Устройство газоструйной отсечки шлака при выпуске металла из дуговой печи

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для газоструйной отсечки шлака от металла при выпуске его через выпускное отверстие летки дуговой сталеплавильной печи. Устройство снабжено радиационным пирометром, предназначенным для автоматического определения по разнице температур между металлом и шлаком окончания выпуска жидкого металла через выпускное отверстие летки и начала поступления шлака на сливной желоб, станина выполнена с пазами для перемещения фурмы по горизонтали и вертикали с изменением угла ее наклона с возможностью обеспечения первоочередного выпуска металла с предварительной отсечкой жидкого шлака внутри рабочего пространства печи, при этом фурма имеет на конце огнеупорный наконечник, внутри которого расположено сопло, выполненное из двух коаксиально расположенных трубок, причем внутренняя трубка на своей внешней поверхности выполнена со шнековой резьбой. Изобретение позволяет более точно управлять газоструйной отсечкой шлака при выпуске металла из печи посредством подвижной фурмы, а также защищать поверхность металла от окисления атмосферой в печи после осечки шлака и уменьшать контакт окисленного шлака с металлом. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к электрометаллургии стали и может быть использовано при отсечке шлака от металла в период выпуска плавки из дуговой сталеплавильной печи или из другого плавильного агрегата.

Известна дуговая печь для выплавки стали (Черные металлы. №4. 23.02.1981 г. М.: Металлургия, с.8-18) с применением стопорного устройства для отсечки шлака при выпуске металла через отверстие на летку печи, а также известно (UK 200807495, опубл. 27.10.2008) устройство для отчески шлака от металла при выпуске плавки из плавильного агрегата.

Анализ этих (Черные металлы. №4. 23.02.1981 г. М.: Металлургия, с.8-18; UK 200807495, опубл. 27.10.2008) и других (Вести ВУЗ «Черноземья» №2 (20), 2010 г., с.81-86) изобретений по устройствам отсечки шлака от металла при выпуске плавки из дуговых печей и других плавильных агрегатов показывает, что существующие конструктивные решения являются весьма сложными в техническом и технологическом исполнении из-за несовершенства применяемых устройств для создания высокоэффективных методов отсечки жидкого шлака от расплава металла при выпуске его из отверстия на сливной желоб дуговой или другой печи.

Задачей изобретения является создание нового устройства газоструйной отсечки шлака при выпуске металла из отверстия сталеплавильного агрегата. В определенной мере это достигается тем, что навстречу потоку жидкого металла со шлаком при выпуске плавки, например, из кислородно-конвертерного агрегата (UK 200807495, опубл. 27.10.2008) или агрегата «ковш-печь» (Вести ВУЗ «Черноземья» №2 (20), 2010 г., с.81-86) направляют потоки жидкого металла со шлаком таким образом, чтобы на первом этапе выпуска плавки поступало минимальное количество шлака в ковш, т.е. необходимым является максимальное уменьшение контакта окислительного шлака с поверхностью металла. Из многих известных изобретений (Черные металлы. №4. 23.02.1981 г. М.: Металлургия, с.8-18; UK 200807495, опубл. 27.10.2008) при осуществлении на печах газоструйной отсечки шлака от металла, например, в конвертере (Вести ВУЗ «Черноземья» №2 (20), 2010 г., с.81-86) или дуговой печи (Черные металлы. №4. 23.02.1981 г. М.: Металлургия, с.8-18; Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2006. - №7. - С.208-211) установлены наиболее эффективные результаты, т.к. при использовании известных устройств на печах было получено минимальное количество шлака в ковше, т.е. эффект по отсечке шлака от металла был достаточно эффективным, что позволило заметно снизить угар легирующих элементов и повысить качество разливаемой стали в слитки.

Однако, несмотря на достигнутые положительные результаты (UK 200807495, опубл. 27.10.2008; Вести ВУЗ «Черноземья» №2 (20), 2010 г., с.81-86) по отсечке шлака от металла на дуговых и других плавильных печах (Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2006. - №7. - С.208-211), все эти известные решения не нашли пока широкого применения в металлургии из-за высоких издержек при эксплуатации, например, в дуговой сталеплавильной печи (ДСП) вследствие того, что применяемые на ДСП существующие устройства и методы базируются на исполнении и применении громоздких и несовершенных, в конструктивном исполнении, технических средств и неэффективных способов подвода инертных газов во встречный поток движущего металла и шлака из выпускного отверстия дуговой печи или другого агрегата.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является прототип (Современная металлургия начала нового тысячелетия: Сб. научн. труд. Часть 2. Липецк, ЛГТУ, 2008. - С.241), использующий газоструйную отсечку шлака при выпуске металла из дуговой печи. В данном изобретении отсечку шлака от металла осуществляют с использованием принудительного закрытия отверстия летки с помощью пневматического устройства, представляющего чугунное сопло, закрепленное с помощью кронштейна на корпусе печи. В нужный момент окончания выхода металла из отверстия летки подают под давлением азот или аргон, поступающие через сопла устройства в отверстие печи.

Основным недостатком устройства по прототипу (Современная металлургия начала нового тысячелетия: Сб. научн. труд. Часть 2. Липецк, ЛГТУ, 2008. - С.241), как и других известных изобретений, являются их сложность в эксплуатации и низкая степень эффективности использования на дуговых печах (Черные металлы. №4. 23.02.1981 г. М.: Металлургия, с.8-18; Вести ВУЗ «Черноземья» №2 (20), 2010 г., с.81-86) методов отсечки шлака от металла из ДСП и начала поступления шлака в отверстие летки агрегата, что вызвано конструктивным несовершенством всех известных газоструйных устройств. Для решения этой сложной технической задачи требуется для дуговой печи разработка более совершенных устройств и методов по отсечке шлака от металла при выпуске плавки через отверстие на летку печи.

Технический результат изобретения - устранение указанных недостатков, повышение эффективности метода газоструйной отсечки шлака от потока металла при выходе его из печи на летку агрегата, определение момента окончания отсечки жидкого шлака от металла при сливе его в ковш агрегата.

Технический результат достигается тем, что в настоящем изобретении используется новый принцип выпуска металла из дуговой печи (ДСП) с отсечкой шлака перед выпускным отверстием на летке агрегата. Конструктивное новое исполнение на дуговой печи газоструйного устройства (см. чертеж) заключается в том, что оно позволяет создавать более эффективную газоструйную отсечку шлака от металла при выпуске плавки на основе применения подачи в дуговую печь потока инертных газов, например, азот или аргон, который направляется на шлак с помощью фурмы, имеющей на конце огнеупорный наконечник, который закреплен подвижно на станине, имеющей пазы для перемещения фурмы по горизонтали и вертикали с изменением ее угла наклона, причем устройство управляется с помощью пневмоцилиндра, закрепленного на станине дуговой печи.

Предлагаемое устройство для отсечки шлака от металла при выпуске его через отверстие на летку дуговой печи, отличается от всех известных подобных изобретений (UK 200807495, опубл. 27.10.2008; Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2006. - №7. - С.208-211) тем, что применено новое конструктивное решение, позволяющее создать условия «отдува» шлака в сторону рабочего окна, который обеспечивает первоочередной выпуск металла на сливной желоб печи, а уже после выпуска металла осуществлять выпуск требуемого количества шлака в ковш. При этом следует отметить, что организация газоструйного потока инертного газа на шлак и в жидкий металл с помощью подвижной фурмы в летку печи позволяет осуществлять выпуск металла с предварительной отсечкой шлака уже внутри дуговой печи, а затем и в момент выпуска металла из отверстия на летке агрегата до требуемого уровня попадания шлака в ковш. Кроме того, в момент выхода последних порций жидкого металла из отверстия печи с помощью подвижной фурмы, которая позволяет подавать холодные струи инертного газа на шлак, и этот шлак в некоторой степени охлаждается, что моментально фиксируется автоматическим пирометром, и по разности температур между металлом и шлаком фиксируется скачок температур, что служит сигналом на изменение наклона дуговой печи с целью оптимизации выпуска требуемого количества шлака из печи в ковш.

Кроме того, в рабочем пространстве дуговой печи путем изменения расхода инертного газа создаются условия по очищению поверхности жидкого металла от жидкого шлака, что способствует к тому же защите поверхности металла от воздействия окислительной атмосферы в рабочем пространстве печи.

Таким образом, настоящим изобретением решается задача по созданию нового принципа газоструйной отсечки шлака при выпуске металла на летку агрегата, что позволяет, в частности, снизить угар раскислителей и легирующих элементов в ковше и существенно повысить качество металлопродукции. Кроме того, техническим результатом является то, что предлагаемое изобретение позволяет повысить надежность технологических операций по газоструйной отсечке шлака по ходу выпуска металла из отверстия на летку дуговой печи.

Это достигается тем, что новое конструктивное исполнение устройства позволит осуществлять подачу потока инертного газа на шлак и жидкий металл, т.е. отсекать шлак от металла перед выпускным отверстием и осуществлять первоочередной выпуск металла из дуговой печи, а затем выпуск требуемого количества шлака на летку агрегата, причем момент окончания выпуска металла из печи фиксируется автоматическим пирометром по скачку температур между металлом и шлаком.

Работа предлагаемого устройства на дуговой печи осуществляется (см. чертеж) следующим образом.

В дуговой печи (1) с графитовыми электродами (2) перед выпуском плавки жидкий металл (3) и шлак (4) имеют соответствующую температуру (1600-1700°C). Подвижная фурма позволяет подавать газоструйный поток инертного газа на расплав шлака (4) и на поверхность металла в дуговой печи. Для газоструйной отсечки шлака от металла применено устройство, включающее станину (5), пневмоцилиндр (6), фурму (8) и сопло фурмы со стопором (9). При выпуске металла и шлака из отверстия печи на летке сливного желоба (7) автоматически пирометром измеряется температура металла, а затем и шлака. При этом фурма (8) закреплена на корпусе (10) устройства с пультом управления (11). Учитывается охлаждающее действие струй инертного газа (12) на шлак (4), то на выходе из отверстия (7) печи радиационный пирометр на пульте управления фиксирует разность температур между металлом и шлаком, что служит импульсом начала выхода шлака на летку.

Жидкий металл (3) и расплав шлака (4) по окончании электроплавки стали выпускают через летку и желоб (7) дуговой печи (1). Причем жидкий металл вытекает через сталевыпускное отверстие раньше шлака (4) за счет того, что при работе устройства шлак «отдувается» внутрь рабочего пространства печи, препятствуя, таким образом, сливу шлака и замешиванию его с металлом на выпуске его из печи (1). Результаты моделирования на лабораторной установке по схеме чертежа подтверждают возможность реализации данного изобретения в условиях производства. Эффективность предлагаемого устройства газоструйной отсечки шлака при выпуске металла на дуговой или другой плавильной печи также подтверждается результатами эксплуатации (Черные металлы. №4. 23.02.1981 г. М.: Металлургия, с.8-18; Вести ВУЗ «Черноземья» №2 (20), 2010 г., с.81-86; Современная металлургия начала нового тысячелетия: Сб. научн. труд. Часть 2. Липецк, ЛГТУ, 2008. - С.241) подобных устройств и способов в производственных условиях.

Примером работы дуговой печи (поз.1 на чертеже) с применением предлагаемого газоструйного устройства отсечки шлака при выпуске металла из агрегата могут служить результаты экспериментального исследования (Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2006. - №7. - С.208-211) и опыт работы устройств (UK 200807495, опубл. 27.10.2008; Вести ВУЗ «Черноземья» №2 (20), 2010 г., с.81-86) в производственных условиях.

Использование предлагаемого устройства на дуговой печи обеспечивает по сравнению с существующим изобретением следующие преимущества:

- более точное управление процессами отсечки шлака от металла газоструйным потоком при входе металла на сливной желоб из дуговой печи;

- достижение меньшего контакта шлака с металлом при выпуске плавки в ковш;

- осуществление газоструйной защиты поверхности металла после отсечки шлака от металла.

Это и другие факторы позволяют достигнуть высоких технико-экономических показателей работы агрегата.

1. Устройство для газоструйной отсечки шлака при выпуске металла через выпускное отверстие летки дуговой сталеплавильной печи, содержащее станину с пневмоцилиндром, связанным с пультом управления, и фурму для подачи инертного газа в рабочее пространство печи, отличающееся тем, что оно снабжено радиационным пирометром, предназначенным для автоматического определения по разнице температур между металлом и шлаком окончания выпуска жидкого металла через выпускное отверстие летки и начала поступления шлака на сливной желоб, станина выполнена с пазами для перемещения фурмы по горизонтали и вертикали с изменением угла ее наклона с возможностью обеспечения первоочередного выпуска металла с предварительной отсечкой жидкого шлака внутри рабочего пространства печи, при этом фурма имеет на конце огнеупорный наконечник, внутри которого расположено сопло, выполненное из двух коаксиально расположенных трубок, причем внутренняя трубка на своей внешней поверхности выполнена со шнековой резьбой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что станина с пневмоцилиндром выполнена с возможностью перемещения по вертикали по корпусу печи.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешняя поверхность упомянутой фурмы имеет покрытие в виде огнеупорно-металлического гарнисажа.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пульт управления выполнен с возможностью обеспечения синхронного движения станины и упомянутой фурмы относительно выпускного отверстия дуговой печи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для газоструйной отсечки шлака при выпуске металла через выпускное отверстие летки агрегата.

Изобретение относится к области электрометаллургии, в частности к дуговым печам для плавки стали. Печь выполнена с возможностью измерения температуры металла и шлака на выходе из выпускного отверстия летки посредством радиационного пирометра.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к дуговым печам, в которых используют газодинамическую отсечку шлака от металла при выпуске плавки. Отсечку шлака осуществляют посредством двух инертных газовых потоков, первый из которых подают в виде струй азота или аргона снизу в объем жидкого металла через установленное в футерованной стенке печи продувочное устройство с пористым огнеупорным блоком с образованием перед входом в выпускное отверстие летки буруна, а второй поток - с помощью фурмы с многосопловым наконечником сверху через свод печи на поверхность образованного буруна с обеспечением очистки его поверхности от шлака, отсечки шлака и первоочередного выпуска жидкого металла через выпускное отверстие, при этом определяют момент окончания выпуска жидкого металла и начало выпуска шлака по разнице температур металла и шлака, контролируемых посредством автоматического радиационного пирометра.

Изобретение относится к способу управления скоростью течения и торможением потока неферромагнитных расплавов с помощью магнитных полей при выпуске из металлургических емкостей, таких как плавильные печи.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к пушке для заделки летки металлургической печи. Пушка содержит силовой цилиндр для приема закупоривающей массы и закупоривающий поршень для вытеснения закупоривающей массы из мундштука силового цилиндра, прижатого к выпускному отверстию печи.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу управления течением и торможением потока неферромагнитного расплава с помощью магнитных полей при выпуске из металлургических емкостей.

Изобретение может быть использовано при производстве синтез-газа. Шлак извлекают через шлюзовое устройство из водяной ванны реактора для получения синтез-газа с переводом шлака посредством шлюзового резервуара на более низкий уровень давления.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к очистительному устройству для удаления и/или устранения блокирующего материала из или внутри люка для обслуживания печного агрегата.

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции дуговых электропечей. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в шахтной печи. .

Изобретение относится к области электрометаллургии, в частности к дуговым печам для плавки стали. Печь выполнена с возможностью измерения температуры металла и шлака на выходе из выпускного отверстия летки посредством радиационного пирометра.

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции дуговых электропечей. .

Изобретение относится к производству металла в черной и цветной металлургии, конкретно к производству стали в дуговых сталеплавильных печах. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для газоструйной отсечки шлака при выпуске металла через выпускное отверстие летки агрегата.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к дуговым печам, в которых используют газодинамическую отсечку шлака от металла при выпуске плавки. Отсечку шлака осуществляют посредством двух инертных газовых потоков, первый из которых подают в виде струй азота или аргона снизу в объем жидкого металла через установленное в футерованной стенке печи продувочное устройство с пористым огнеупорным блоком с образованием перед входом в выпускное отверстие летки буруна, а второй поток - с помощью фурмы с многосопловым наконечником сверху через свод печи на поверхность образованного буруна с обеспечением очистки его поверхности от шлака, отсечки шлака и первоочередного выпуска жидкого металла через выпускное отверстие, при этом определяют момент окончания выпуска жидкого металла и начало выпуска шлака по разнице температур металла и шлака, контролируемых посредством автоматического радиационного пирометра.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к наклоняемому конвертеру. Конвертер содержит корпус, имеющий продольную ось X и дно, опорное кольцо, имеющее общую ось с корпусом, установленное на расстоянии от указанного корпуса, и две диаметрально противоположные опорные цапфы, задающие ось Y, перпендикулярную оси X, обеспечивающие поворот конвертера вокруг оси Y, и систему подвески.

Изобретение относится к системе измерения свойств расплавленного металла. Система включает в себя контактный блок, выполненный с возможностью функционального соединения с первым концом по существу полого держателя штанги.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при нанесении антипригарного покрытия на поверхность кислородной фурмы при конвертерной плавке стали.

Изобретение относится к способу и устройству для точного бесконтактного определения температуры Т металлического расплава (2) в печи (1), которая содержит по меньшей мере один блок (3) горелки-копья, который направляется над металлическим расплавом (2) через стенку (1b) печи в печное пространство (1а).

Изобретение относится к крепежной системе для наклоняемых металлургических обрабатывающих сосудов, в частности конвертеров, в которой обрабатывающий сосуд располагается в опорном кольце, которое соединено с кожухом обрабатывающего сосуда пластинчатыми элементами, причем каждый элемент состоит из пластины, которая с помощью замыкающей пластины и первого крепежного кронштейна соединена с опорным кольцом и посредством дополнительной замыкающей пластины и второго крепежного кронштейна соединена с кожухом обрабатывающего сосуда.
Наверх