Способ выплавки стали в двухванном сталеплавильном агрегате

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК О 1)5 С 21 С 5/04 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛ ЬСТВ К АВТОРС г/м, Сгазов иокон итабл.(56) Авторское свидетельство СССР М 954427, кл. С 21 С 5/04, 1976,Технологическая инструкция двухванной печи, работающей с применением подвижных газокислородных горелок, ТИ 104 - СТ М - 39 - 87, Новотроицк, ОХМК, 1987. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ДВУХ- ВАННОМ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕ/ АТЕ (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в двухванных сталеплавильных печах. Целью изобретения является сокращение выбросов газов из открытых во Изобретение относится к чернои металлургии и может быть использовано при выплавке стали в двухванных сталеплавильных печах.Целью изобретения является сокращение выбросов газов из открытых во время завалки рабочих окон и снижение их запыленности за счет повышения степени эффективности регулирования,На чертеже представлена схема удаления дымовых газов из рабочего пространства двухванного сталеплавильного агрегата,время завалки рабочих окон и снижение их запыленности за счет повышения степени эффективности регулирования. Способ выплавки стали включает завалку и прогрев с нагревом шихты с помощью топливокислородных горелок в одной ванне, плавление и доводку с продувкой металла кислородом в другой ванне и одновременный отводдымовых газов через отводные борова обеих ванн с регулированием общего количества отводимых газов по давлению под сводом. Количество газов, отводимых из рабочего пространства ванны завалки и прогрева шихты, регулируют по степени запыленности газов в отводном борове этой ванны, увеличивая количество газов в отводном борове ванны завалки и прогрева шихты при запыленности газов менее 0,5 г/м и уменьз шая количество газов в отводном борове этой ванны при запыленности газа более 1,5з особ позволяет сократить выбросы открытых во время завалки рабочих низить запыленность газов. 1 ил., 2 Агрегат содержит ванну 1 продувки и ванну 2 завалки и прогрева шихты. В своде агрегата установлены кислородные фурмы 3 для продувки металла и подвижные газокислородные горелки 4 для нагрева шихты, а также датчики 5 и 6 давления газов под сводом. Агрегат содержит также вертикальные каналы 7 и 8, шлаковики 9 и 10, отводные борова 11 и 12, шиберы 13 и 14, датчики 15 и 16 пылемеров и общий боров 17. Рамы рабочих окон оборудованы боковыми воздушными завесами, 1693076Способ осуществляют следующим образом.В ванне 1 производят продувку металла кислородом. Процесс плавления и доводки осуществляется за счет тепла реакций окисления примесей чугуна и от дожигания СО, образующегося при продувке. Дожигание СО производят за.счет кислорода, подаваемого через газокислородные горелки. Одновременно в ванне 2 осуществляют завалку и прогрев с нагревом шихты с помощью газокислородных горелок, На завесы рабочих окон в течение всей плавки подают сжатый воздух, расход которого регулируют автоматически в зависимости от положения заслонки рабочего окна, При опущенной заслонке расход воздуха на завесу окна составляет 800 - 1200 м /ч, при подъемеэзаслонки расход воздуха увеличивают до 2000-2200 м /ч.Отвод дымовых газов из рабочего пространства производят через обе головки одновременно, При этом дымовые газы, образующиеся при продувке металла кислородом, отводят из ванны 1 в общий боров 17 через вертикальный канал 7, шлаковик 9 и отводной боров 11, а из ванны 2 дымовые газы, образующиеся от сжигания топлива горелок, отводят в общий боров через вертикальный канал 8, шлаковик 10 и отводной боров 12. Иэ общего борова газы поступают в котел-утилизатор на газоочистку и выбрасываются в дымовую трубу. Количество дымовых газов, отводимых из обеих ванн 1 и 2, регулируют с помощью водоохлаждаемых шиберов 13 и 14. При этом общее количество дымовых газов, отводимых из рабочего пространства агрегата, регулируют по давлению под сводом, поддерживая его на постоянном уровне 35 Па, что соответствует нулевому давлению на уровне порогов рабочих окон. Величина давления газов под сводом Рсв, обеспечивающая нулевое давление на уровне порогов рабочих окон, определяется по известному выражениюРсв= Ро+ЯЬ Ъ - рг)где 9=9,81 м/см;й - расстояние по высоте между точкой замера давления до уровня порогов рабочих окон, м;рв и рг - плотность атмосферного воздуха и дымовых газов в печи соответственно, кг/м,зПри й= 3,5 м и Ро= О, рв = 1,2 кг/м, рг=0,19 кг/м (при температуре дымовых газов 1600 оС) Рсв = 35 Па.Количество газов, отводимых из рабочего пространства ванны завалки и прогрева шихты, регулируют по степени запыленности дымовых газов в отводном борове этойванны. При запыленности дымовых газовменее 0,5 г/м увеличивают количество дызмовь 1 х газов в отводном борове 12 ванны5 завалки и прогрева за счет открытия шибера14. При этом для поддержания Рсв=35 Пауменьшают одновременно количество газов, отводимых через отводной боров 11ванны продувки, за счет прикрытия шибера10 14. При достижении запыленности дымовыхгазов в отводном борове 12 более 1,5 г/мзуменьшают количество газов, отводимых через этот боров, за счет прикрытия шибера14 и увеличивают количество газов в отвод 15 ном борове ванны продувки за счет открытия шибера 13.Оптимальность пределов запыленностидымовых газов в отводном борове ваннызавалки и прогрева, по которым осуществ 20 ляют регулирование количества дымовыхгазов, отводимых из ванны завалки и прогрева, подтверждают исследования, проведенные на двухванном сталеплавильномагрегате, В агрегате садкой 2 х 250 т выплав 25 ляли низкоуглеродистце и низколегированные марки стали, Каждая ванна агрегатабыла оборудована тремя кислороднымифурмами и тремья сводовыми гаэокис-.лородными горелками. В качестве топлива в30 горелках использован природный газ, ьсводе каждой ваннь были установленыдатчики давления под сводом печи, а вотводных боровах - фотоэлектрические пылемеры. Отсечные шиберы обоих отводных35 боровов имели независимое управление спульта печи, Рабочие окна были оборудованы аэродинамическими завесами, использующими в качестве энергоносителя сжатыйвоздух, Результаты исследований приведе 40 ны в табл, 1, Измерялись количество и запыленность дымовых газов, выбивающихся изоткрытого рабочего окна ванны завалки ипрогрева при поддержании давления подсводом на уровне 35 Па, что соответствует45 нулевому давлению газов на уровне пороговрабочих окон в обеих ваннах,Из приведенных в табл. 1 данных видно,что минимальные значения количества и запыленности дымовых газов, выбивающихся50 из открытого окна, соответствуют запыленности дымовых газов в отводном боровеванны завалки и прогрева в пределах 0,51,5 г/м (опыты 2 - 4), Запыленность менее0,5 г/м указывает на то. что дымовые газы,55 образующиеся в ванне завалки от сжиганиятоплива горелок, частично отводятся в ванну продувки, что увеличивает количестводымовых газов и гидравлическое сопротивление дымового тракта ванны продувки.Повышение гидравлического сопроти вле 1693076ния дымового тракта снижает резерв тяги, давление под сводом при этом повышается более 35 Па, что приводит к увеличению количества выбивающихся из открытого окна запыленных газов (опыт 1, табл 1).Кроме того, поступление дымовых газов ванны завалки и прогрева в ванну продувки приводит к перегреву футеровки рабочего пространства ванны продувки, что отрицательно сказывается на стойкости агрегата, Запыленность дымовых газов в отводном борове ванны завалки более 1,5 г/м указывает на поступление сильно запыленных газов (30 - 50 г/мз) ванны продувки в ванну эавалки и прогрева шихты, что приводит к значительному увеличению запыленности дымовых газов, выбивающихся из рабочего окна (опыт 5, табл, 1), и к увеличению выбросов пыли в атмосферу цеха.В способе по прототипу степень открытия шибера устанавливает сталевар строго фиксированно (в пределах 20 - 300 ) вне зависимости от фактического количества дымовых газов, образующихся в рабочих пространствах обеих ванн. Это приводит к тому, что в связи с постоянным изменением интенсивности газообразования в обеих ваннах по ходу плавки (изменение мощности горелок, изменение интенсивности продувки ванны кислородом, различная по ходу продувки скорость образования СО, изменение содержания углерода в жидком металле и др,) наблюдается переток газов из ванны продувки в ванну эавалки и наоборот, что приводит к увеличенному выбросу запыленных газов из открытых окон. В условиях постоянного изменения интенсивности газообразования сталевар по визуальным наблюдениям не успевает быстро открыть или закрыть шибер. При этом запаздывание составляет не менее 5 - 7 мин. Все это приводит к увеличенному выбросу газов из открытых во время завалки окон,Предлагаемый способ выплавки стали позволяет практически без запаздывания регулировать количество дымовых газов, отводимых из рабочего пространства ванны завалки и прогрева шихты, по степени запыленности газов в отводном борове этой ванны (регулированием степени открытия шибера отводного борова ванны завалки в пределах 10 - 40 по показаниям датчика запыленности), что позволяет сократить выбросы газов из открытых во время завалки рабочих окон и снизить их запыленность. Предлагаемый способ обеспечивает возможность автоматизации процесса регулирования количества отводимых газов, при этом запаздывание регулирования степени открытия шибера не превышает 30 - 40 с,Быстродействие системы регулирования степени открытия шибера отводного борова ванны завалки при изменениях режима газовыделения в агрегате подтвер ждается приведенными в табл. 2 данными,полученными при проведении хронометража регулирования степени открытия шибера ванны эавалки при исследовании степени открытия шибера ванны завалки на 10 двухванном агрегате садкой 2 х 250 т,Из приведенных в табл, 2 данных видно,что при использовании предлагаемого способа с регулированием степени открытия шибера по запыленности дымовых газов в 15 отводном борове ванны завалки удается быстро (в течение 1 мин) устранить переток сильно запыленных газов из ванны продувки в ванну завалки при увеличении количества образующихся в ванне продувки 20 запыленных газов.П р и м е р. При выплавке стали марки17 Г 1 С 4 в двухванном сталеплавильном агрегате садкой 2 х 250 т в одной ванне производят заправку печи, эавалку лома массой 25 115 т и прогрев его. Нагрев лома в завэлкуи прогрев осуществляют с помощью трех подвижных сводовых газокислородных горелок. В качестве топлива используется природный газ. Расход природного газа по 30 ходу завалки увеличивают с 2000 до 7000м /ч, поддерживая в прогрев максимальныйзрасход природного газа. Расход кислорода на горелки поддерживают в стехиометрическом соотношении с природным газом, По сле прогрева лома горелки выключают и вванну заливают чугун массой 135 т.При этом в другой ванне производятплавление и доводку с продувкой металла кислородом с интенсивностью 7000 мз/ч.40 Подачу топлива через горелки в эти периодыплавки обычно не производят. Дожигание СО, образующегося при продувке, осуществляют в этой ванне за счет подачи 2000 - 4000 м /ч кислорода через сводовыез45 газокислородные горелки, После достижения температуры металла 1620 С и содержания углерода в металле 0,18 оь производят выпуск металла в ковш, Раскис- ление и легирование металла осуществляют 50 в ковше на выпуске плавки. Указанные операции в ванных поочередно повторяются..Во все периоды плавки на завесы рабочих окон подается сжатый воздух, расход которого составляет: открытое окно 2000 мз/ч, 55 закрытое окно 1000 мз/ч.Отвод дымовых газов во все периодыплавки осуществляют на обе головки одновременно. При этом количество дымовых газов регулируют по давлению газов под сводом агрегата и запыленности дымовых1693076 Таблица 1 Способ Запыленность дывых газов, выбиващихся из открытокна завалки, г/нм Запыленность дымоВых газоВ В Отводномборове ванны завалки, г/нм Количество дымовых газов, выбивающихся из открытого окна ванны эавалки, нмз/ч Предлагаемый12345Известныйб 750-800 220-260 205-235 180 в 2 350-500 0,4 0,5 1,0 1,5 1,6 1,0 - 1,2 1,0-1,2 1,5-1,6 2,0-2,1 4,0-4,6 1100-1200 8 - 10 4 - 5 газов в отводном борове ванны завалки и прогрева, Регулирование осуществляют следующим образом, Изменяя положение степени открытия шиберов обоих отводных боровов под сводом печи, устанавливают давление под сводом печи 35 Па, при этом производят замеры запыленности дымовых газов в отводном борове ванны завалки и прогрева шихты. При запыленности меньше 0,5 г/м открывают шибер отводного борова ванны заварки и прогрева, а шибер отводного борова ванны продувки во избежание падения давления под сводом прикрывают. При повышении запыленностидымовых газов более 1,5 г/м открывают шибер отводного борова ванны продувки и прикрывают шибер отводного борова ванны завалки и прогрева.Такое регулирование обеспечивает как отвод сильно запыленных дымовых газов, образующихся при продувке металла кислородом, непосредственно в вертикальный канал ванны продувки, минуя ванну завалки, так и поддержание рационального гидравлического режима рабочего пространства агрегата. Это обеспечивает резкое снижение выбросов запыленных газов из открытых во время завалки рабочих окон и улучшает тепловую работу агрегата.Проведенные промышленные испытания на двухванном сталеплавильном агрегате показали, что выбросы запыленных газов сократились по сравнению со способом выплавки стали по прототипу в 5,3 раза, а запыленность выбивающихся газов снизилась в 5 раз. Резкое снижение выбросовзапыленных газов значительно улучшает условия труда и уменьшает загрязнения воэ 5 душного бассейна. Улучшение тепловойработы агрегата за счет использования горелок с максимальной тепловой мощностьюповысило степень нагрева шихты, что позволило увеличить долю лома в шихте и сни 10 эить расход чугуна, При использованиипредлагаемого способа выплавки стали расход чугуна снизился на 10 - 15 кг/т,Формула изобретенияСпособ выплавки стали в двухванном15 сталеплавильном агрегате, включающий завалку и нагрев шихты с помощью топливокислородных горелок в одной ванне,плавление и доводку с продувкой металлакислородом в другой ванне, одновремен 20 ный отвод дымовых газов через отводныеборова обеих ванн с поддержанием давления под сводом на уровне 35 Па при помощирегулирования степени открытия шиберов,расположенных в отводных боровах обеих25 ванн, отличающийся тем,что,сцельюсокращения выбросов газов из открытых вовремя завалки рабочих окон и снижения ихзапыленности за счет повышения степениэффективности регулирования, дополни 30 тельно замеряют запыленность отходящихгазов в отводном борове ванны завалки инагрева шихты и поддерживают ее на уровне 0,5 - 1,5 г/м при помощи регулированиязстепени открытия шиберов.10 1693076 Таблица 2 Способ Запыленность дымовых газов в отводном борове ванны завалки, г/нм Степень открытия шибера ванны завалки,Известный ПредлагаемыйИнтенсивно началось окисление углерода в жидкой ванне, что привело к резкому увеличению количества образующегося СО и поступлению сильно запыленных газов иэ ванны продувки в ванну эавалки. Составитель А,Каханов1Редактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова каз 4052 ТиражВНИИПИ Государственного комитет113035, Москва,Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Время от нача. ла регулирования степени открытия шибера ванны эавалки при изменении режима газовыделен. ия в обеих ваннах, мин О 1 2 3 4 5 О 1 2 3 4 5 30 30 30 25 25 20 30 20 20 20 20 20 3,2 3,2 3,2 2,0 2.0 1,5 3,2 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Количество дымовых газов. выбивающихся из открытого, окна ванны ззвалки, нм /ч 1000 - 1100 1000-1100 1000 в 11 700-800 700-800 200-300 1000-1100 200-300 200-300 200-300 200-300 200-300 Запыленность дымовых газов. выбивающихся из открытого окна ванны эавал- з 8 - 9 8 - 9 8-9 6 - 7 6 - 7 1,5 - 1,6 8-9 1,5-1,6 1,5-1,6 1,5-1,6 1,5-1,6 1,5-1,6