Спосіб опалювання подового сталеплавильного агрегату у періоди продувки ванни киснем

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству стали в подовом сталеплавильном агрегате. Известен способ отопления мартеновской печи с одноканальной головкой, включающий в периоды плавления и доводки продувку ванны кислородом, подачу воздуха через регенераторы для сжигания топлива и дожигания выделяющейся из ванны окиси углерода и отвод продуктов сгорания из рабочего пространства печи по обводным каналам минуя регенераторы (1). Недостатком такого способа отопления являются значительный удельный расход кислорода и повышенный расход топлива на выплавку стали. Известен также способ отопления подового сталеплавильного агрегата, включающий подачу в рабочее пространство кислорода для продувки ванны, топлива и окислителя для его сжигания и дожигания выдепяющейся из ванны окиси углерода по обводному борову (2). Недостатком известного способа являются повышенный угар металла, удельный расход кислорода и недостаточная экологическая защита окружающей среды. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ отопления подового сталеплавильного агрегата в периоды продувки ванны кислородом, включающий подачу в рабочее пространство печи топлива и окислителя, продувку ванны кислородом и подачу окислителя отдельным потоком в вертикальном канале для дожигания оксида углерода (3). Известный способ позволяет снизить затраты топлива на единицу продукции и уменьшить вредные выбросы в атмосферу. Однако, из-за того, что окислитель на дожигание СО подают не в рабочее пространство печи, а за ним, для того, чтобы окислительная способность атмосферы не уменьшилась, требуется повышенный расход кислорода в рабочее пространство печи, что также приводит к угару металла. В основу изобретения поставлена задача создать такой способ отопления подового сталеплавильного агрегата, в котором подача окислителя для дожигания СО непосредственно в рабочее пространство с большой скоростью позволит сократить расход кислорода для продувки ванны, снизить угар металла и улучшить экологию окружающей среды. Поставленная задача достигается тем, что в способе отопления подового сталеплавильного агрегата в период продувки ванны кислородом, включающем подачу в рабочее пространство печи топлива -и окислителя, продувку ванны кислородом и подачу окислителя отдельным потоком для дожигания выделяющегося из ванны оксида углерода, согласно изобретению окислитель для дожигания оксида углерода подают в рабочее пространство печи со скоростью, равной 0,372 -0,423 ее критического значения. Осуществление раздельной подачи окислителя на сжигание топлива и дожигание окиси углерода выделяющейся из ванны позволяет подавать окислитель, избыточный по отношению к топливу, с большой скоростью її благодаря этому обеспечить не только полное дожигание окиси углерода, выделяющейся из ванны при продувке кислородом, но и активизировать участие кислорода окислителя в процессе обезуглероживания металла, так как окислитель, истекающий с большой скоростью максимально приближается к ванне и покрывает почти всю ее поверхность. Таким образом, благодаря увеличению окислительной способности атмосферы печи скорость окисления углерода резко- возрастает, а расход кислорода на продувку ванны сокращается, так как процесс обезуглероживания протекает не только за счет кислорода поступающего из атмосферы печи. Рассредоточенный подвод к ванне окислителя с большой скоростью (вместо только концентрированного подвода кислорода в отдельных частях ванны в прототипе) позволит выжигать примеси железа при меньшей температуре, благодаря чему уменьшится угар металла и соответственно вынос плавильной пыли в окружающую среду. При скорости подачи окислителя менее 0,372 ее критического значенья не обеспечивается активное участие кислорода окислителя (воздуха) в окислении углерода ванны. При скорости подачи окислителя более 0,423 ее критического значения увеличиваются энергетические затраты на подачу воздуха и происходит сильное разбрызгивание шлака на стены и свод печи, что снижает стойкость мартеновской печи. На фиг. 1 представлена мартеновская печь, в которой реализуется описываемый способ отопления, разрез. Подовый сталеплавильный агрегат содержит рабочее пространство 1 в виде камеры, в своде которой размещены подвижные фурмы 2 для подачи кислорода на продувку ванны. С каждой стороны камеры рабочего пространства 1 расположено по однока-нальной головке 3 и 4. В головках 3 и 4 размещены соответственно фурмы 5 и 6 для подачи природного газа и фурмы 7, 8 для подачи окислителя (воздуха), идущего на дожигание окиси углерода. Вертикальные каналы 9 и 10 соединяют головки 3 и 4 с камерами регенераторов 11 и 12, соответственно. Камера каждого из регенераторов 11 и 12 имеет соответственно обводной дымовой боров 13 и 14 с установленными на них отсечными шиберами 15, 16 и отводной дымовой боров 17, 18 с отсечными шиберами 19 и 20. Дымовые борова соединяются с общим боровом 21. На воздуховоде 22 вентиляторного воздуха установлены клапаны 23, 24, 25 и 26. Подовый сталеплавильный агрегат работает следующим образом. В период продувки ванны кислородом кислород подается через опущенные фурмы 2. Подачу природного газа осуществляют через фурму 6, а окислитель (воздух) для его сжигания подают в головку 4 из воздухопровода 22 через открытый клапан 26, обводной дымовой боров 14, вертикальный канал 10, минуя регенератор 12. В это время воздушные клапаны 23, 24 и 25 закрыты и отсечные шиберы 16, 19 и 20 закрыты. Для дожигания выделяющейся из ванны окиси углерода отдельно подают через фурму 8 окислитель (воздух) со скоростью равной 0,372-0,423 критической скорости истечения окислителя (воздуха) - (\Л/кр). Образующиеся при продувке ванны кислородом сильно запыленные продукты сгорания удаляются в общий боров 21, минуя регенератор 11, через головку 3, вертикальный канал 9, обводной боров 13, открытый шибер 15. В остальные периоды плавки при таком же направлении продуктов сгорания, фурмы 2 подняты, подача кислорода через них прекращена, прекращена подача окислителя (воздуха) через фурму 8. Окислитель (воздух) в головку 4 для сжигания подаваемого через фурму б природного газа подают через открытый дроссель клапана 24, отводной боров 18, регенератор 12 и вертикальный канал 10. В эти периоды дросселя отсечных шиберов 15, 16 и клапана 23 закрыты, закрыты отсечные шиберы 20, 16 и 15. Продукты сгорания удаляются в общий боров 21 через головку 3, вертикальный канал 9, регенератор 11, отводной боров 17 и открытый шибер 19. В период продувки ванны кислородом окислитель (воздух) для сжигания топлива и дожигания окиси углерода подают раздельно. При этом истечение окислителя (воздуха) избыточного по отношению к топливу подают со скоростью (0,372-0,423)WKp. При больших скоростях истечения окислитель (воздух) максимально приближен к ванне, покрывает практически всю ее поверхность, что обеспечивает выжигание СО при меньшей температуре, а следовательно уменьшается угар металла и вынос плавильной пыли в атмосферу. Вследствие контакта окислителя (воздуха) с ванной в процессе обезуглероживания металла активно участвует не только вдуваемый в ванну кислород, но и кислород окислителя (воздуха), что позволяет сократить расход кислорода на продувку при той же длительности периода продувки, или при неизменном расходе кислорода сократить время продувки ванны. В обоих случаях общее потребление кислорода на печь сокращается. Пример. Сопоставительный анализ способов отопления проведен на идентичных мартеновских печах № 5 и № 6 емкостью 300 τ при выплавке одной и той же стали 5 пс. Обеспечены были одинаковые условия, предшествовавшие периоду продувки ванны кислородом. В период продувки ванны кислородом были выдержаны следующие, общие для обоих способов отопления условия: - расход природного газа - 2500 м3/ч; - расход мазута - 900 кг/ч; - общий расход окислителя (воздуха) на печь - 44300 м3/ч; - расход кислорода на продувку ванны -2000 м3/ч; - продувка начиналась сразу после заливки чугуна; - продувка заканчивалась при содержании углерода в металле - 0,18%. При реализации известного способа отопления при продувке ванны кислородом, 44300 м3/ч окислителя (воздуха) вводилось в вертикальный канал печи за регенераторами, т.е. окислитель (воздух), идущий на сжигание топлива в количестве 38300 м3/ч и избыточный по отношению к топливу окислитель (воздух) в количестве 6000 м3/ч вводились в рабочее пространство печи одним потоком. При реализации предлагаемого способа отопления общее количество окислителя (воздуха) подаваемого в рабочее пространство печи оставалось неизменным 44300 м3/ч. Но этот окислитель (воздух) вводился в рабочее пространство печи двумя потоками: 38300 м /ч подавались через вертикальный канал головки печи, как и в известном способе, а 6000 м3/ч окислителя (воздуха) вводились через специальные фурмы вокруг газового сопла. Скорость ввода этого окислителя (воздуха) варьировалась в пределах ниже, выше, середине и на границе заявляемых интервалов скоростей истечения окислителя (воздуха). За критерий эффективности способа отопления были приняты время продувки ванны кислородом и содержание окиси углерода в вертикальном канале отводящей головки. Результаты приведены в таблице. Приведенные данные свидетельствуют об эффективности предложенного способа отопления по сравнению с прототипом и целесообразности выбранного интервала скоростей подачи окислителя (воздуха).