Дуговая сталеплавильная печь с конвейерной загрузкой шихты

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройствам дуговых сталеплавильных печей. Печь содержит корпус, образованный металлической оболочкой с расположенными на ней водоохлаждаемыми панелями стен и футерованным подом с отверстием для слива металла, свод, установленные над корпусом сводовые электроды, проем в корпусе между водоохлаждаемыми панелями, в который встроен туннель с горизонтальным загрузочным конвейером. Туннель расположен с наклоном вверх под углом 3-7° к горизонтальному загрузочному конвейеру. Изобретение позволяет снизить удельный расход электроэнергии на 40-60 кВт⋅ч/т, время плавки и повысить производительность дуговой сталеплавильной печи. 2 ил.

 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройствам дуговых сталеплавильных печей.

Известна дуговая сталеплавильная печь, содержащая корпус, образованный металлической оболочкой с расположенными на ней водоохлаждаемыми панелями стен и футеровкой пода, отверстие для слива металла, свод, установленный над корпусом, сводовые электроды, шахту для нагрева шихты до 500-600°С (RU, №2634105, МПК С21С 5/52, 2017 г.).

Однако для вышеуказанного устройства характерен большой угар шихты, составляющий 7,5-12% при подогреве лома до 500-600°С в шихте и образование диоксидов и фуранов, которые необходимо дожигать за счет применения дополнительных грелок мощностью 20-22 МВт, что значительно увеличивает расход тепловой энергии.

Прототипом изобретения является дуговая сталеплавильная печь, содержащая корпус, образованный металлической оболочкой с расположенными на ней водоохлаждаемыми панелями стен и футеровкой пода с отверстием для слива металла, свод, установленные над корпусом сводовые электроды, проем в корпусе между водоохлаждаемыми панелями в который встроен туннель с горизонтальным загрузочным конвейером (Шакиров З.Х., Шумаков A.M., Урюпин Г.П., Зиннуров И.Ю., Запольских А.А. Особенности технологии выплавки стали в электропечи ДСП-120 Consteel и пути ее совершенствования. Электрометаллургия, 2013, №9, С. 2-7).

Однако прототипу свойственна низкая температура нагрева шихты на конвейере излучением отходящих газов газохода при отсутствии конвективного теплообмена газов с шихтой. Нагрев шихты на каждые 100°С снижает удельный расход электроэнергии на 20 кВт⋅ч/т.

Под действием тягодутьевой установки газы, температурой 1200-1500°С, из печи устремляются в газоход, занимая верхнюю и среднюю, свободную от шихты, часть газохода. Газы в газоходе движутся в свободном пространстве между верней частью шихты и верхней водоохлаждаемой или футерованной частью газохода. При таком движении только нижний слой отходящих газов соприкасается с шихтой и конвективный теплообмен незначителен, нагрев шихты осуществляется в результате теплового излучения газов. При незначительном конвективном и преимущественно лучистом теплообмене эффективность нагрева шихты отходящими газами низкая, и газы, температурой 1200-1500°С, нагревают шихту до 150-200°С, в результате чего, увеличивается удельный расход электроэнергии и время плавки, снижается производительность печей.

Технической проблемой изобретения является разработка конструкции дуговой сталеплавильной печи, обеспечивающей повышение температуры нагрева шихты на 200-300°С до 400-450°С.

Техническим результатом изобретения является снижение удельного расхода электроэнергии на 40-60 кВт⋅ч/т, времени плавки, повышение производительности дуговых сталеплавильный печей.

Поставленная задача и указанный технический результат достигается тем, что дуговая сталеплавильная печь, содержащая корпус, образованный металлической оболочкой с расположенными на ней водоохлаждаемыми панелями стен и футерованным подом с отверстием для слива металла, свод, установленные над корпусом сводовые электроды, проем в корпусе между водоохлаждаемыми панелями в который встроен туннель с горизонтальным загрузочным конвейером. Согласно изобретению туннель расположен с наклоном вверх под углом 3-7° к горизонтальному загрузочному конвейеру.

Установка туннеля с наклоном вверх под углом 3-7° к горизонтальному загрузочному конвейеру позволяет увеличить конвективную составляющую теплообмена, увеличить суммарный конвективный и лучистый теплообмен. Длина обогреваемой части конвейера от проема печи до камеры дожигания составляет 30 м. Так как, конвейер с шихтой заполняет верхнюю часть проема в печи, то отходящие газы направляются в нижнюю часть проема печи. Перед камерой дожигания отходящих газов пол туннеля вплотную примыкает к нижней части конвейера, блокируя проход газов в камеру дожигания из нижней части туннеля, принуждая газы проходить через слои шихты и устремляться в верхнюю часть конвейера. Под действием тяги дутьевой установки, газы проходят через слои шихты на конвейере, отдавая шихте конвекцией тепловую энергию. После прохождения шихты газы движутся над шихтой, продолжая отдавать шихте тепловую энергию путем излучения. В результате этого, теплообмен между газами и шихтой интенсифицируется, коэффициент теплоотдачи возрастает в 1,8-2,2 раза, а температура шихты при этом возрастает до 400-450°С, что способствует снижению времени плавки.

При установке туннеля с наклоном вверх под углом, большим 3-7° к горизонтальному загрузочному конвейеру, точка пересечения пола туннеля и конвейера сместится за 8-10 метров до камеры дожигания, что конструктивно невозможно.

При установке тоннеля с наклоном вверх под углом, меньшим 3-7° к горизонтальному загрузочному конвейеру между полом туннеля и нижней частью конвейера возникнет зазор и отходящие газы устремятся через этот зазор в камеру дожигания, минуя шихту и коэффициент теплоотдачи и эффективность теплообмена снизятся, температура шихты уменьшится, удельный расход электроэнергии и время плавки увеличится.

Дуговая сталеплавильная печь с конвейерной загрузкой шихты представлена на чертежах, где на фиг. 1 - печь, вид спереди в разрезе; на фиг. 2 - печь, вид сверху.

Устройство содержит корпус 1, образованный металлической оболочкой с расположенными на ней водоохлаждаемыми панелями стен 2 и футерованным подом 3, отверстием для слива металла 4, свод 5, вертикально расположенные сводовые электроды 6, горизонтальный загрузочный конвейер 7, туннель 8. На конвейере расположена шихта 9. На футерованном поде 3 находится ванна жидкого металла 10. Между ванной жидкого металла 10 и электродами 6 расположены электрические дуги 11, покрытые шлаком 12. В конце туннеля 8 находится камера дожигания 13. Отходящие газы 14 находятся в рабочем пространстве устройства между водоохлаждаемыми панелями стен 2, свода 5 и ванной жидкого металла 10, в проеме 15, в туннеле 8, камере дожигания 13.

Устройство работает следующим образом. Сводовые электроды 6 опускают до жидкого металла 10, между электродами 6 и жидким металлом 10 загораются электрические дуги 11. При горении электрических дуг 11 жидкий металл 10 испаряется, образуются пары металлов, отходящие горячие газы 14, которые через проем 15, под действием тягодутьевой установки устремляются в туннель 8. Горячие газы 14 движутся через отверстия в звеньях конвейера 7, омывая своим течением расположенную на конвейере 7 шихту 9. Горячие газы 14 проходят через пустоты между кусками шихты 9 и нагревая ее путем конвективного теплообмена. После прохождения слоев шихты 9 горячие газы 14 заполняют пространство между потолком туннеля 8 и шихтой 9 на конвейере и продолжают двигаться под действием тяго дутьевой установки, в камеру дожигания 13, излучая тепло на шихту 9. Температура отходящих газов 14 при отсутствии продувки ванны жидкого металла 10 кислородом составляет 1200-1300°С и расположенная на конвейере 7 шихта 9 путем конвективного и лучистого теплообмена отходящих газов 14 нагревается до температуры 400-450°С. Нагретая шихта 9 перемещается конвейером 7 к проему 15 в корпусе 1 устройства и поступает в ванну жидкого металла 10. В ванне жидкого металла 10, под действием тепла электрических дуг 11 шихта 9 расплавляется. Конвейер 7 подает шихту 9 в ванну жидкого металла 10 с постоянной скоростью, при которой электрические дуги 11 синхронно со скоростью конвейера 7 расплавляют шихту 9. При синхронной скорости подачи шихты 9 конвейером 7 и скорости плавления шихты 9 электрическими дугами 11 процесс плавления шихты 9 протекает стабильно и на дне ванны жидкого металла 10 не скапливается шихта 9.

В период продувки ванны жидкого металла 10 кислородом, объем отходящих газов 14 увеличивается, температура отходящих газов 14 увеличивается до 1500°С, скорость нагрева шихты 9 на конвейере 7 до температуры 400-450°С увеличивается. Так как, шихта 9 на конвейере 7 в период продувки ванны жидкого металла 10 кислородом нагревается до температуры 400-450°С за меньшее время, то скорость перемещения шихты 9 на конвейере 7 увеличивается, в результате чего возрастает производительность устройства. После окончания продувки ванны жидкого металла 10 кислородом, объем и температура отходящих газов 14 уменьшаются и скорость перемещения шихты 9 на конвейере 7 снижается. Процесс нагрева и расплавления шихты 9 продолжается до заполнения всего объема ванны жидким металлом 10, определяемого вместимостью устройства. После наполнения ванны жидким металлом 10 электрические дуги 11 отключают, электроды 6 поднимают и осуществляют выпуск жидкого металла 10 в ковш через отверстие для слива металла 4. К окончанию выпуска жидкого металла 10, покрытого слоем шлака 12, 30-40% жидкого металла 10 оставляют в ванне, после чего цикл нагрева и расплавления шихты 9 повторяется.

Предлагаемое устройство позволяет достичь следующих результатов: повышение температуры нагрева шихты на 200-300°С до 400-450°С, снижение удельного расхода электроэнергии на 40-60 кВт⋅ч/т и, как следствие, снижение времени плавки и повышение производительности. Изобретение находится на стадии технического предложения.

Дуговая сталеплавильная печь с конвейерной загрузкой шихты, содержащая корпус, образованный металлической оболочкой с расположенными на ней водоохлаждаемыми панелями стен и футеровкой пода с отверстием для слива металла, свод, установленные над корпусом свода электроды, проем в корпусе между водоохлаждаемыми панелями, в который встроен туннель с горизонтальным загрузочным конвейером, отличающаяся тем, что туннель расположен с наклоном вверх под углом 3-7° к горизонтальному загрузочному конвейеру.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для предварительного подогрева сырья и его непрерывной горизонтальной подачи в дуговую печь. Устройство содержит канал для непрерывной горизонтальной подачи и предварительного подогрева сырья, сопла для подачи газа сгорания, первое и второе пылеулавливающие отверстия, посредством которых упомянутый канал разделен на первую зону интенсивного предварительного подогрева и вторую зону предварительного подогрева.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройствам шахтных дуговых сталеплавильных печей. Печь содержит корпус, образованный металлической оболочкой с водоохлаждаемыми панелями стен и футерованным подом, свод и сводовые электроды, загрузочный конвейер для загрузки шихты, установленную на корпус шахту для нагрева шихты отходящими газами и установленный в верхней части шахты питательный конвейер, при этом упомянутый загрузочный конвейер установлен в упомянутую шахту и выполнен в виде горизонтально установленных в ярусы звеньев с регулируемой скоростью перемещения шихты.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для плавления в электродуговой печи загружаемого стального лома. Плавильное устройство содержит навалочную шахту и опрокидывающий механизм, посредством которого корпус печи, содержащий крышку корпуса печи, может быть опрокинут относительно оси опрокидывания в различные положения опрокидывания, причем область уплотнения корпуса печи выполнена в виде выпуклой цилиндрической поверхности, а область уплотнения навалочной шахты выполнена в виде комплементарной вогнутой цилиндрической поверхности уплотнения, так что участки поверхностей уплотнения обеих областей уплотнения в различных положениях опрокидывания опрокидывающего механизма расположены друг напротив друга таким образом, что переходная область между навалочной шахтой и корпусом печи во всех положениях опрокидывания корпуса печи по меньшей мере значительно уплотнена.

Изобретение относится к устройству, пригодному для использования в металлургической отрасли и (или) в сталеварении для транспортировки и предварительного нагревания металлического материала, направляемого в емкость (в контейнер). Устройство для транспортировки и предварительного нагревания металлического материала, подаваемого в емкость, содержит вмещающую конструкцию, расположенную, по существу, с горизонтальным простиранием и имеющую верхнюю стенку, донную стенку и боковые стенки, ограничивающие внутренний отсек, при этом упомянутая вмещающая конструкция содержит опорную стенку, расположенную между упомянутыми верхней стенкой и донной стенкой, конвейер для упомянутого металлического материала, ограниченный упомянутыми опорной стенкой, боковыми стенками, верхней стенкой и донной стенкой, участок прохождения отходящих газов, заключенный между верхней стенкой и металлическим материалом, и коллектор отходящих газов расположен ниже упомянутого конвейера внутри упомянутого внутреннего отсека, по существу, вдоль всего продольного простирания упомянутой вмещающей структуры, при этом в упомянутой опорной стенке выполнено одно или большее число сквозных отверстий для приведения упомянутого конвейера и упомянутого коллектора отходящих газов в сообщение с возможностью протекания текучей среды, при этом объем упомянутого участка прохождения отходящих газов выполнен уменьшающимся по мере удаления от упомянутой емкости вдоль продольного простирания упомянутой вмещающей конструкции, и объем упомянутого коллектора отходящих газов выполнен увеличивающимся в соответствии с упомянутым уменьшением объема участка прохождения отходящих газов, причем на одном конце упомянутой вмещающей конструкции, противоположном ее концу, связанному с упомянутой емкостью, предусмотрен динамический запирающий элемент, выполненный с возможностью предотвращать поступление воздуха в область транспортировки упомянутого металлического материала и с возможностью оказывать давление на вводимый во вмещающую конструкцию металлический материал и выравнивать его.

Изобретение относится к реакторам для термохимической обработки углей и получения углеродных сорбентов и может быть использовано в области машиностроения, нефте-, газо-, углехимии, металлургии. Колпаковая установка с вибромодулятором потока газа содержит герметичный корпус, цилиндрическую емкость (2) для размещения активируемого материала, нагреватели (4), циркуляционный вентилятор (3), расположенный под емкостью с материалом, две коаксиальные перфорированные цилиндрические вставки (7 и 8) для загрузки активируемого материала между ними, расположенные внутри емкости для материала.

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам ведения плавки стали в дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока. Способ включает непрерывную загрузку конвейером, расположенным в газоходе, нагретой отходящими из печи газами шихты, и ее плавление.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при работе дуговых сталеплавильных печей, к которым примыкает шахтный подогреватель. Способ включает загрузку металлического лома в шахтный подогреватель, примыкающий к дуговой сталеплавильной печи, и его нагрев, периодическую выгрузку нагретого лома с помощью толкателя из шахтного подогревателя через окно выдачи лома в рабочее пространство дуговой печи.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для предварительного нагрева скрапа перед загрузкой его в печь. Устройство содержит дно, боковые стенки и потолок, которые совместно образуют канал, транспортирующее средство, продолжающееся в осевом направлении канала от входного отверстия канала до выходного отверстия канала, для транспортирования скрапа от входного отверстия к выходному отверстию, при этом транспортирующее средство в осевом направлении канала имеет большую ширину входного отверстия по сравнению с шириной выходного отверстия.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для предварительного нагрева транспортируемого скрапа. Устройство содержит дно, боковые стенки и потолок, которые совместно образуют канал, а также транспортирующее средство, продолжающееся в осевом направлении канала от входного отверстия канала до выходного отверстия канала, для транспортирования скрапа от входного отверстия к выходному отверстию, причем по меньшей мере одна радиационная горелка расположена между входным отверстием и выходным отверстием, при этом лучистое тепло, высвобождаемое радиационной горелкой, направляется к скрапу на транспортирующем средстве, которое снабжено газоходом, который выполнен с возможностью сбора и транспортировки газов, выработанных по меньшей мере одной радиационной горелкой, в место, отделенное по меньшей мере от одной радиационной горелки, а подачи затем в канал в виде нагревательного газа, который направляется поверх скрапа или в скрап до направления скрапа в печь.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для предварительного нагрева подлежащего загрузке в металлургический плавильный ковш стального скрапа. Устройство содержит окруженную стенкой корпуса для приема стального скрапа вертикальную шахту и по меньшей мере один, содержащий несколько проходящих параллельно друг другу, расположенных в боковом направлении на расстоянии друг от друга пальцев, установленный подвижно между положением закрывания и положением открывания закрывающий элемент, пальцы которого в положении закрывания по меньшей мере частично выступают в шахту для задерживания стального скрапа и в положении открывания освобождают шахту настолько, что стальной скрап выпадает из шахты в плавильный ковш.

Изобретение относится к способу плавки металлошихты. Способ включает стадию загрузки в электрическую печь шихты (М), стадию создания и поддержания электрической дуги между по меньшей мере одним электродом и шихтой (М), стадию проплавления колодцев в шихте, на которой электроды продвигают сквозь шихту (М), стадию расплавления твердой шихты (М) для получения расплавленного материала и стадию рафинирования полученного расплавленного материала путем внесения химически активных веществ, при этом по меньшей мере на одной из вышеописанных стадий выполняют регулирование электрических параметров электрической дуги, причем источником питания упомянутой электродуговой печи с помощью по меньшей мере одного трансформатора обеспечивают преобразование переменного напряжения электрической сети в базовое переменное напряжение и базовый переменный ток, с помощью выпрямителей выпрямляют упомянутые базовое переменное напряжение и базовый переменный ток с получением постоянного напряжения и постоянного тока, с помощью преобразователей преобразуют упомянутые постоянное напряжение и постоянный ток в питающее напряжение и питающий ток и на стадии рафинирования силу тока (Ia) в электрической дуге повышают до величины второго уровня, превышающую упомянутую силу тока первого уровня (I1) в 1,04-1,2 раза, при этом выпрямители соединяют с преобразователями по меньшей мере одной промежуточной цепью, работающей от постоянного тока, выполненной с возможностью постоянно хранить электрическую энергию и создавать развязку между электродами выпрямителями и с электрической сетью.
Наверх