Пічна установка для розплавлення металевої або металовмісної сировини і спосіб її експлуатації

1. Пічна установка для розплавлення металевої або металовмісної шихти, яка містить щонайменше одну піч (А, В) з нижньою частиною (14, 15) ємності і верхньою частиною (17), виконаною з можливістю опускання на нижню частину, причому верхня частина ємності включає в себе стінку (18), яка подовжує стінку нижньої частини (14, 15) ємності, кришку (7) і пальники (19, 34) для введення первинної енергії в нижню частину (14, 15) ємності і/або у вер хню частину (17) ємності для розплавлення стовпа шихти, яка відрізняється тим, що містить електродну кришку (6) з електродним пристроєм (8), виконану з можливістю повороту та встановлення на нижню частину (14, 15) ємності замість верхньої частини (17), після того як стовп шихти буде розплавлений настільки, що подовжена вгору верхня частина (17) ємності буде вільна від шихти і відведена для одержання розплаву, в основному, за допомогою вторинної енергії в нижній частині. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що стінка (18) поворотної верхньої частини (17) ємності по своїй протяжності по висоті дорівнює або більше стінки її нижньої частини (15). 2 (19) 1 3 84236 4 дої вихідної сировини, і закривають нижню частину (15) ємності електродною кришкою (6) для одержання розплаву, в основному, за допомогою вторинної енергії, яку подають за допомогою доданого до електродної кришки (6) електродного пристрою (8). 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що первинну енергію вводять за допомогою розташованих щонайменше збоку пальників (19), причому при розплавленні за допомогою пальників (19) встановлюють відновну або лише слабоокислювальну атмосферу. 10. Спосіб за п. 8 або 9, який відрізняється тим, що газ CO, що утворений всередині стовпа шихти, цілеспрямовано спалюють за допомогою повітря, що підводять, і/або кисню, а енергію розплаву використовують як енергію згоряння. 11. Спосіб за будь-яким з пп. 8-10, який відрізняється тим, що до ши хти для підтримки процесу розплавлення домішують носій вуглецю. 12. Спосіб за будь-яким з пп. 8-11, який відрізняється тим, що подальше плавлення шихти підтримують, в основному, за допомогою вторинної енергії за рахунок введення додаткової первинної енергії через пальники (19), а також вуглецеві і кисневі інжектори. 13. Спосіб за будь-яким з пп. 8-12, який відрізняється тим, що навперемінно в одній з печей (А, В) здвоєної пічної установки здійснюють процес плавлення з введенням первинної енергії при опущеній верхній частині (17) ємності і процес плавлення або нагріву, в основному, вторинною енергією при опусканні електродного пристрою. Винахід належить до пічної установки і способу розплавлення металевої або металовмісної вихідної сировини (шихти), згідно з обмежувальними частинами пп. 1 і 8 формули. З [DE 4434369 Al і EP 0717115 B1] відомі здвоєні дугові електропічні установки, в яких послідовно здійснюють процеси рафінування і розплавлення. Навперемінно в обидві печі завантажують залізовмісну сировину, за рахунок подачі кисню вводять неелектричну теплову енергію і здійснюють рафінування. Потім теплову енергію вводять через електричну дугу, після чого видаляють шлак і випускають рідкий розплав. Відповідний спосіб здійснюють також в здвоєній пічній установці за [DE 10332866 A1]. Ця здвоєна пічна установка відрізняється тим, що крім обох печей на окремій перекидній платформі розташований також електродотримач, причому третя перекидна платформа виконана з можливістю перекидання в безпосередній залежності від перекидальних рухів, відповідно, однієї з пічних платформ для металоприймача. Також відомо, що в пічній установці, що складається з двох окремих перекидних ємностей, навперемінно за допомогою поворотного електродного пристрою залізорудну ви хідну сировину розплавляють (скрап, DRI (залізо прямого відновлення) або HBI (гарячебрикетоване залізо)) при подачі електричною енергією з незначним використанням первинної енергії за допомогою пальників, перегрівають і встановлюють потрібний склад. При цьому небажано, якщо, відповідно, невикористовувана ємність остигає і, тим самим, загальне енергоспоживання зростає. Також к.к.д. використання первинної енергії не дуже високий, оскільки через недостатню висоту шару скрапу за допомогою пальників забезпечується тільки обмежена теплопередача. Газ CO, що виділяється під час розплавлення, іде переважно незгорілим в газовідвідний канал. Виходячи з цього, в основі винаходу лежить задача створення пічної установки і способу, які були б позбавлені цих недоліків. Ця задача вирішується за допомогою пристрою з ознаками п. 1 і способу з ознаками п.8 формули. Переважні модифікації описані в залежних пунктах. Суттю винаходу є використання первинної і вторинної енергії для розплавлення металевого скрапу і DRI/HBI або інших металевих або металовмісних матеріалів. Для цього пічну установку переважно з двома ємностями і поворотним електродним пристроєм забезпечують додатковою верхньою частиною ємності з додатковою кришкою, розташованими на пристрої обертання з можливістю надягання на нижню частину ємності однієї печі. У спареній пічній установці до кожної печі доданий один пристрій обертання, або обидві печі обслуговуються за допомогою одного загального пристрою обертання. За рахунок того, що стінка нижньої частини ємності суттєво подовжена вгору її верхньою частиною, одержують висоту печі, яка значно більше первинної висоти (оригінальна висота) або висоти іншої печі у випадку здвоєної печі. Таким чином, теплоперенесення до скрапу досягається з високим к.к.д. Отже, по-перше, за допомогою подовженої верхньої частини ємності при подачі первинної енергії створена посудина для (попереднього) розплавлення, а, по-друге, - піч. в якій проходить подальший плавильний процес або перегрівання за допомогою електричної вторинної енергії. Згідно з однією переважною модифікацією, стінка верхньої частини ємності виконана водоохолоджуваною або футерована вогнетривким матеріалом. Для водяного охолоджування стінка ємності виконана з можливістю протікання через неї води або складається з системи труба-стінка. У нижню і/або верхню частину ємності вздовж її периферії вбудовані декілька потужних пальників/інжекторів, за допомогою яких стовп шихти розплавляють повністю або щонайменше доти, поки верхня частина ємності не буде вільною від шихти. Після розплавлення шихти верхню частину ємності з відповідною кришкою відводять, а на її 5 84236 місце повертають всередину електродний пристрій з його власною кришкою. За допомогою електричної енергії, яка доповнюється, при необхідності, пальниками, а також вуглецевими і кисневими інжекторами, розплав доводять. Протягом цього часу в іншій ємності у випадку здвоєної печі знов за допомогою первинної енергії розплавляють шихту. Інші подробиці і переваги винаходу наведені в залежних пунктах формули і в подальшому описі, в якому за допомогою креслення більш детально пояснюється варіант здійснення винаходу. На кресленні зображають: - Фіг.1: ви гляд спереду здвоєної пічної установки; - Фіг.2: вигляд зверху, що належить до Фіг.1, на здвоєну пічну установку з відведеною від печі В кришкою. На фундаментах 1 для печі А і такої ж печі В пічної установки за допомогою несучої конструкції 2 розташовані перекидні платформи 3 для ємностей 4, 5 з кришками 6, 7 (Фіг.1). Електроди 8 живляться від пічного трансформатора 9 (Фіг.2) через з'єднання 10 для великого струмового навантаження, що проходить крізь стінку 11 трансформаторної будки, і за допомогою вторинних стр умопроводів 12. Електроди 8 можуть бути повернуті за допомогою поворотної колони 13 до печі А або до печі В. Електродний пристрій більш детально описаний нижче. Кожна з печей А, В або кожна з ємностей 4, 5 включає в себе відповідну нижню частину 14, 15, на яку навперемінно може бути опущений електродний пристрій або верхня частина 17. У показаному положенні на нижню частину 14 ємності печі А опущена електродна кришка 6. На нижню частину 15 ємності печі В опущена верхня частина 17, яка як посудина 16 для (попереднього) розплавлення або (попереднього) нагрівання має достатньо високу по відношенню до нижньої частини 15 стінку 18, що проходить вертикально. Вгорі нижня частина 17 закрита окремою кришкою 7. Вздовж периферії нижньої частини 15 розташовані пальники 19 (Фіг.2), за допомогою яких в нижню частину 15 вводять носії первинної енергії. Сопла 20 або інжектори для повітря або кисню розташовані вздовж периферії верхньої частини 17 для цілеспрямованого спалення виникаючого під час розплавлення стовпа шихти газ у CO. Вздовж стінки 18 верхньої частини 17 проходять труби 21 для охолоджування, по яких протікає вода. Альтернативно або додатково стінка 18 може бути футерована всередині вогнетривким матеріалом. Електродний пристрій містить електроди 8, які регулюють за допомогою підіймальної колони 22 з напрямною і підіймальним циліндром і електродотримача 23. Передбачені кронштейни 24 для кришки 6, виконані з можливістю регулювання по висоті за допомогою підіймальних циліндрів 25 (Фіг.2). Осердя електродів позначене поз. 26. Крім того, є пристрій 27 для нарощування електродів. До сполученої з перекидною платформою 3 труби 28 для відхідних газів в - повернутому всередину положенні потрібно, приєднати нерухому 6 трубу 29 для відхідних газів з камерою 30 допалювання. На кришках розташовані патрубки 31 для відхідних газів. Відносно цих труб для відхідних газів, а також інших подробиць підіймального механізму кронштейнів з підіймальними циліндрами потрібно послатися на зміст [DE 10332866 A1]. Між платформами 3 печей А і В розташована третя перекидна платформа З, на якій знаходяться поворотна колона 12 і пристрій 27 для нарощування електродів. Нижче описані верхня частина 17 ємності з кришкою 7 і механізм їх повороту. Поз. 32 позначена поворотна колона для повороту верхньої частини 17 ємності з кришкою 7. Кожній печі А і В додана окрема поворотна колона 32. Поворотна колона 32 складається з внутрішнього центрального кронштейна 33, на вершині якого розміщений пальник 34, що живиться по лінії через кронштейн. Пальник 34 спирається на кронштейн 33, який сполучений з напрямною колоною і направляється напрямними роликами. Рух підйому кронштейна 33 і пальника 34 відбувається за допомогою вбудованого в напрямну колону гідроциліндра. Введення первинної енергії може відбуватися, в принципі, тільки через потужні бічні пальники 19 в нижній частині 14, 15 ємності або потужні бічні пальники 19, 20 в нижній 14, 15 і верхній 17 частинах ємності. Додатково первинна енергія може бути введена через пальники 34. Поворотний пристрій містить далі підіймальний механізм 35 для верхньої частини 17 ємності з кришкою або двох кронштейнів 36. Вздовж кронштейнів 36 розташовані підіймальні циліндри 37 для верхньої частини 17 ємності з кришкою. Кришку 7 з верхньою частиною 17 ємності повертають по її нижній частині, а потім за допомогою підіймальних циліндрів 37 за рахунок руху відповідного поршневого штока перемішують вниз в положення закривання. Поз. 38 позначене осердя. На фігурах зображені різні стани процесу розплавлення. У той час як в печі А відбувається розплавлення або перегрівання, в основному, за допомогою вторинної енергії, одночасно в печі В відбувається розплавлення стовпа шихти, зокрема стовпа скрапу, за допомогою первинної енергії. Для цього шляхом повороту підіймального механізму 35 за допомогою поворотної колони 32 на нижню частину 15 ємності печі B опускають її верхню частину 17 або посудину 16 для попереднього розплавленім з кришкою 7. Потім роз'єднують зв'язок між кришкою 7 і верхньою частиною 17 ємності і кришку 7 відводять. Потім у відкриту ємність завантажують вихідну сировину. DRI і HBI можуть подаватися також через окремі отвори в кришці 7 Вихідну сировину завантажують до утворення направленого у верхню частину 17 ємності стовпа шихти Потім всередину, при необхідності, повертають пальник 34 Шляхом включення пальників 19 або 34 стовп шихти розплавляють щонайменше доти, поки верхня частина 17 ємності не буде вільною від твердої вихідної сировини Потім верхню частину 17 ємності з кришкою 7 знов відводять і всередину повертають електродний пристрій Після цього здійснюють подальше плавлення або 7 84236 нагрівання шихти за допомогою електричної енергії. Завдяки запропонованому винаходу досягається вигідне використання первинної і вторинної енергії для розплавлення металевого скрапу, DRI, HBI і інших металевих або металовмісних матеріалів Винахід орієнтований як на окрему, так і на здвоєну пічну установку. Перелік посилальних позицій 1 - фундаменти 2 - несуча конструкція 3 - перекидаюча платформа для печей і електродотримача 4 - ємність печі 5 - ємність печі 6 - кришка печі 7 - кришка печі 8 - електроди 9 пічний трансформатор 10 - з'єднання високого струму 11 - стінка трансформаторної будки 12 - вторинні струмопроводи 13 - поворотна колона для повороту електродів 14 - нижня частина ємності 15 - нижня частина ємності 16 - посудина для (попереднього) розплавлення 8 17 - верхня частина ємності 18 - стінка ємності 19 - пальник 20 - сопла 21 - охолоджувальні труби 22 - підіймальна колона з напрямним і підіймальним циліндром для регулювання електродів 23 - електродотримач 24 - кронштейни для внутрішньої кришки 25 - підіймальний циліндр 26 - електродна внутрішня кришка (серцевина електродів) 27 - пристрій для нарощування електродів 28 - перекидна труба для відхідних газів 29 - нерухома труба для відхідних газів 30 - камера допалювання 31 - патрубак-для відхідних газів 32 - поворотна колона для повороту верхньої частини ємності з кришкою 33 - центральний кронштейн 34 - пальник 35 - підіймальний механізм для верхньої частини ємності з кришкою 36 - кронштейни для верхньої частини ємності з кришкою 37 - підіймальний циліндр для верхньої частини ємності з кришкою 38 – осердя 9 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 84236 Підписне 10 Тираж 28 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