Способ производства стали из стального лома

 

1.СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ ИЗ СТАЛЬНОГО ДрМА, включакнций предварительный подогрев лома, его расплавление в шахтной печи с использованием газообразного топлива и последующую доводку расплава до требуемого состава и температуры в конвертере с получением стали, шлака и газообразного топлива путем подачи в ванну конвертера углеродсодержащих материалов, окислительного газа и флюсующих добавок, отличающийся тем, что, с цепью сокращения энергетических затрат и повышения выхода годного, окислительный газ и углеродсодержапще добавки подают с коэффициентом расхода окислителя 0,50-0,53 с учетом кислорода восстанавливаемых окислов железа, газообразное топливо подают в зону расплавления лома вместе с газообразным окислителем с коэффициентом расхода окислителя 0,5-0,8 oT стехиометрического . 2, Способ ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения более полного использования тепла газообразного топлива, в зону подогрева лома дополнительно поND дают 1 азообразный окислитель с коэффициентом расхода 1,0-1,5 от стехиометрического . СО IVD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 21 С 5/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3651257/22-02 (22) 22.07.83 (46) 30.12.85. Бюл. 9 48 (71) Всесоюзный ордена Ленина научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургичес, кого машиностроения (72) А.И.Майоров, В.Т.Тимофеев, А.В.Васнливицкий, Э.С.Франтова, И.Е.Зегер, П.Н.Крейндлин, Г.К.Андреes, В.И.Смирнов, В.Г.Иоффе, Д.Б.Марц нковский, Г.П.Шапиро и Н.Д.Калинина (53) 669.184(088.8) (56) Черные металлы. 1981, 11! 10, с.17»)8.

Патент ФРГ В 1800610, кл. С 21 С 5/!ю, опублик. 1976. (54)(57) 1.СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ

ИЗ СТАЛЬНОГО ЛОМА, включающий пред- варительный подогрев лома, его расплавление в шахтной печи с использованием газообразного топлива и последующую доводку расплава до требуемого состава и температуры в кон„ЯЦ„„1201322 А вертере с.получением стали, шлака и газообразного топлива путем подачи в ванну конвертера углеродсодержащих материалов, окислительного газа и флюсующих добавок, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения энергетических затрат и повышения выхода годного, окислительный газ и углеродсодержащие добавки подают с коэффициентом расхода окисли-. теля 0 50-0 53 с учетом кислорода восстанавливаемых окислов железа, газообразное топливо подают в зону расплавления лома вместе с газообразным окислителем с коэффициентом расхода окислителя 0,5-0,8 от стехиометрического.

2, Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения более полного использования тепла газообразного топлива, в зону подогрева лома дополнительно подают газообразный окислитель с коэффициентом расхода 1,0-1,5 от стехиометрического.

1201322

Таблица1

Параметры

90 95 120

Изобретение относится к металлур- гии, в частности к производству стали, н может быть использовано в непрерывном сталеплавильном процессе.

Цель изобретения — сокращение энергетических затрат и повышение . выхода годного.

Способ осуществляют следующим образом.

В шахтной печи производят предварительный подогрев и расплавление лома за счет физического и химического тепла газообразного топ.лива, поступающего из конвертера.

Образующийся в шахтной печи расплав самотеком поступает в конвертер, в который подают углеродсодержащие материалы, газообразный окислитель и флюсующие добавки. В ванне конвертера металлический расплав доводят по составу и температуре.

Газообразный окислитель и углеродсодержащие добавки подают в ванну с коэффициентом расхода окислителя

М = 0,5 — 0,53.

Расход вдуваемого в ванну кислорода назначают с учетом кислорода

Удельный приход тепла от 1 кг угля, ккал 33 кг

Расход угля в плавильный конвертер, /3 кг/т

Окисленность железа в нмп. шлаке, Fe«X

Потери железа со шлаком

Как следует из табл.1, расход га.зообразного окислителя в пределах

0,50-0,53 обеспечивает оптимальную окисленность конечного шлака. е

При этих значениях достигаются умеренные потери железа в шлаке до

2Х. при расходе угля 90-95 кг/т.

Уменьшение Мщ <0,5 уменьшает окисленность шлака и соответственно потери железа, но при этом резко сокращается приход тепла от угля и растет его необходимый расход. окислов железа, освобождаемого при

i восстановлении последнего. Этот расход обеспечивает выделение из ванны горячих технологических газов, содержащих не менее 90 объемных процентов окиси углерода и водорода.

Указанные газы поступают в шахтную печь, куда в зону плавления подают газообразный окислитель с рас10 ходом в пределах 0 5-0,8 от стехиометрического для сжигания части технологических газов и поддержания восстановительного потенциала в газовой фазе, снижающего окисление железа

l5 при плавлении, а в зону предварительного подогрева лома подают газообразный окислитель с коэффициентом расхода в пределах 1,0-1,5 от .стехиометрического, полностью дожигая техно20 логический газ в низкотемпературной зоне шахтной печи.

1. В табл.1 приведены данные изменения основных параметров в зависимос25 ти от K — коэффициента расхода окисления для углеродсодержащих добавок.

0,6 0,53 0,5 0,4

1500 1200 1100 700

15 20 8 12 4 6 4

2,5-3,0 1,5-2,0 1,5- 1,0

2,0

С увеличением м,Б >0,53 растет окиоленность шлака и потеря железа с ним. Расход угля при этом уменьшается, но весьма незначительно по50

Э скольку дальнейшее его сокращение невозможно из-за необходимости обеспечить теплопитание продуктами гази- фикации угля шахтной части агрегата.

В табл.2 приведены данные измене55 ния основных параметров плавки в зависимости от,М вЂ” коэффициента расхода окислителя и газообразного топлива в зоне расплавления лома.

1201322

Т а б л н ц а 2

Параметры

0,4 0,5 0,8

0,9

Окисление железа в шихте 2-4

4-6 6-8

8-10

105

Расход угля, кг/т 85

85 95

1400 1700 2200 2300

Расход газообразного окислителя, подаваемого в плавильную зону шахтной печи в пределах 0,5-0,8 от стехиометрического, позволяет получить расплав, окисленность которого не превьппает 10Х, что. снижает энергозатраты на его восстановление. При этом расход углеродсодержаще го материала,меняется в йезначительных пределах 85-95 кг/т, а температура в камере сгорания достаточно высокая (1700. †22 .С)., чтобы обеспечить плавление лома.

Дальнейшее увеличение, при водит к повышенному окислению

Т а б л и ц а 3

Параметры

0,9 1,0 1,5

Наличие в отходящих газах продуктов неполного горения,Х СО

0 5-1,5

Температура в зоне о дожигания, С.1000 1000 1000 900

Расход газообразного окислителя, подаваемого в зону шахтной. печи, где происходит предварительный подогрев лома, в пределах 1,0-1,5 от стехиометрического обеспечивает полное дожигание технологических газов в самой шахтной печи в ус- .. ловиях относительно невысоких температур, при которых окисление железа незначительно, что сокращает общие удельные энергозатраты и

Теоретическая температура в камере сгорания (примерно), С

I лома и росту расхода топли20

Снижение a z 0,5 недопустимо из- за уменьшения температуры в каме-ре сгорания 1700 С, при которой отсутствует достаточный температурный напор для плавления стального лома (1 „„ =1600 С).

В табл. 3 приведены данные изменения параметров плавки в зависи30 мости от < >,< -коэффициента расхода газообразного окислителя при дожигании газообразных продуктов в зоне подогрева лома. исключает выбросы за пределы печи несгоревших токсичных газов, со50 держащих СО.

При снижении д ж 1 в отходящих газах появятся продукты неполного горения (СО), что недопустимо по нормам техники безопасности.

55, При увеличении ec > 1,5 будет излишне снижаться температура дожигаемых газов.

1201

Уменьшение энергетических затрат— снижение удельного расхода углеродсодержащих материалов, достигается поддержанием в конвертере .оптимального восстановительного потенциала системы, при котором в газовой фазе содержится не более 5-10 СО + Н О, что соответствует коэффициенту расхода окислителя при конвертерной продувке ганны углекислородной фурмой 10 в пределах 0,5-0,53 с учетом кислорода восстанавливаемых окислов железа. Такой коэффициент расхода окислителя обеспечивает восстановление большей части железа, окис- 15 ленного при расплавлении лома, что в свою очередь приводит к увеличению выхода годного.

Экономия расхода углеродсодержащих материалов достигается также за счет того, что в зону расплавления лома подают окислитель с коэффициентом расхода в пределах 0,5-0,8 ат стехиометрического, что позволяет в требуемых пределах независжко изменять температурные и окислительные условия расплавления лома, обеспечивающие заданную производительность шахтной печи с минимальным окислением железа. 30

Этой же цели служит и подача газообразного окислителя в низкотемпературную зону подогрева лома с коэффициентом расхода в пределах 1 01,5, обеспечивающим полное дожигание газообразного топлива в зоне с температурой, при которой окисление железа в факеле с окислительным потенциалом незначительно.

В примере, описанном ниже, количество и состав реагентов энергоносителей, участвующих в процессе, приведены в расчете на 1 т жидкой < стали.

322 4

Н,О 1,7; N2 4,6 при соотношении

СО: СО =95: 5 и Н:Н 0=93: 7, сжигае мых с коэффициентом избытка воздуха

; — 0,8, лом расплавляется с частичным окислением. порядка 6,0 . Поддержанием в продуктах сгорания содер.: жания восстановительных по отношению к железу газов (СО и Н2) в количестве 25-7Х достигают..получение окисленности лома в шихте, не превышающей б при плотности лома

1-1,5 т/м .

Расплав лома, окисленного до б ., поступает в восстановительный конвертер общей массой 1038 кг/т (в том числе 79 кг/т окислов железа, в которых содержится 17,5. кг/т кислорода).

В конвертер через фурму подается .углеродсодержащий материал— уголь кузнецкий следующего состава,X: с 75,8; Н 3,6; N 1,7; в количестве 92,7 кг/т стали (опреде- ляется по тепловому балансу из выражения С1 = (981+33,7) кг/т, где х— доля окисленного железа в конкретном случае х = 0,06).

Через ту же фурму в конвертер подают газообразный окислитель -.. технический кислород в количестве

G„, = 75,6 кг/т (или 6, =(708,1х+

+33,1) кг/т.

Коэффициент расхода окислителя определяется как отношение расхода кислорода, введенного с газообразным окислителем и окислами железа, к стехиометрическому расходу, необходимому для полного окисления углеродсодержащей части угля.

В данном примере Ч0 для кузнец2 кого угля составляет 2 кг/кг угля или 184,2 кг/т в общем виде 2G)

=(1962х+67,4) кг/т.

В ломоплавильную шахту загружают стальной лом в количестве 6А — 1,02 т/т, который в верхних горизонтах шахты может подогреваться продуктами сгорания, образующимися при дожигании газов, поступающих из горна (ниже в тексте приводится характеристика и состав дожигаемых газов).

По мере нагрева лом опускается в горн шахты, где за счет физического и химического тепла газов (температура 1600 С, состав, no объему: СО 68,3; СО2 3,5; Н 21,9;

r ou

Ск+ 4 к 708,iх H.1+292х

<<6Ц

ЧО2 . 1962x+67,4

10001х+ ЗЪ 1

1962х 67<4 при X=0,05-0,1 (5-10Х окисления железа), к () = 0,503-0, 506.

Коэффициент расхода окислителя для конкретного примера составляет 4,О „ 0,504.

Или в общем виде

t

1201322

8.Ю

Составитель И.Олесеюк

Редактор М.Недолуженко Техред З.Палий Корректор В. Синицкая

Заказ 79б3/24 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

При другом составе угля

0,53.

При поддержании такого в оь„ из конвертерной ванны выделяется газ, параметры которого указаны вьппе (при описании процесса расплавление лома).

Такой газ является восстановительным по отношению к окислам .железа и в конвертерной ванне восстанавливается большая часть окислов, поступающих с расплавом.

В шлаке остается около 20 кг закиси железа, что соответствует потере 1,5Х железа, а с учетом угара железа, который при углекислородной продувке составляет 0,5Х, выход жидкой стали в процессе по пред- . лагаемому способу составит величину порядка 98Х.

Расход условного топлива, включая производство кислорода и электроэнергии для работы агрегата, составит 140 кг.

В способе rio прототипу (КУЯ-процесс) расход первичных энергоносителей на 40Х ниже, чем при электро переплаве лома.. Поскольку при электропереплаве расход энергии со тавляет 300-305 кг/т, в прототипе он будет не менее 180 кг/т, то на

40 кг/т выше,чем в предлагаемом способе.

10 В зависимости от характера перерабатываемого лома, например стружки, может оказаться целесообразным сжигание газа в горне производить с минимальным к =0,5, чтобы не

15 увеличивалось окисление железа.

В этом случае для увязки теплового баланса конвертера 1и шихты без увеличения расхода угля, необходимо

20 осуществить дожигание продуктов сгорания, поступающих из горна, в верхней части шихты с коэффициентом расхода окислителя 1,0-1,5 и использовать тепло для нагрева лома примерно до 1000 С.

Способ производства стали из стального лома Способ производства стали из стального лома Способ производства стали из стального лома Способ производства стали из стального лома Способ производства стали из стального лома 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к конструкции плавильно-рафинированных агрегатов

Изобретение относится к области металлургии

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к рафинированию высокоуглеродистых расплавов металлов при производстве стали из, например, жидкого чугуна

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам производства стали или полупродукта для ее получения
Изобретение относится к области черной металлургии и может использоваться при получении высококачественной стали

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к промышленной плавильной печи для расплавления металлов, в частности для переплавки стального скрапа

Изобретение относится к области металлургии, точнее - к выплавке высококачественных сталей с обработкой на агрегате комплексной обработки стали (АКОС)

Изобретение относится к области металлургии

Изобретение относится к способу и устройству для непрерывного производства стали
Наверх