Способ подачи газа в печь

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к способу эффективной подачи основного газа в ванну расплавленного металла, который особенно пригоден для использования в электродуговой печи. В способе применяют сжигание вспомогательного кислорода с топливом для образования вокруг сверхзвуковой струи основного газа пламенной оболочки, защищающей основной газ от поступления окружающих газов при прохождении его через газовое пространство печи. Это обеспечивает возможность сохранения в значительной степени исходной силы газа при инжектировании в газовое пространство, и вследствие этого обеспечивает возможность инжектирования газа в печь на безопасном расстоянии от поверхности расплавленного металла, в то же время обеспечивая возможность, по существу, полного проникновения газа в расплавленный металл. Пламенная оболочка простирается, по меньшей мере, на 75% всей длины струи основного потока внутри печи от выхода из сопла фурмы-горелки до ванны расплавленного металла. Струя основного газа, например кислорода или инертного газа, проникает через поверхность ванны расплавленного металла, сохраняя в этой точке сверхзвуковую скорость. 8 з.п.ф-лы, 4 ил.

Настоящее изобретение, в основном, относится к инжектированию газа, например кислорода, в печь, содержащую ванну расплавленного металла, и особенно пригодно для использования в электродуговой печи.

При обработке расплавленного металла в печи часто необходимо продувать расплавленный металл газом, например кислородом. Последним значительным достижением в обработке расплавленного металла в электродуговой печи является способ дожигания, описанный в патенте США 5572544 (Mathur et al.), в котором основной кислород подают в расплавленный металл сверху над поверхностью ванны расплавленного металла, при этом кислород для дожигания подают в печь над поверхностью ванны расплавленного металла, но вблизи последней. Поскольку основной кислород должен проникать в расплавленный металл, то в такой системе его необходимо инжектировать в печь очень близко к поверхности расплавленного металла, используя для этого одну или более водоохлаждаемых фурм, или инжектировать кислород под поверхность ванны расплавленного металла, используя для этого одну или более труб. Однако эти средства все еще являются неудовлетворительными, поскольку близость наконечника устройства для инжектирования газа к поверхности расплавленного металла вызывает чрезмерный и неизбежный износ инжектора кислорода типа водоохлаждаемой фурмы. Трубы должны непрерывно продвигаться вперед для того, чтобы компенсировать расплавление и окисление конца, погруженного в ванну расплавленного металла, что не только требует оборудования для манипулирования с трубами, но также является очень дорогостоящей операцией вследствие непрерывных потерь трубы. Более того, поскольку поверхность расплавленного металла не является неподвижной, инжектор кислорода должен непрерывно перемещаться для гарантирования того, что инжектирование кислорода осуществляется в должном месте при должном расстоянии сопла от поверхности ванны расплавленного металла.

Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание системы для подачи газа, например кислорода, в печь, содержащую ванну расплавленного металла, в которой газ пропускается в расплавленный металл, но при этом исключен чрезмерный износ системы инжектирования газа.

Существуют периоды времени, например при плавке скрапа, когда желательно передать тепло в печь с расплавленным металлом в дополнение к подаче газа в ванну расплавленного металла. Соответственно, еще одной задачей настоящего изобретения является создание системы для подачи газа в печь таким образом, чтобы газ можно было эффективно пропускать в расплавленный металл в печи и в то же время передавать в печь тепло.

При работе электродуговой печи желательно, чтобы поверх ванны расплавленного металла образовался вспененный шлаковый слой. Соответственно, еще одной задачей настоящего изобретения является создание системы для подачи газа в электродуговую печь, обеспечивающей эффективное пропускание газа в расплавленный металл в печи и в то же время обеспечивающей образование вспененного шлака над расплавленным металлом.

При работе электродуговой печи также желательно снизить количество образующихся отходящих газов. Соответственно, еще одной задачей настоящего изобретения является создание системы для подачи газа в электродуговую печь, которая сводит к минимуму образование всплесков и, кроме того, обеспечивает создание восстановительной атмосферы вблизи всплесков для снижения количества образующихся отходящих газов.

При работе электродуговой печи желательно инжектировать в ванну расплавленного металла реагенты, например, такие как углерод, известь, легирующие добавки и т. п. в порошкообразной форме. Соответственно, еще одной задачей настоящего изобретения является создание системы для подачи газа в электродуговую печь, обеспечивающей эффективное пропускание газа в расплавленный металл и в то же самое время обеспечивающей введение порошкообразных реагентов в расплавленный металл.

Эти и другие задачи становятся понятными для специалистов из последующего описания, прилагаемого к настоящему изобретению, включающему в себя: способ инжектирования газа в печь с проникновением через поверхность ванны расплавленного металла из точки инжектирования, расположенной в печи на значительном расстоянии над поверхностью ванны расплавленного металла со слоем шлака на ее верхней поверхности, причем способ включает в себя следующие стадии: (А) формирование когерентной сверхзвуковой струи газа в печи путем (1) инжектирования в печь над ванной расплавленного металла через сопла направленной к поверхности ванны фурмы-горелки (а) струи основного газа, исходная осевая скорость которой является сверхзвуковой, и (b) потока топлива и потока вспомогательного кислородсодержащего газа, каждый из которых коаксиален и параллелен сверхзвуковой струе основного газа и скорости которых меньше скорости струи основного газа, а также (2) окружения сверхзвуковой струи основного газа пламенной оболочкой, которая образуется в результате сжигания топлива и вспомогательного кислородсодержащего газа и которая простирается по меньшей мере на 75% всей длины струи основного газа внутри печи от выхода из сопла до ванны расплавленного металла, причем сопло для основного газа имеет выходной диаметр d, и расстояние от выхода из указанного сопла до верхней поверхности ванны расплавленного металла вдоль оси струи составляет по меньшей мере 20d; и (Б) проникновение через поверхность ванны расплавленного металла струи основного газа, скорость которой в этой точке остается сверхзвуковой.

Используемый в настоящем описании термин "кислород" означает газ с концентрацией кислорода, превышающей концентрацию кислорода в воздухе, предпочтительнее, с концентрацией кислорода в по меньшей мере 30 мольных процентов, более предпочтительно в по меньшей мере 80 мольных процентов. В качестве кислорода может использоваться технический чистый кислород с концентрацией кислорода 99,5 мольных процентов и выше. Кислород может содержать инертный газ.

Используемый в настоящем описании термин "пламенная оболочка" означает горящий поток, по существу коаксиальный струе основного газа и кольцевой относительно последней.

Используемый в настоящем описании термин "шлак" означает расплавленный или твердый слой оксидов, обычно содержащий один или более оксидов, например окись кальция, двуокись кремния, окись магния, окись алюминия и окись железа.

Используемый в настоящем описании термин "вспененный шлак" означает шлак, который также содержит высокую объемную долю газовых пузырьков, например моноокиси углерода, которая сильно снижает плотность шлакового слоя и придает шлаковому слою внешний вид и поведение, сходные с внешним видом и поведением пены.

Фиг. 1 является вертикальной проекцией, частично в поперечном разрезе, варианта фурмы-горелки настоящего изобретения во время ее работы в электродуговой печи.

Фиг. 2 и 3 являются детальными видами одного варианта осуществления, причем Фиг. 2 является видом в поперечном разрезе, а Фиг.3 является видом сверху инжекционного конца фурмы/горелки, используемой при осуществлении настоящего изобретения.

Фиг.4 является изображением предпочтительного варианта осуществления выпуска газовых потоков из фурмы-горелки, а также пламенной оболочки, образующейся вокруг струи основного газа при осуществлении настоящего изобретения.

Одинаковые элементы на всех чертежах обозначены одинаковыми позициями.

Говоря в целом, изобретение включает в себя создание и использование высокоскоростной струи основного газа, например кислорода, которая когерентно удерживается пламенной оболочкой, формируемой вокруг высокоскоростной струи основного газа. Когерентность указанной струи обеспечивает возможность помещения точки инжектирования струи на значительном расстоянии над поверхностью ванны расплавленного металла, и в то же время она также обеспечивает возможность проницания струей поверхности ванны расплавленного металла с тем, чтобы основной газ мог пройти в ванну расплавленного металла. Пламенная оболочка образуется горящей текучей средой, предпочтительно инжектируемой в печь двумя потоками, каждый из которых расположен кольцеобразно вокруг высокоскоростной струи основного газа коаксиально ей. Одним из этих потоков текучей среды является поток топлива, а другим - поток вспомогательного кислорода. Перемещающаяся медленнее пламенная оболочка, являющаяся результатом горения двух кольцевых потоков, образует вокруг высокоскоростной струи газовый экран или барьер, сильно снижающий количество газов, поступающих снаружи в высокоскоростную струю основного газа. Обычно, когда высокоскоростная струя некоторой текучей среды проходит через воздух или любую другую атмосферу, газы, поступающие в высокоскоростную струю, заставляют ее расширяться в виде характерного конуса. За счет действия барьера в виде пламенной оболочки это поступление газов сильно снижается на протяжении значительного расстояния от точки инжектирования в печь, при этом высокоскоростная струя, по существу, сохраняет ее исходный диаметр на всем этом расстоянии, т. е. она когерентна на всем этом расстоянии. Такая когерентность обеспечивает сохранение способности проникновения струи в ванну расплавленного металла, и, следовательно, точка инжектирования может быть дистанционирована от поверхности расплавленного металла, и при этом все еще обеспечивается адекватное проникновение в ванну расплавленного металла. Более того, если это необходимо, указанная струя может содержать порошок или другие добавки, которые могут быть инжектированы в расплавленный металл с основным газом.

Особые преимущества дает применение настоящего изобретения в электродуговой печи. В таком практическом случае струя основного газа содержит кислород, реагирующий с углеродом в расплавленном металле с образованием моноокиси углерода, барботирующей расплавленный металл. Кислород для дожигания реагирует с этой моноокисью углерода над поверхностью ванны расплавленного металла, обеспечивая дополнительное тепло в печи, улучшая энергетическую эффективность и производительность и снижая уровень выпускаемой из печи в атмосферу вредной моноокиси углерода.

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на чертежи, а также со ссылкой на применение изобретения в электродуговой печи.

На Фиг. 2 и 3 изображена фурма 1, имеющая центральный канал 2, первый кольцевой канал 3 и второй кольцевой канал 4, при этом каждый из кольцевых каналов коаксиальны центральному каналу 2. Центральный канал 2 оканчивается у инжекционного конца 5 фурмы 1 с образованием основного отверстия 6. Первый и второй кольцевые каналы также оканчиваются у инжекционного конца, предпочтительнее, как изображено на чертежах, по существу, в той же плоскости, что и основное отверстие 6. Предпочтительнее, как это показано на Фиг.3, первый кольцевой канал 3 оканчивается у инжекционного конца 5 рядом первых инжекционных отверстий 1, расположенных по кругу вокруг основного отверстия 6, а второй кольцевой канал 4 оканчивается у инжекционного конца 5 рядом инжекционных отверстий 8, расположенных по кругу вокруг основного отверстия 6 и первых инжекционных отверстий 7. И центральный канал 2, и второй кольцевой канал 4 сообщаются с источником кислорода (не показан). Кислород, используемый в центральном канале 2 и во втором кольцевом канале 4, может быть тем же самым газообразным кислородом, или же во втором кольцевом канале может использоваться газообразный кислород, отличный от кислорода, используемого в центральном канале 2. Первый кольцевой канал 3 сообщается с источником топлива (не показан). Топливо может быть любым топливом, предпочтительнее, газообразным топливом, более предпочтительно, природным газом или водородом. В альтернативном варианте топливо может пропускаться через самый внешний кольцевой канал фурмы, а вспомогательный кислород может пропускаться через внутренний кольцевой канал. В еще одном альтернативном варианте топливо и вспомогательный окислитель могут пропускаться в виде смеси через один кольцевой канал фурмы.

На Фиг.1 изображена электродуговая печь 20, имеющая боковую стенку 21 и донную стенку 22, вмещающая ванну расплавленного металла 23. Обычно металл является чугуном или сталью. На Фиг.1 также показан шлаковый слой 24, который может быть в расплавленном или твердом состоянии и который расположен поверх ванны расплавленного металла, а также слой металлического скрапа 25 поверх шлакового слоя 24. Шлаковый слой обычно содержит один или более оксидов, например окись кальция, двуокись кремния, окись магния, окись алюминия и окись железа. Слой скрапа, если он присутствует, расплавляется за счет тепла, даваемого электродами 26, с образованием ванны расплавленного металла 23. В дополнение к металлу, ванна расплавленного металла содержит окисляющееся вещество, например углерод и/или углеводороды.

Фурма-горелка 1 размещена таким образом, что проходит через боковую стенку 21, причем ее инжекционный конец 5 расположен над и удален от верхней поверхности указанной ванны на расстояние, составляющее по меньшей мере 20 d вдоль оси струи, а также может быть удален от ванны на расстояние, составляющее вдоль оси струи до 100 d и более, где d является выходным диаметром сопла, через которое основной газ инжектируется из фурмы-горелки. Осью струи является воображаемая линия, проходящая через центр струи вдоль ее длины. Обычно это расстояние вдоль оси струи составляет от 30 d до 60 d. На Фиг.1 в целях иллюстрации показана одна фурма, используемая в печи. В промышленной практике может оказаться предпочтительным использование большее количество фурм. Предпочтительнее, используют три или четыре фурмы, при этом их расположение выбирается таким образом, чтобы передать тепло обычно более холодным зонам печи, например, таким как зоны между электродами и вблизи отверстий в боковой стенке или в своде печи. Основной кислород инжектируется в печь 20 через отверстие 6 сопла фурмы 1 в направлении ванны расплавленного металла 23 с исходной осевой скоростью струи, обычно составляющей по меньшей мере 1000 футов в секунду (304,8 м/сек), предпочтительно по меньшей мере 1500 фут/сек (457,2 м/сек), для образования высокоскоростной струи 30 основного кислорода, как показано на Фиг.4. Осевая скорость струи является скоростью газовой струи у ее оси. Основной кислород будет контактировать с ванной со скоростью, составляющей по меньшей мере 50%, предпочтительно, по меньшей мере 75% исходной осевой скорости струи основного кислорода. Предпочтительнее, струя основного кислорода имеет сверхзвуковую скорость сразу после инжектирования из фурмы, а также имеет сверхзвуковую скорость при ее контактировании с ванной расплавленного металла.

Одновременно с инжектированием основного кислорода в печь 20 через первые инжекционные отверстия 7 инжектируется топливо, а через вторые инжекционные отверстия 8 инжектируется вспомогательный кислород с образованием соответственно потока топлива и потока вспомогательного кислорода, при этом каждый из этих потоков концентричен и коаксиален струе 30. Вспомогательный кислород сгорает вместе с топливом с образованием пламенной оболочки 33, скорость которой меньше скорости струи 30 основного кислорода и обычно составляет от 50 до 500 футов в секунду (15,240-152,40 м/сек). Пламенная оболочка образуется у или очень близко, например, в пределах одного дюйма (2,54 см), от наконечника фурмы и простирается по существу на всю (т.е. по меньшей мере 75%) длину струи основного газа внутри печи к ванне расплавленного металла. Предпочтительно, пламенная оболочка простирается на всю длину струи основного газа внутри печи по направлению к указанной ванне.

Пламенная оболочка 33 образует барьер или экран вокруг кислородной струи 30, таким образом сильно снижая количество газа, поступающего в струю 30 извне. Поэтому струя 30 не расширяется в значительной степени от точки, в которой она инжектируется в печь через фурму 1, до точки, в которой она сталкивается с ванной расплавленного металла 23. Обычно диаметр струи 30 при ее столкновении с ванной расплавленного металла 23 будет по существу таким же, как и ее диаметр сразу после инжектирования в печь через фурму 1. Поскольку струя 30 остается по существу когерентной при ее прохождении от инжекционного конца фурмы к поверхности ванны, инжекционный конец фурмы может находиться на большом расстоянии от расплавленного металла, в то же время все еще обеспечивая возможность столкновения высокоскоростной кислородной струи 30 с поверхностью ванны с силой, достаточной для пронизывания высокоскоростной струей поверхности ванны и прохождения этой струи в ванну.

Основной кислород, находящийся в высокоскоростной струе 30, реагирует в ванне расплавленного металла 23 с находящимся там же окисляющимся веществом. Например, основной кислород может реагировать с углеродом в ванне расплавленного металла с образованием моноокиси углерода по экзотермической реакции, обеспечивающей подачу дополнительного тепла в печь, а также перемешивание расплавленного металла для улучшения переноса тепла. Газ, образующийся при реакции основного кислорода с окисляющимся веществом в ванне расплавленного металла, барботирует ванну расплавленного металла, поднимаясь вверх и выходя из нее. Во многих случаях этот газ или газы находятся в форме не полностью сгоревших разновидностей газов, как, например, вышеупомянутая моноокись углерода. Эти не полностью сгоревшие разновидности газов являются вредными для окружающей среды и также характеризуют потери энергии, если допускается их выпуск из печи в непрореагировавшем состоянии. Кислород для дожигания, подаваемый в печь над расплавленным металлом, реагирует с этими не полностью сгоревшими разновидностями газов, как было описано выше.

В одном из вариантов настоящего изобретения, а именно в одном из режимов работы фурмы используют такие количества топлива и вспомогательного кислорода, которые не намного больше, чем необходимо для образования пламенной оболочки. Однако в некоторых ситуациях может оказаться желательным подавать в печь большое количество тепла, как, например, при плавке скрапа в печи. В таких ситуациях окислитель может подаваться в печь с высоким расходом, и топливо и окислитель, которым может быть вспомогательный и/или основной кислород, используются для сжигания топлива с целью генерирования тепла в печи. Таким образом, фурма, используемая при осуществлении настоящего изобретения, может в случае необходимости также функционировать в качестве горелки, т.е. в режиме фурмы-горелки. Таким способом обеспечивается очень интенсивное пламя, которое может использоваться для пронизывания и плавления металлического скрапа и обеспечения свободных проходов, через которые может проходить струя кислорода для реагирования с поверхностью ванны расплавленного металла. Одновременно пламя может расплавлять любой скрап, попадающийся на пути движения струи перед горелкой вследствие прогрессивного плавления скрапа и обрушений стенок внутри указанных проходов, таким образом поддерживая свободными проходы для продувки ванны через фурму. Высокий расход природного газа также может обеспечить защитный слой из газообразного топлива вокруг когерентной струи при ее проникновении в ванну расплавленного металла. В связи с этим при проникновении когерентной струи в ванну расплавленного металла в ней образуются небольшие локализованные полости, происходит небольшое отклонение газовой струи и слабое всплескивание ванны. Однако некоторое разбрызгивание над ванной может все же происходить. При этом брызги будут попадать в защитный слой из газообразного топлива. Это будет предотвращать окисление капель металла, ведущее к образованию отходящих газов (дыма). Образование отходящих газов (дыма) в процессе продувки может быть подавлено двумя путями: (а) количество капель сильно снижается при продувке когерентной струей, а не обычной струей; и (б) защитный слой из газообразного топлива будет предотвращать окисление капель металла над поверхностью ванны.

Кроме того, в некоторых ситуациях может оказаться желательным использовать избыток топлива и подавать топливо в ванну расплавленного металла вместе с высокоскоростной струей газа. Одна из таких ситуаций должна способствовать образованию вспененного шлака при работе электродуговой печи. Вспененный шлак очень желателен для снижения потерь энергии из электродуговой печи и для снижения износа огнеупоров стенки печи. В этой ситуации избыток топлива, например природного газа, вводится в шлаковый слой, где он подвергается разложению и реакции с получением газов, например моноокиси углерода, водорода и двуокиси углерода, которые затем формируют желательный вспененный шлак. Кроме того, в некоторых ситуациях может оказаться желательным введение реагентов в порошкообразной форме в газовую струю с тем, чтобы их можно было эффективно инжектировать в ванну расплавленного металла. Среди этих реагентов можно назвать углерод, различные композиции извести, легирующие добавки, окись железа и пыль, полученную в электродуговых печах. При размещении фурмы-горелки в заданное местоположение она также может функционировать только в качестве горелки в течение тех периодов времени, когда инжектирование высокоскоростной струи газа в расплавленный металл является нежелательным.

Последующие рекомендации относятся к конструкции и работе настоящего изобретения, показанных на Фиг.2 и 3.

1) Важно иметь одинаковый расход кислорода в наружном кольце отверстий при всех режимах работы для стабилизации пламени вокруг центральной струи. При работе в режимах фурмы и фурмы-горелки расход кислорода через наружное кольцо должен составлять по меньшей мере 1% от суммарного расхода кислорода, предпочтительнее, от около 5 до 10%.

2) При работе в режимах фурмы и фурмы-горелки расход газообразного топлива через внутреннее кольцо отверстий должен быть больше, чем необходимо для сжигания в стехиометрическом соотношении с кислородом в наружном кольце отверстий.

3) При работе в режимах фурмы и фурмы-горелки скорость центральной струи должна быть выше 500 футов/сек (152,4 м/сек), предпочтительнее, выше 1200 фут/сек (365,76 м/сек).

4) При работе в режиме горелки для подогрева и расплавления холодного металлического скрапа часть расхода кислорода в наружном кольце отверстий должна составлять от 25 до 75% от суммарного расхода кислорода, предпочтительнее, от 40 до 60% суммарного расхода кислорода, и суммарный расход кислорода должен составлять от 100 до 200% от стехиометрического количества кислорода, необходимого для полного сгорания газообразного топлива.

5) При работе в режиме фурмы-горелки для пронизывания частично расплавленного скрапа часть расхода кислорода в центральной струе должна составлять более 50%, предпочтительнее, от 75 до 99% от суммарного расхода кислорода, а сам суммарный расход кислорода должен составлять более 100%, предпочтительно более 150% от стехиометрического количества кислорода, необходимого для полного сгорания газообразного топлива.

Последующий пример настоящего изобретения приведен только в иллюстративных целях и не предназначен для ограничения изобретения.

В ванну расплавленного металла инжектировали кислород, используя систему, подобную системе, изображенной на Фиг.1. Кислород инжектировали из наконечника фурмы через сопло, имеющее выходной диаметр 0,807 дюйма (2,05 см). Наконечник фурмы был расположен на расстоянии 28 дюймов (71,12 см) над поверхностью ванны и под углом 40 градусов к горизонтали, так что струя кислорода проходила расстояние 43 дюйма (109,22 см) или 53 диаметра сопла от наконечника фурмы до поверхности ванны. Основной кислород был заключен в пламенную оболочку от наконечника фурмы до поверхности ванны, имел исходную осевую скорость струи 1600 фут/сек (487,68 м/сек) и сохранял эту осевую скорость струи 1600 фут/сек (487,68 м/сек) при столкновении струи с поверхностью ванны. Около 85 процентов кислорода, инжектируемого из фурмы, поступало в ванну расплавленного металла и становилось доступным для реагирования с компонентами, составляющими расплавленный металл. Для сжигания около 20 фунтов углерода на тонну расплавленного металла (9,0719 кг углерода на тонну) потребовалось около 367 стандартных кубических футов кислорода на тонну расплавленного металла (10,276 м3 кислорода на тонну) в сравнении с около 558 стандартными кубическими футами кислорода на тонну расплавленного металла (15,524 м3 кислорода на тонну), необходимыми для такой же самой металлургической операции, но при использовании обычной практики подачи газа.

Теперь путем применения настоящего изобретения можно обеспечить более эффективную подачу газа в печь с расплавленным металлом, например в электродуговую печь. Несмотря на то, что настоящее изобретение подробно описано со ссылкой на конкретные предпочтительные варианты, специалистам должно быть понятно, что существуют и другие варианты настоящего изобретения в пределах сферы применения и духа формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Способ инжектирования газа в печь с проникновением через поверхность ванны расплавленного металла из точки инжектирования, расположенной в печи на значительном расстоянии над поверхностью ванны расплавленного металла со слоем шлака на ее верхней поверхности, включающий следующие стадии: (А) формирование когерентной сверхзвуковой струи газа в печи путем (1) инжектирования в печь над ванной расплавленного металла через сопла направленной к поверхности ванны фурмы-горелки (а) струи основного газа, исходная осевая скорость которой является сверхзвуковой, и (b) потока топлива и потока вспомогательного кислородсодержащего газа, каждый из которых коаксиален и параллелен сверхзвуковой струе основного газа и скорости которых меньше скорости струи основного газа, а также (2) окружения сверхзвуковой струи основного газа пламенной оболочкой, которая образуется в результате сжигания топлива и вспомогательного кислородсодержащего газа и которая простирается, по меньшей мере, на 75% всей длины струи основного газа внутри печи от выхода из сопла до ванны расплавленного металла, причем сопло для основного газа имеет выходной диаметр d и расстояние от выхода из указанного сопла до верхней поверхности ванны расплавленного металла вдоль оси струи составляет, по меньшей мере, 20d; (Б) проникновение через поверхность ванны расплавленного металла струи основного газа, скорость которой в этой точке остается сверхзвуковой.

2. Способ по п.1, в котором основной газ содержит кислород.

3. Способ по п.2, в котором ванна расплавленного металла содержит углерод, при этом способ также включает в себя реагирование кислорода основного газа с углеродом внутри ванны расплавленного металла с образованием моноокиси углерода, барботирование ванны расплавленного металла выходящей из нее моноокисью углерода, и инжектирование дополнительного кислорода в печь над ванной расплавленного металла для окисления моноокиси углерода, выходящей в виде пузырьков из ванны расплавленного металла.

4. Способ по п.1, в котором основной газ содержит инертный газ.

5. Способ по п.1, в котором некоторое количество топлива не сгорает и проходит в шлаковый слой, в котором оно реагирует с образованием газа, служащего для образования вспененного шлакового слоя.

6. Способ по п.1, в котором пламенная оболочка простирается на всю длину струи основного газа внутри печи до ванны расплавленного металла.

7. Способ по п.1, в котором струя основного газа, проникающая в ванну расплавленного металла, содержит порошок.

8. Способ по п.2, в котором кислород, содержащийся во вспомогательном кислородсодержащем газе, инжектирует в печь с расходом, составляющим 25 - 75% от суммарного расхода инжектируемого в печь кислорода во вспомогательном кислородсодержащем газе и основном газе, при этом упомянутый суммарный расход кислорода составляет 100 - 150% от количества кислорода, необходимого для сжигания в стехиометрическом соотношении инжектируемого в печь топлива.

9. Способ по п.2, в котором кислород, содержащийся в основном газе, инжектируют в печь с расходом, составляющим 75 - 99% от суммарного расхода инжектируемого в печь кислорода во вспомогательном кислородсодержащем газе и основном газе, при этом упомянутый суммарный расход кислорода составляет более 100% от количества кислорода, необходимого для сжигания в стехиометрическом соотношении инжектируемого в печь топлива.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для дозированного ввода мелкодисперсного материала в реакционный сосуд, содержащему шлюз с псевдоожиженным слоем, в который сверху входит устройство для подачи материала, а в нижней части - газопровод для подачи ожижающего газа и который содержит перепускную трубу для передачи дальше мелкодисперсного материала, а также к установке с устройством такого рода и к способу эксплуатации этого устройства

Изобретение относится к металлургии , конкретнее к дуговым сталеплавильным печам с бесшлаковым выпуском металла

Изобретение относится к устройству дуговых печей постоянного тока

Изобретение относится к устройствам для ведения плавки в дуговых электропечах

Изобретение относится к печным установкам для расплавления и выдерживания расплава металла, в частности Al

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для интенсификации перемешивания стали в дугосталеплавильных печах и сталеразливочных ковшах

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам интенсификации технологических процессов в жидких металлах

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для электромагнитного перемешивания жидких металлов и сплавов в миксерах, печах, ковшах, слитках, заготовках практически любой конфигурации

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам получения движения электропроводных тел в электромагнитных устройствах с бегущим магнитным полем, и может быть использовано в энергетике, металлургии и литейном производстве

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для перемешивания металла в миксерах и разливочных ковшах большой емкости

Изобретение относится к области металлургии, к конструкции МГД-перемешивателей для металлургических печей, используемых для приготовления и рафинирования сплавов, например алюминиевых

Изобретение относится к конверторам для донной продувки

Изобретение относится к черной металлургии

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к способу эффективной подачи основного газа в ванну расплавленного металла, который особенно пригоден для использования в электродуговой печи

Наверх