Спосіб нагрівання металобрухту

УКРАЇНА {19) UA (11)4827 аз» U 7С21С5/28 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ видається під відповідальність власника патенту (54) СПОСІБ НАГРІВАННЯ МЕТАЛОБРУХТУ 1 (21)20040403140 * -->'.. (22) 27.04.2004 (24) 15.02.2005 (46) 15.02 2005, Бюл. №2, 2005р (72) Діамантопуло Костянтин Костянтинович, Чепурной Анатолій Данилович, Сердюк Іван Олексійович, Церцек Анатолій Борисович, Діамантопуло Юлія Костянтинівна (73) Приазовський державний технічний університет (57) 1. Спосіб нагрівання металобрухту, що містить нагрів та завантаження брухту в плавильний агрегат, який відрізняється тим, що брухт розташовують у герметичній секції яку розміщують у скраповій ямі або неподалік від плавильного агрегату, і підводять до секції' гарячі димові гази або повітря з подальшим випусканням їх у атмосферу. 2. Спосіб нагрівання металобрухту за п. 1, який відрізняється тим, що місткість секції дорівнює або кратна об'єму брухту, який завантажують у плавильний агрегат. Корисна модель належить до чорної металурпі і може бути використана для попереднього нагріву металобрухту при виробництві сталі Відомі різні способи витопу сталі, в яких з метою зниження витрат рідкого чавуну використовують кускові вуглецем і стяч і теплоносії, кокс, антрацит, графітовий бій і таке інше [1]. Ці способи дозволяють за рахунок тепла екзотермічного окислення вуглецю підвищити витрачання металобрухту із рахунку 2,0 2,5кг/кг уведеного теплоносія, що при витратах останнього у 8-10кг/т сталі дозволяє зменшити втрати рідкого чавуну на 1625кг/т сталі. До недоліків способів, які існують, належать висока вартість, спеціальна підготовка матеріалів, введення яких у конвертер здійснюють у холодному стані. При цьому суттєво зменшується ступінь засвоєння теплоносіїв, збільшується їх втрата з кінцевим шлаком. Відомий спосіб витопу сталі у кисневому конвертері, в якому з метою зниження втрат рідкого чавуну (підвищення частки брухту в шихті) використовують тверде паливо фракції 6-25мм при загальних витратах твердого палива від 0,5 до 3,5% від маси металошихти [2]. Недоліком цього способу є необхідність витрат значної кількості дорогоцінного твердого палива, яке не є, металевою часткою шихти, не покращує шлакоутворення та рафінування металу у процесі продування конвертерної вапни, а також зниження продуктивності. Найбільш близькім до технічного рішення, що заявляється, за результатом, що досягають, є спосіб [3], що прийнятий за прототип, відповідно з яким передбачують найбільше розосередження твердого палива в об'ємі завантаженого металобрухту і одержання ефекту об'ємного нагріву без оплавлення і випарювання шахти при циклічному зворотно-поступовому пересуванні кисневої фурми з хвилинною витратою кисню 5-20пм/т брухту впродовж 216-399 секунд. Для прискорення запалювання вугілля першу порцію твердого палива змішувати з матеріалами, які містять алюміній, і уводили у конвертер [3]. Таким чином відповідно до способу-прототипу у конвертер місткістю 365 І завантажували 120т брухту і 235т чавуну, 5,6т вугілля марки "АС" (18,0кг/т сталі) і нагрівали брухт впродовж 8,2 хвилин при постійних витратах кисню 670им 7хв Після попереднього нагріву металобрухту перед вигоном сталі по свідченням інтерферометра температура брухту складала під фурмою 814°С, а біля стін конвертера 384°С. Недоліками прототипу є також необхідність витрат твердого палива, кисню та зниження продуктивності процесу. В основу корисної моделі покладена задача розробки способу нагріву металобрухту, у якому нові дії та умови їх здійснення дозволяють досягнути енергетичної та економічної безвтратності способу, поліпшити умови роботи людей, покращати екологічні умови, та все це при суттєвому спрощенні умов виконання способу, що істотно 1 CM 00 З 4827 розширить область його застосування, виключаючи наведені вище недоліки. Для розв'язання поставленої задачі у способі нагріву металобрухту, що містить завантаження брухту і його нагрів, відповідно з корисною моделлю, брухт розташовують у герметичній секції, яку розміщують у скраповій ямі або неподалік від плавильного агрегату, і підводять до секції гарячі димові гази або повітря з подальшим випусканням їх у атмосферу, при цьому місткість секції дорівнює або кратна загальному об'єму металобрухту, який завантажують у плавильний агрегат. Істотність утилізації технологічного тепла полягає у застосуванні безвтратних джерел теплоти для попереднього нагріву металобрухту без використання твердого палива, кисню та матеріалів, які містять алюміній Фізичною сутністю способу є те, що запропонованими джерелами тепла для нагріву брухту виступають об'єкти, що природно набули технологічного тепла продовж процесів виробництва металу та не потребують складних конструкційних удосконалень. Нагрів брухту в конвертері за рахунок витрат 5,6т твердого палива І 5994нм3 кисню, до температури 812°С під фурмою, а біля стін конвертера 384°С, як показано у способі-прототипі, дозволяє заощаджувати Ют рідкого чавуну, що, не зважаючи на указані витрати, виявляється економічно доцільним. При згорянні палива у металургійних агрегатах, наприклад, мартенівських печах, димові гази мають температуру 1100-1600°С [4] на виході із печі, й просуваються по лежаках, як до входу, так і після виходу з рекуператорів, до повного видалення крізь димову трубу. Температура димових газів на виході з рекуператорів складає 500-800°С [4]. Використання тепла димових газів, або повітря, нагрітого ними, для попереднього нагріву брухту поза металургійним агрегатом шляхом розміщення порції брухту в окремій герметичній секції і з'єднання секції з підводом гарячих газів і атмосферою. При цьому рівномірність нагріву брухту, на відміну від способу-прототипу, гарантується необхідним часом нагріву, який не пов'язаний з циклом роботи плавильного агрегату. Комп'ютерна верстка Д Шеверуи Утилізація технологічного тепла для рівномірного нагріву брухту дозволяє заощаджувати тверде паливо і кисень, не знижуючи продуктивність плавильного агрегату, і розширює область застосування способу. Приклад конкретного виконання способу Згідно із запропонованим способом у відкриту герметичну теплоізольовану секцію, яку розмістили в скраповій ямі киснево конвертерного цеху і з'єднали з атмосферою, а газопроводом з закритим клапаном з лежаками відводу гарячих димових газів, установлюють газопроникнений совок з металобрухтом, вага якого кратна порції металобрухту, що завантажують у конвертер. Після цього секцію герметизують встановленням кришки і відкривають клапан для просування через секцію гарячих димових газів із лежаків. При цьому тепло гарячих газів взаємодіє з поверхнею металобрухту і рівномірно нагріває брухт продовж 10-50 хвилин до температури 600-800°С. Після цього доступ газів до металобрухту перекривають, знімають кришку секції і транспортують совок з нагрітим брухтом до плавильного агрегату, в який брухт розвантажують. У подальшому цикл повторюється. Термін нагрівання брухту не може вплинути па продуктивність плавильного агрегату, тому що брухт нагрівають поза агрегатом, а при необхідності є можливість задіяти дві або більше герметичних секцій. Спосіб є енергетичне безвитратним і забезпечує значну економію палива І кисню. Джерела інформації: 1. Баптизманский В. Й й др. Металлолом в шихте кислородных конвертеров. М.: Металлургия, 1982 2. Способ производства стали: А.С.594179 СССР, МКИС21С5/28 3 Способ предварительного нагрева лома в ковертере; А.С. 1638174 СССР, МКИ С21С5/28 I В. И. Богомягков, В. П. Цымбап, И. И. Есипенко и др. (СССР), - №4257232/02; Заявл 05 06.87; Опубл 30.03.91. Б. И. №12 4. Кривандин В. Л., Марков Б. Л. Металлургические печи. М: Металлургия, 1977. - 464с. Підписне Тираж 37 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м К и ї в - 4 2 , 01601