Спосіб заливання чавуну в мартенівську піч

1. Спосіб заливання чавуну в мартенівську піч, що включає заливання рідкого чавуну на ши хтові матеріали після періоду "прогрівання" мартенівської плавки, подання палива через пальники для опалення печі з заданим тепловим навантаженням 3 32791 4 ються процеси шлакоутворення та рафінування наступними викидами шлаку та металу з печі), металу. зменшення теплового ККД печі, а також погіршенПроте відомий спосіб має такі недоліки. ня умов експлуатації футерівки агрегату. 1. Момент початку продування ванни киснем Отже відомий спосіб не забезпечує оптималь(у період «заливання чавуну») не пов'язаний з ного початку продування ванни киснем та оптимаумовами ведення плавки, в т.ч. з головними факльне регулювання теплового навантаження марторами, що впливають на оптимальний початок тенівської печі в період плавки „заливання чавуну" продування - тривалістю періоду «прогрівання» та залежно від тривалості періоду «прогрівання». кількістю залитого в піч чавун у. В основу корисної моделі поставлено завданЗараз, в умовах нестабільного забезпечення ня вдосконалити спосіб заливання чавуну в мармартенівських цехів шихтовими матеріалами, при тенівську піч, в якому за рахунок забезпечення проведенні мартенівських плавок часто виникають оптимального початку продування ванни киснем випадки затримок у поставлянні рідкого чавуну. Це та оптимального теплового навантаження в період призводить до того, що тривалість періоду «про«заливання чавуну» залежно від тривалості перігрівання» може істотно збільшуватися щодо її нооду «прогрівання», підвищується ефективність мінального значення (за об'єктивними причинами). паливовикористання в робочому просторі сталеПри цьому відбувається значне перегрівання та плавильного агрегату, зменшуються тепловтрати з переокислювання (за рахунок кисню, що подаєтьйого робочого простору, знижується ймовірність ся у факел, та нагрітого вентиляторного повітря) переокислювання металошихти, поліпшуються верхньої частини шихти та її оплавлення. Якщо процеси шлакоутворення та рафінування металу, при великій тривалості періоду «прогрівання», відумови експлуатації вогнетривів склепіння та насаповідно до прототипу, продування ванни киснем док при забезпеченні максимальної продуктивноспочати безпосередньо після 50 % тривалості періті мартенівської печі, що дозволить зменшити триоду «заливання чавуну», то буде мати місце ще валість плавки, ймовірність виникнення викидів більше переокислювання шихти та ванни, що мометалу та шлаку з печі, питому витрату палива же призвести до аварійних викидів з печі та надмі(мазуту та/або природного газу), кисню та склепінрного вигоряння вуглецю розплаву. Останнє, в них вогнетривів на виплавляння сталі, та, в остасвою чергу, призведе до «зам'якання» плавок, поточному підсумку, зменшити її собівартість. гіршення теплової роботи печі, зниження виходу Для вирішення поставленого завдання в спопридатного, перевитрати кисню та палива. собі заливання чавуну в мартенівську піч, що місЗ іншого боку, якщо при близькій до номінальтить заливання рідкого чавуну на шихтові матеріаної тривалості періоду «прогрівання», відповідно ли після періоду «прогрівання» мартенівської до прототипу, продування ванни киснем почати плавки, подання палива через пальники для опабезпосередньо після 50 % тривалості періоду «залення печі з заданим тепловим навантаженням та ливання чавуну», то це призведе до погіршення подання кисню через фурми для продування ванперемішування ванни в першу половину періоду ни, починаючи з заданого моменту періоду «зали«заливання чавуну», особливо в перервах між вання чавуну», при тривалості періоду «прогріванзливаннями чавуну з чавунозаливних ковшів, зменя» більш ніж (1,6-2,6)×tпрн продування ванни ншення швидкості зневуглецювання та нагрівання киснем починають після заливання (50-100)% зарозплаву, продуктивності печі, перевитрати палиданої кількості рідкого чавун у на плавку, де tпрн ва, погіршення процесів шлакоутворення та рафіномінальне значення тривалості періоду «прогрінування металевого розплаву. вання». А також, теплове навантаження в період 2. Момент початку продування ванни киснем у «заливання чавуну» підтримують в діапазоні (0,5відомому способі пов'язаний з поточною триваліс0,9)×Qтн, де Qтн - номінальне значення теплового тю періоду «заливання чавуну», що не є оптиманавантаження в період «заливання чавуну». А льним, тому що поточна тривалість зазначеного також, в моменти заливання рідкого чавуну в періперіоду не завжди прямо пропорційна до кількості од «заливання чавуну» теплове навантаження залитого в піч чавун у, особливо у випадках «гарявстановлюють рівним нулю. чих» простоїв печі через затримки в поставлянні Початок продування ванни киснем у період чавун у і т.і. Більш раціонально початок продуван«заливання чавуну» після заливання в піч (50ня ванни киснем у період «заливання чавуну» ви100)% заданої кількості рідкого чавуну на плавку значати залежно від масової частки безпосередпри тривалості періоду «прогрівання» більш ніж ньо залитого в піч чавун у (маси залитого в піч (1,6-2,6)×tпрн, де tпрн - номінальне значення тривачавун у, віднесеної до загальної його маси, заданої лості періоду «прогрівання», забезпечує раціонана плавку). льне використання палива та кисню дуття, прийн3. У відомому способі теплове навантаження ятні умови експлуатації вогнетривів склепіння та печі в період „заливання чавуну" підтримується насадок при забезпеченні максимальної продуктипостійним незалежно від тривалості періоду «провності мартенівської печі. грівання» та плавки в цілому. У випадку значного При цьому меншим значенням тривалості пезбільшення тривалості періоду «прогрівання» та ріоду «прогрівання» з наданого діапазону відповіпідтримуванні при цьому постійного теплового дають менші значення відносної кількості залитого навантаження печі, відповідного до номінального в піч чавуну (з наданого діапазону), що відповідає його значення для періоду „заливання чавуну", початку кисневого продування мартенівської ванмає місце неефективне (нераціональне) викорисни. Чавун заливають малими окремими порціями. тання палива, перегрівання, переокислювання та Під час заливання чавуну в піч здійснюють візуа„оплавлення" верхніх шарів ши хти (з можливими 5 32791 6 льний контроль за процесом шлакоутворення, Якщо при тривалості періоду «прогрівання» станом металошихти та ванни. більш ніж (1,6-2,6)×tпрн теплове навантаження в При збільшенні тривалості періоду «прогріванперіод «заливання чавуну» підтримувати більшим, ня» більш ніж (1,6-2,6)×tпрн, де tпр н - номінальне ніж (0,9×Qтн), то кількість теплоти, що генерується значення тривалості періоду «прогрівання», має при спалюванні палива в робочому просторі мармісце значний перегрів верхньої частини металотенівської печі, буде більша за необхідну, ви ходяшихти, її локальне оплавлення та переокислюванчи з теплового балансу агрегату; це призведе до ня (за рахунок кисню, що подається в факел, та неефективного використання та перевитрати панагрітого вентиляторного повітря). Якщо при цьолива, зниження стійкості склепіння печі та регенему продування ванни киснем почати в період «заративних насадок, перегріву, переокислювання та ливання чавуну» після заливання в піч (50-100)% оплавлення („закозління") верхніх шарів шихти (з заданої кількості рідкого чавуну на плавку, то це можливими наступними викидами шлаку та метадозволить зняти надмірну окисленість металошихлу). ти та ванни та стабілізувати її ще до моменту поПовне «зняття» теплового навантаження чатку продування, щоб виникнути ймовірність по(встановлення теплового навантаження рівним явлення викидів металу та шлаку з печі, буде нулю) в моменти заливання рідкого чавун у в перісприяти синхронізації швидкостей нагрівання та од «заливання чавун у» при тривалості періоду зневуглецювання металевої ванни при забезпе«прогрівання» більш ніж (1,6-2,6)×tпрн дозволяє у ченні максимальної продуктивності печі. Крім того, випадках значного перегріву та переокислення при цьому зменшиться перегрівання верхньої часметалошихти (при тривалості періоду «прогрівантини металошихти та збільшиться її теплозасвоня» значно більшій ніж (1,6-2,6)×tпрн) зменшити єння від паливного факелу. перегрівання та оплавлення („закозління") верхніх Якщо при тривалості періоду «прогрівання» шарів шихти, одержати додаткову економію палибільш ніж (1,6-2,6)×tпрн продування ванни киснем у ва без зниження нагрівальної здібності та продукперіод «заливання чавуну» почати раніше, ніж тивності агрегату, поліпшити умови експлуатації буде залито в піч 50% заданої кількості рідкого вогнетривів склепіння мартенівської печі та стабічавун у на плавку, то може виникнути „бурхлива" лізувати хід плавки в цілому. реакція взаємодії вуглецю чавун у з над окисленою Величини tпрн та Qтн визначають розрахункометалошихтою, що буде супроводжуватися викивим шляхом з теплового балансу агрегату з подадами металу та шлаку з печі. При цьому швидкість льшим їх коректуванням на основі обробки даних зневуглецювання розплаву перевищить оптимапромислових плавок на діючих печах в конкретних льні значення, що призведе до „зам'якання" плавумовах виробництва. ки, зниження продуктивності печі та перевитрати Приклад конкретної реалізації способу залипалива. вання чавуну в мартенівську піч для 650-т мартеЯкщо при тривалості періоду «прогрівання» нівської печі ВАТ «ММК ім. Ілліча» (м. Маріуполь, більш ніж (1,6-2,6)×tпрн продування ванни киснем Україна). почати значно пізніше, ніж буде залито в піч 100% Піч опалюється мазутом та природним газом заданої кількості рідкого чавуну на плавку, тобто високого тиску, які подаються в процесі мартенівне в період «заливання чавуну», а в період „плавської плавки у агрегат через сопловий модуль галення", то це призведе до погіршення перемішузомазутних пальників разом з первинним розпивання ванни в періоди «заливання чавуну» та лювачем мазуту - стислим повітрям. Природний «плавлення» (до початку продування), зменшення газ використовується як паливо, а також як пертеплогенерації у ванні, швидкостей зневуглецювинний розпилювач мазуту. вання та нагрівання розплаву, зниження продуктиПаливна суміш витікає через пальник в робовності печі, перевитрати палива, погіршення прочий простір печі та взаємодіє з повітрям, що підіцесів шлакоутворення та рафінування металу. грівається в регенеративному теплообміннику та Підтримування теплового навантаження в пеподається через головку печі, формується у виріод «заливання чавуну» при тривалості періоду гляді реагуючого стр уменя - факела, в якому здій«прогрівання» більш ніж (1,6-2,6)×tпрн в діапазоні снюються процеси взаємодії палива та окислюва(0,5-0,9)×Qтн, де Qтн - номінальне значення теплоча. Для інтенсифікації процесу горіння палива та вого навантаження в період «заливання чавуну», підвищення температури факела використовуєтьзабезпечує раціональне використання палива, ся інтенсифікатор (кисень), який подається вигляді прийнятні умови експлуатації вогнетривів склепінодного або двох (в залежності від типу пальника, ня та насадок при забезпеченні максимальної що використовується) потоків нижче газомазутного продуктивності мартенівської печі. факелу, який співнаправлені та взаємодіють з гаЯкщо при тривалості періоду «прогрівання» зомазутним факелом. Згідно карти теплового режиму для 650-т печі більш ніж (1,6-2,6)×tпрн теплове навантаження в при частці (мас.) рідкого чавуну в металошихті 90період «заливання чавуну» підтримувати меншим, 65%, брухту - 0-35%, брикетів гарячебрикетованоніж (0,5×Qтн), то кількість теплоти, що генерується при спалюванні палива в робочому просторі марго залізу - 35-0%, величини tпрн та Qтн відповідно рівні (70-90)хв. та (29-42)млн. ккал/год. тенівської печі, буде недостатньою для компенсаПри тривалості періоду „прогрівання" (при зації теплових витрат, виходячи з теплового балансу тримках в постачанні рідкого чавуну) більшій за агрегату. При цьому буде зменшуватися ентальпія 3год. (180хв,), що дорівнює {180/(70-90)}=(2,0металошихти та ванни, що призведе до збільшення періоду „плавлення" та перевитрати палива. 2,6)×tпрн , частину рідкого чавуну (від 50 до 100%) заливають в піч без продування ванни киснем, 7 32791 8 малими окремими порціями, знизивши при цьому льної продуктивності мартенівської печі, що дотеплове навантаження до 25млн. ккал/год., що зволить зменшити тривалість плавки, ймовірність виникнення викидів металу та шлаку з печі, питому дорівнює (25/29)=(0,9×Qтн), або до 0млн. ккал/год., витрату палива (мазуту та/або природного газу) враховуючи стан розплаву. (до 5кг у.п./т сталі), кисню (до 2м 3/т сталі) та склеВикористання запропонованого способу за рапінних вогнетривів на виплавляння сталі, та, в осхунок забезпечення оптимального початку продутаточному підсумку, зменшити її собівартість. вання ванни киснем та оптимального теплового навантаження в період «заливання чавуну» залеДжерела інформації 1. Усовершенствованный метод отопления жно від тривалості періоду «прогрівання», дозвомартеновских печей / Гурский Г.Л., Мисюра И.Г., лить підвищити ефективність паливовикористання Лозин Г.Л. и др. // Бюл. ЦНИИЧермет «Черная мев робочому просторі сталеплавильного агрегату, таллургия». - 1974. -№12.-С.40. зменшити тепловтрати з його робочого простору, знизити ймовірність переокислювання металоших2. Ойкс Г.Н., Иоффе Х.М. Производство стали. Расчеты. Под ред. Г.Н. Ойкса. -М.: Металлургия, ти, поліпшити процеси шлакоутворення та рафіну1975. - 480с. вання металу, умови експлуатації вогнетривів склепіння та насадок при забезпеченні максима Комп’ютерна в ерстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601