Способ выплавки стали и агрегат для его осуществления

САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1( ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерация о патентам и товарным знакам(71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.н.ПБардина(72) Липухин Юрий Викторович; Гуров АлександрКонстантинович; Васильев Леонид Михайлович;Шалимов Александр Георгиевич; Белуничев ЛеонидВасильевич; Тишков Виктор Яковлевич; АгарышевАнатолий Иванович; Алымов Апександр Андреевич;Жиленко Владимир Борисович; Дубов Борис Геннадьевич(73) Гуров Александр Константинович(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: в металлургии, в способах выплавки стали с предварительным нагревом металлолома Сущность изобретения: способ выплавки стали включает загрузку металлолома, заливку чугуна,продувку ванны кислородом. Металлолом предварительно нагревают при непрерывном перемешивании в подвижном барабане до 600 - 1000 С.(в) ЮУ (и) (51) 5 СИСЯ 64 С 1 С 5 38 Барабан поворачивают на угол 180 - 270 за 0,5 - 1,0 мин в одну и в другую сторону вокруг его продольной оси Цветные металлы и сплавы выплавляют во время нагрева металлолома, собирают и удаляют сливом Устройство дпя выплавки стали содержит плавильную камеру с ванной и фурмами для продувки металла и дожигания отходящих газов, камеру предварительного нагрева металлолома и камеру для его окончательного нагрева, расположенные в газоотводящем тракте. Камера окончательного нагрева металлолома выполнена в виде горизонтально расположенного барабана, имеющего возможность возвратно-поступательного перемещения вокруг продольной оси и наклона в вертикальной плоскости Барабан снабжен водоохлаждаемыми торцевыми уплотнительными кольцами и водоохлаждаемым загрузочным лкжом. Барабан футерован износостойким огнеупором с возможностью сбора жидких цветных металлов в полости-выемке кладки 2 спф-лы, 1 зл.ф-лы, 1 ип, 1 табл 1 пр.металлов и высокой экологичности процесса.Технический результат изобретения достигается тем, что металлолом перед эавалкой непрерывно перемешивают в нагре вательных барабанах под регулируемыми факелами отходящих газов и нагревают до 600-1000 С при знакопеременных поворотах барабана вокруг его продольной оси за 0,5 - 1,0 мин на угол 180-270, при этом вы плавляют цветные металлы из лома.Устройство для осуществления этого способа, содержащее плавильную камеру с ванной и фурмами для продувки металла и дожигания отходящих газов, горизонтально 50 установленный в газоотводящем тракте с возможностью вращения и наклона в вертикальной плоскости футерованный барабан для нагрева металлолома, соединенный с газоотводящим трактом торцевыми уплат нительными кольцами, снабжено камерой предварительного нагрева металлолома, установленной в гаэоотводящем тракте за вращающимся барабаном, который выполнен с воэможностью энакопеременного поИзобретение относится к области черной металлургии, конкретнее - к способам выплавки стали с использованием тепла отходящих газов для нагрева металлолома.Известен способ выплавки стали с использованием тепла отходящих газов для нагрева металлолома, например, в двухванной печи 1,Недостатком этого способа является низкий уровень регенерации тепла металлоломом, нагреваемым отходящими газами иэ соседйей ванны, из-эа неподвижности заваленного лома и малой площади тепловосприятия, результатом чего является высокий расход жидкого чугуна и общей металлошихты на 1 т выплавляемой стали.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали в конверторе с использованием тепла отходящих газов для нагрева лома, где отходящие газы просасывают сквозь вращающийся барабан с металлоломом 2),Недостатком прототипа является низкая стойкость барабана из-за невозможности охлаждения его торцевых деталей и кладки при высокой скорости роста температуры конверторных газов, что снижает время нагрева лома. технологичность способа, а также и его практическую применимость.Технический результат изобретения заключается в повышении производительности, зкономии энергоресурсов, снижениирасхода чугуна, очищении стали от цветных 5 10 1520 25 3035 ворота с водоохладительными загрузочным люком и торцевыми уплотнительными кольцами, причем в футеровке барабана выполнена полость-выемка для сбора жидких цветных металлов и сплавов.П р и м е р, Процесс выплавки включает ввод коробов с ломом в камеры предварительного нагрева до 400 - 600 С с последующей перегрузкой лома из коробов в барабаны-камеры окончательного нагрева, нагрев лома в них до 600-1000 С с последующей нагрузкой лома в плавильную камеру путем наклона барабана вокруг вертикальной оси в сторону ванны (на угол, достаточный для выгрузки лома), при этом печь поставлена на максимальную тягу, противоположную барабану, После эавалки металлолома в ванну заливается чугун и включают продувку металла кислородом через сводовые и глубинные фурмы, причем сводовые фурмы используют для дожигания окиси углерода, выделяющейся из ванны. Расход чугуна поддерживают на уровне 150 - 160 т и металлолома - 160 - 170 т при массе жидкой стали 300 т, Образующиеся при продувке технологические газы после дожигания над ванной с температурой 1600-1700 С смешивают с вентиляторным воздухом или паром и направляют в барабаны-подогреватели, нагруженные очередными порциями лома, По мере подогрева металлолома для его защиты от сваривания расход воздуха или пара увеличивают, при этом вдуваемый воздух (или пар) между подвижных сочленений барабана с печью создает герметизацию (эффект пневмозатвора). После нагрева очередной партии металлолома до 1000 С перед его завалкой в ванну на следующую плавку из барабана спускают накопленные в его полости жидкие цветные металлы плавки через специальный желобок и переносную плоскость, что позволяет освободить металлолом от загрязнений цветными металлами, делая его пригодным для выплавки стали марок ответственного назначения. По мере расплавления, доводки плавки до заданного уровня температуры и содержания углерода металл раскисляют и выпускают в ковш, где производят окончательное раскиление и корректировку химанализа стали и затем разливают ее на слитки или заготовку на УНРС. В таблице даны примеры осуществления способа,Из таблицы следует, что выбранные пределы, в которых изменяют параметры процесса, позволяют эффективно и безаварийно нагревать металлолом и выплавлять из него сталь.55 Работа подовой печи по изобретению позволит увеличить производительность до 1000000 т/г при расходе жидкого чугуна 400 в 6 кг/т стали при использовании металлолома обыкновенного мартеновского сортамента,На чертеже представлено устройство для осуществления способа, содержащее плавильную камеру 1 с водоохлаждаемой горловиной, соединительный патрубок 2, барабан-нагреватель 3 лома с механизмом поворота и наклона, колено 4 дымоотвода, камеру 5 предварительного нагрева металлолома, емкость 6 для слива цветных металлов, дымовой тракт 7 с котлом-утилиэатором и пылеочисткой, водоохлаждаемые уплотнительные кольца 8, водоохлаждаемый загрузочный люк 9.Камера 1 содержит подину со встроенными в ее кладку ниже уровня ванны фурмами для подачи кислорода вместе с топливом (порошковым, жидким или газообразным), окно для заправки и торкретирования кладки стенок и свода, а также взятия проб металла и управления плавкой; передние и задние стенки, оборудованные фурмами для дожигания выделяющимся из ванны газом; свод с горловиной для завалки металлолома, армированной водоохлаждаемым кольцом с направляющими для примыкания цилиндрического барабана-нагревателя лома во время загрузки лома в камеру плавления; сводовые фурмы и топливно- кислородные горелки.Соединительный патрубок 2 состоит иэ кожуха, футерованного огнеупорным кирпичом, и содержит водоохлаждаемые кольца 8 в местах контакта с горловиной свода и с водоохлаждаемым кольцом вращающегося (поворотного) барабана-нагревателя 3 лома. Соединительный патрубок 2 позволяет наклонять барабан 3 до касания горловины камеры 1,Барабан-нагреватель 3 лома содержит кожух, футерованный плотным износостойким огнеупором, с водоохлаждаемыми уплотнительными кольцами 8 на входной и отводящей сторонах, механизмы поворота и качания (наклона), а также загрузочный люк 9 для завалки лома для нагревания. Футеровка барабана 3 выполнена с возможностью сбора жидких цветных металлов и сплавов.Колено 4 дымоотвода содержит кожух, футерованный шамотом, ограниченный водоохлаждаемым уплотнител ьн ым кольцом 8. На выходе дымоотвод переходит в специально оборудованную камеру 5 предварительного нагрева лома в контейнерах (лотках, коробах),5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Камера 5 предварительного нагрева лома выполнена с воэможностью загрузки ееконтейнерами (коробами, лотками) с металлоломом и оборудована герметичными дверями,Емкости 6 для слива жидких цветныхметаллов выполнены с возможностью приема их при наклоне барабана-нагревателялома.Дымовой тракт 7 снабжен котлами-утилизаторами, газоочистками и дымососамина каждую сторону печи.Устройство работает следующим образом,Металлолом в контейнерах загружаетсякраном в барабан-нагреватель 3 через специальный загрузочный люк 9 в верхней части барабана, закрываемый футерованнойкрышкой, Отходящие из плавильной камеры1 дымовые газы направляют через полостьвращающегося (поворачивающегося) барабана-нагревателя 3 (за 0,5 - 1,0 мин поворотна 180 - 270 и за такое же время поворот вобратную сторону), в результате лом нагревают до 600-1000 С и после выпуска предыдущей плавки из печи после заправкиподины нагружают в ванну камеры плавления 1 путем наклона барабана-нагревателя3 до угла, превышающего угол соответствующего откоса для нагретого лома, с одновременным поворачиванием вокругпродольной оси барабана-нагревателя 3.Для полной очистки барабана от остатковметаллолома в барабан 3 вводят шток-скребок толкателя.После завалки в камеру 1 нагретого лома включают топливно-кислородн ые горелки с подачей (30 - 55) 10 ккал/ч, заливаютжидкий чугун (30 - 60 фот массы металлошихты) с одновременным включением сводовых и глубинных кислородных фурм. Приэтом сводовые фурмы работают в режимедожигания окиси углерода над ванной,Продукты горения направляют при помощи дымовых шиберов через барабаны-нагреватели 3 лома, которые во время заливкичугуна загружаются новыми порциями металлолома, находясь в горизонтальномположении. В зто время в камеру 5 предварительного нагрева лома вводят контейнерс холодным металлоломом и герметично закрывают двери камеры. В период нагрева лома в подвижном барабане-нагревателе 3 цветные металлы, загрязняющие металлолом, выплавляются и собираются в полости-выемке кладки. После полного нагрева и плавления цветного лома и сбора жидких цветных металлов их выпускают в специальную емкость 6.2004595 10 Время поворота барабана с ломом в одну сторону,минУгол поворотабарабана, град. Пример 170 180 190 210 270 290 0,4 0,5 0,7 1,0 1,1 8 9 10 11 Во время загрузки одной камеры нагрева (барабана) дымовые газы выводятся из камеры 1 через другой барабан 3 на противоположной стороне печи в трубу, таким образом предотвращают выбивание дымовых газов в атмосферу цеха. Технический результат изобретения заключается о повышении производительноФормула изобретения 1. Способ выплавки стали, включающий предварительный нагрев отходящимииз агрегата газами металлолома при егонепрерывном перемешивании во вращающемся барабане, загрузку нагретого металлолома в агрегат, заливку чугуна, продувку ванны кислородом, отличающийсятем, что, с целью повышения производительности, снижения расхода чугуна, экономии энергоресурсов, улучшенияэкологии процесса, при нагреве металлолома барабан поворачивают знакопеременно вокруг его продольной оси на угол180 - 270 за 0,5 - 1,0 мин, а лом нагреваютдо 600 - 1000 С,2, Способ по п.1, отличающийся тем,что, с целью очищения металлолома отцветных металлов и сплавов, цветные ме 15 20 25 30 сти печи до 1000000 т стали/год (т.е. в 2-3 раза), снижении расхода чугуна до 400 - 600 кг/т стали, в экономии энергоресурсов на 100 кг условного топлива на 1 т стали и в улучшении экологии процесса.(56) Авторское свидетельство СССРМ 393553, кл. С 21 С 5/04, 1971,Патент ЧССР, кл. С 21 С 5/38, 1972. Эффективность перемешивания и нагрева металлоломаЭффект перемешивания лома недостаточенЭффект перемешивания для крупного и среднего металлолома достаточен 6 Усиление перемешиванияЭффект перемешивания для всех размеров лома достаточенУвеличивается износ крышки эавалочноголюка барабана от падающих кусков крупного ломаЗатруднение знакопеременных поворотов барабана с ломом из-за высокой инерционности оборудования и воэможностиего поломокНормальное перемешивание Резкое снижение эффекта перемешивания и и ог ева лома таллы и сплавы выплавляют из металлолома во время его нагрева, собирают и удаляют сливом.3. Агрегат для выплавки стали, содержащий плавильную камеру с ванной и фурмами для продувки металла и дожигания отходящих газов, горизонтально установленный в газоотводящем тракте с возможностью вращения и наклона в вертикальной плоскости футерованный барабан для нагрева металлолома, соединенный с гаэоотводящим трактом торцевыми уплотнительными кольцами, отличающийся тем, что он снабжен камерой предварительного нагрева металлолома, установленной в гаэоотводящем тракте за вращающимся барабаном, который выполнен с возможностью знакопеременного поворота и имеет водоохлаждаемый загрузочный люк, а торцевые уплотнительные10 2004595 оставитель Л.Шараповаехред М,Моргентал орректор Л.Пилипенк едактор А,Купряков каз 3380 и оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101 кольца выполнены водоохлаждаемыми, при этом в футеровке барабана выполнена НПО "Поиск"113035, Москва, Ж,полость-выемка для сбора жидких цветныхметаллов и сплавов,Подписноспатентаушская наб 4/5