Способ и устройство для получения расплавленного железа

 

Изобретение относится к производству предварительно восстановленного железа посредством электродугового нагрева. Способ включает подачу предварительно восстановленного железа в печь и его расплавление посредством электродугового нагрева, в основном радиационного, при этом плавку ведут при поддержании показателя износа огнеупорных материалов на уровне до 400 МВт/м². Устройство для реализации способа содержит плавильную печь с электродуговым нагревом, в которой выбор наименьшего расстояния между боковой поверхностью рабочего конца электрода и внутренней поверхностью стенки печи определяет степень износа огнеупорных материалов. Существенно замедляется разрушение огнеупорных материалов стенки печи. 2 с. и 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).

Формула изобретения

1. Способ получения расплавленного железа, включающий в себя подачу предварительно восстановленного железа в стационарную плавильную печь неопрокидывающегося типа и расплавление железа посредством электродугового нагрева, в основном представляющего собой радиационный нагрев, при этом расплавление выполняют при поддержании показателя RF износа огнеупорных материалов, характеризуемого следующим уравнением, на уровне 400 МВт·В/м² или менее:

RF=Р·E/L²,

где RF - показатель износа огнеупорных материалов, МВт·В/м²; Р - мощность дуги, приходящаяся на 1 фазу, МВт; Е - напряжение дуги, В; L - наименьшее расстояние между боковой поверхностью рабочего конца электрода внутри плавильной печи с электродуговым нагревом и внутренней поверхностью стенки печи, м.

2. Способ получения расплавленного железа по п.1, отличающийся тем, что максимальное количество расплавленного железа, которое может вмещать плавильная печь, превышает количество расплавленного железа, которое может быть получено в плавильной печи за час.

3. Способ получения расплавленного железа по п.2, отличающийся тем, что максимальное количество расплавленного железа, которое может вмещать плавильная печь, превышает количество расплавленного железа, которое может быть получено за час, в 3-6 раз.

4. Способ получения расплавленного железа по п.1, отличающийся тем, что рабочие концы электродов для электродугового нагрева при плавлении предварительно восстановленного железа за счет электродугового нагрева погружены в слой жидкого шлака, представляющего собой побочный продукт при расплавлении железа.

5. Способ получения расплавленного железа по п.4, отличающийся тем, что коэффициент мощности для мощности, подаваемой к электродам для электродугового нагрева, задают на уровне 0,65 или более.

6. Способ получения расплавленного железа по п.1, отличающийся тем, что в плавильной печи создают восстановительную атмосферу при расплавлении предварительно восстановленного железа за счет электродугового нагрева.

7. Способ получения расплавленного железа по п.1, отличающийся тем, что предварительно восстановленное железо представляет собой железо прямого восстановления.

8. Способ получения расплавленного железа по п.7, отличающийся тем, что содержание металла в железе прямого восстановления составляет 60% или более.

9. Способ получения расплавленного железа по п.7, отличающийся тем, что расплавленное железо, полученное путем плавления железа прямого восстановления, выпускают из печи при температуре 1350°С или выше.

10. Способ получения расплавленного железа по п.9, отличающийся тем, что содержание углерода в расплавленном железе составляет 1,5 - 4,5 мас.%.

11. Стационарная плавильная печь неопрокидывающегося типа с электродуговым нагревом, предназначенная для расплавления предварительно восстановленного железа посредством электродугового нагрева, в основном представляющего собой радиационный нагрев, при этом плавильная печь имеет механизм подачи предварительно восстановленного железа, электроды для электродугового нагрева и механизм выпуска расплавленного железа, при этом расплавление выполняется при поддержании показателя RF износа огнеупорных материалов, характеризуемого следующим уравнением, на уровне 400 МВт·В/м² или менее:

RF=Р·E/L²,

где RF - показатель износа огнеупорных материалов, МВт·В/м²; Р - мощность дуги, приходящаяся на 1 фазу, МВт; Е - напряжение дуги, В; L - наименьшее расстояние между боковой поверхностью рабочего конца электрода внутри плавильной печи с электродуговым нагревом и внутренней поверхностью стенки печи, м, причем

L=ID/2-PCD/2-DЕ/2,

где ID - внутренний диаметр плавильной печи, м; PCD - диаметр окружности, проходящей через центры электродов, м; DE - диаметр электрода, м.

12. Стационарная плавильная печь неопрокидывающегося типа по п.11, отличающаяся тем, что максимальное количество расплавленного железа, которое может вмещать плавильная печь, превышает количество расплавленного железа, которое может быть получено в плавильной печи за час.

13. Стационарная плавильная печь неопрокидывающегося типа по п.12, отличающаяся тем, что количество расплавленного железа, которое может вмещать плавильная печь, превышает количество расплавленного железа, которое может быть получено за час, в 3-6 раз.

14. Стационарная плавильная печь неопрокидывающегося типа по п.11, отличающаяся тем, что внутренний диаметр ID плавильной печи превышает внутреннюю высоту IН печи в два раза или более.

15. Стационарная плавильная печь неопрокидывающегося типа по п.11, отличающаяся тем, что плавильная печь частично имеет конструкцию с водяным охлаждением и/или конструкцию с воздушным охлаждением.

16. Стационарная плавильная печь неопрокидывающегося типа по п.11, отличающаяся тем, что внутренняя сторона огнеупорного материала стенки плавильной печи образована из огнеупорного материала, состоящего в основном из, по меньшей мере, одного материала, выбранного из группы, состоящей из углеродистого огнеупора, магнезиально-углеродистого огнеупора и глиноземисто-углеродистого огнеупора.

17. Стационарная плавильная печь неопрокидывающегося типа по п.16, отличающаяся тем, что наружная сторона огнеупорного материала стенки плавильной печи образована из огнеупорного материала, в основном состоящего из графита.

18. Стационарная плавильная печь неопрокидывающегося типа по п.11, отличающаяся тем, что внутренняя сторона пода плавильной печи образована из огнеупорного материала, содержащего в основном, по меньшей мере, один материал, выбранный из глиноземистого огнеупора и магнезиального огнеупора.

19. Стационарная плавильная печь неопрокидывающегося типа по п.18, отличающаяся тем, что наружная сторона пода плавильной печи образована из огнеупорного материала, состоящего в основном из графита.

20. Стационарная плавильная печь неопрокидывающегося типа по п.11, отличающаяся тем, что плавильная печь имеет герметизированную конструкцию.

21. Стационарная плавильная печь неопрокидывающегося типа по п.11, отличающаяся тем, что механизм подачи предварительно восстановленного железа выполнен так, чтобы обеспечивать подачу предварительно восстановленного железа в печь через уплотненную часть.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40