Способ защиты футеровки дуговой сталеплавильной печи

 

Использование в черной металлургии, конкретнее - при производстве стали и сплавов в электродуговых печах. Оно может быть использовано для защиты футеровки от перегрева и для повышения ее стойкости. Сущность изобретения: способ защиты футеровки состоит в том, что в потоке газовых струй подают порошкообразный известняковый флюс в зону электрических дуг и в подсводовое пространство под углом 10 - 20^o к горизонту. Для осуществления способа используют порошкообразную смесь на основе известняка с размером частиц не более 0,5 мм с содержанием фракции 0,1 мм не менее 70 %. Вдувание начинают при достижении температуры металла 1300 - 1400 ^oC и продолжают в течение всего времени горения дуг по ходу плавки. Интенсивность подачи флюса поддерживают в пределах 0,3 - 0,8 кг/т^oмин. Решается задача значительного повышения стойкости свода и кладки верхней части стен печи, стабилизируется горение дуг. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, к производству стали и сплавов в электродуговых печах.

Известен способ защиты футеровки печи от излучения дуг с помощью установки внутри печи кольцевых огнеупорных экранов /1/. К основным недостаткам указанного способа экранирования следует отнести его сложность и нетехнологичность, т.к. необходимо организовать изготовление таких колец, а установка их в плавильном пространстве увеличит длительность плавки, а также крайне усложнит введение материалов в печь и работу со шлаком.

Известен также способ защиты футеровки от излучения дуг, предусматривающий экранирование при помощи подачи пара в зону дуг /2/.

Однако указанный способ ведет к бесполезному увеличению расхода электроэнергии на нагрев и разложение водяного пара. Неизбежно при этом насыщение металла продуктом разложения водородом; присутствие последнего в печной атмосфере создает к тому же опасность взрыва. Указанные недостатки делают этот способ практически непригодным для внедрения на электродуговых печах.

Наиболее близким по достигаемому результату является способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи, включающий экранирование футеровки от воздействия электрических дуг путем непрерывной подачи в рабочее пространство печи известнякового флюса /3/. Однако этот способ имеет недостатки - замедленное шлакообразование в связи с растянутой во времени подачей флюса в кусках, который в таком виде к тому же не способен эффективно экранировать излучение дуг.

Предлагаемый способ лишен указанных недостатков.

Целью изобретения является повышение стойкости футеровки свода и подсводового пространства печи, а также стабилизация горения электрических дуг и снижение шума.

Поставленная цель достигается тем, что известняковый флюс в порошкообразном виде направляют в потоке газовых струй в зону электрических дуг и в подсводовое пространство печи под углом 10-20^o к горизонту, при этом интенсивность подачи флюса поддерживают в пределах 0,3-0,8 кг/т·мин, а размер частиц известнякового флюса не более 0,5 мм с содержанием фракции 0,1 мм не менее 70 Изобретение отвечает условиям патентоспособности: обладает новизной, имеет изобретательский уровень, т.к. явным образом не следует из существующего уровня техники и не вызывает технологических затруднений при реализации в промышленности.

Способ иллюстрируется прилагаемой схемой см. чертеж.

Способ поясняется следующим.

Вдувание флюса ведут в периоды горения дуг. Известняк или флюс на его основе должен иметь размер частиц не более 0,5 мм с содержанием фракции 0,1 мм не менее 70 Такой гранулометрический состав обеспечивает формирование эффективно экранирующего пылевидного облака в печи. Одну пылегазовую струю направляют в зону электрических дуг, создавая первый пылевой экран. Кроме того, присутствие соединений кальция в этой зоне обеспечивает более стабильное горение дуг, а значит, повышает электрический КПД печи. Две другие пылегазовые струи направляют к своду под углом 10-20^o к горизонту. Минимальный угол в 10^o необходим для достаточной дальнобойности струи; увеличение угла свыше 20^o может привести к механическому повреждению футеровки свода при касании ее струи.

Интенсивность вдувания флюса должна составлять суммарно 0,3-0,8 кг/т·мин (0,3-0,8 кг/т·мин это количество флюса подают в 1 мин на каждую 1 т металла). Нижний предел интенсивности 0,3 кг/т·мин необходим для обеспечения достаточного экранирующего эффекта. При интенсивности более 0,8 кг/т·мин в печи формируется избыточное количество шлака, а также возрастает запыленность газов, выделяющихся из печи.

Помимо экранирования пылегазовые струи, содержащие известняк, защищают футеровку от перегрева за счет развития эндотермической реакции разложения известняка: CaCO₃ CaO + CO₂; ΔH^o₂₉₈= 178 кДж. Тонкодисперсные частицы CaO и CaCO₃, оседая на поверхность ванны, обеспечивают быстрое формирование активного рафинировочного шлака. Это способствует эффективному удалению примесей из металла фосфора и серы.

Кроме того, отпадает необходимость обжига известняка в специальных известково-обжигательных печах, т.к. этот процесс происходит непосредственно в сталеплавильной электропечи.

Способ осуществляют следующим образом.

В завалку дается сокращенное количество шлакообразующих и после включения печи начинают вдувание известнякового флюса с помощью трех фурм. Интенсивность вдувания должна быть повышена до максимума после рсплавления большей части шихты и достижения температуры 1300-1400 ^oC.

Одна фурма направляет струю в зону электрических дуг, а две других - вверх, в подсводное пространство. Формы должны быть подвижными для установки оптимального угла в пределах 10-20^o к горизонту. К известняку может быть добавлено до 20 таких материалов, как кокс, шамот, плавиковый шпат и т.д.

Интенсивность вдувания в пределах 0,3-0,8 кг/т·мин, а также концентрация порошка в газе-носителе регулируется с помощью вентилей на пневмотрассе.

Флюс вдувают в энергетический и технологические периоды при горящих дугах, не допуская перегрева свода, температура которого постоянно контролируется термозондом. При отключении печи продувка прекращается.

Испытание способа в условиях лабораторной дуговой печи показало высокую эффективность охлажадюащего действия газопорошковой струи.

Результаты испытаний, представленных в табл. 1, позволяют установить следующее: дальнобойность струи растет с увеличением угла наклона от 5 до 25^o, причем увеличение угла сверх 20^o уже не вызывает значительного удлинения струи, которая при этом начинает касаться свода; с повышением интенсивности вдувания от 0,3 до 1 кг/т·мин и с увеличением доли фракции менее 0,1 мм с 50 до 80 охлаждение свода улучшается, и снижение его температуры составляет вместо 40^o уже 47-55^o.

Часть обжиговых печей на заводе следует заменить на помольное оборудование для получения порошкообразного известняка. Может быть также использован отсев известково-обжигательных печей.

Важно также то, что для целей сталеплавильного производства становится возможным использовать месторождения хрупкого, рассыпчатого известняка, которые обычно не эксплуатируются.

Вдувание известняка стабилизировало горение дуг, что на опытных плавках проявлялось в снижении уровня шума от дугового разряда. При этом устраняются наиболее вредные высокие тона.

Установлено, что за время витания в печи частицы известняка разлагаются до извести примерно на 70 В промышленной печи, где время витания частиц в газовой фазе значительно больше, степень диссоциации известняка должна быть близка к 100

Формула изобретения

Способ защиты футеровки дуговой сталеплавильной печи от перегрева, включающий подачу в рабочее пространство печи известнякового флюса, отличающийся тем, что флюс в порошкоообразном виде направляют в потоке газовых струй в зону электрических дуг и в подсводовое пространство под углом 10 - 20^o к горизонту, при этом интенсивность подачи флюса поддерживают в пределах 0,3 ^oC 0,8 кг/т мин, а размер частиц известнякового флюса не более 0,5 мм с содержанием фракции 0,1 мм не менее 70%

РИСУНКИ

Рисунок 1