпонентов.1796049 Составитель А.КузнецоваРедактор Техред М,Моргентал Корректор В.Петраш о-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 Производст каз 445 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС . 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5