Спосіб виплавки сталі і сталеплавильний агрегат в.м.ломакіна для впровадження способу, а також совок для завантажування в агрегат металевого лому та ківш для заливки в агрегат рідкого чавуну

Группа взаимосвязанных изобретений относится к технологическим процессам плавки стали, конструкции агрегатов для плавки стали, а также к конструкции устройств для загрузки в сталеплавильные агрегаты металлического лома и жидкого чугуна и может найти широкое применение в черной металлургии. Известен способ, который используется при работе прямоточного сталеплавильного агрегата[1]. Этот способ включает следующие операции: заправку сталеплавильного агрегата огнеупорными порошками, мульдовую завалку лома, заливку в него жидкого чугуна, продувку плавки кислородом и последующей доводкой плавки до заданного химического состава и окончательного слива плавки. Известный способ характеризуется низкой производительностью выплавки стали и ее низким качеством, на которые влияют следующие факторы: - длительность мульдовой завалки лома; - продолжительность заливки жидкого чугуна из-за потерь времени на транспортировку жидкого чугуна по промежуточным устройствам; - отсутствие принудительного скачивания шлака и операции чистого кипения, что приводит к выплавке стали низкого качества с большим процентным содержанием вредных примесей. Задачей изобретения является усовершенствование способа выплавки стали путем введения безмульдовой загрузки лома, непосредственной заливки агрегата жидким чугуном, а также введением дополнительных операций принудительного скачивания первичного шлака и операции чистого кипения, что значительно повысит производительность выплавки и качество стали. Поставленная задача решается тем, что в способе выплавки стали, включающем заправку сталеплавильного агрегата огнеупорными порошками, завалку лома, заливку жидкого чугуна, продувку плавки кислородом, доводку плавки до заданного химического состав и слив плавки, согласно изобретению, производят безмульдовую завалку лома, заливают жидкий чугун из чугуновозного ковша непосредственно в сталеплавильный агрегат, затем осуществляют продувку плавки принудительно, направляя отходящие газы на трубу через соседнюю ванну, и после продувки осуществляют полировку плавки с принудительным скачиванием первичного шлака через технологическое окно, с последующим наведением нового шлака и перед доводкой плавки осуществляют чистое кипение плавки в течение 15 - 20 минут. Введение безмульдовой завалки лома позволяет сократить время загрузки сталеплавильного агрегата, за счет заливки жидкого чугуна в сталеплавильный агрегат непосредственно без промежуточных устройств, а также сокращает время заливки и повышает производительность процесса в целом. Введение операций принудительного скачивания первичного шлака через технологическое окно и чистого кипения позволяют выплавлять сталь высокого качества с низким содержанием вредных примесей. Известен сталеплавильный агрегат [2], который содержит подину с выпускным отверстием, заднюю и передние стенки с расположенным над ними сводом, имеющим амбразурные отверстия для ввода кислородных фурм. В этом сталеплавильном агрегате передняя стенка выше уровня порогов выполнена под углом 20 - 30° к вертикали в сторону задней стенки и снабжена сдвоенными завалочными окнами. Кроме того, передняя и задняя стенки выше уровня порогов завалочных окон выполнены охлаждаемыми. Этот сталеплавильный агрегат имеет низкую стойкость передней стенки и большую сложность крепления завалочных окон из-за большого наклона передней стенки в сторону задней стенки и не позволяет производить ускоренную загрузку лома и заливку чугуна, кроме того, наличие разности нагрузок, действующих на свод по передней и задней линии агрегата влияет на его стойкость и снижает межремонтный период агрегата и в целом снижает производительность выплавки стали. Задачей изобретения является усовершенствование сталеплавильного агрегата путем изменения наклона передней стенки и снабжения ее дополнительным технологическим окном, что увеличит скорость загрузки лома и ускорит заливку жидкого чугуна и позволит в целом повысить производительность сталеплавильного агрегата. Поставленная задача решается тем, что в сталеплавильном агрегате, содержащем подину с выпускным отверстием, заднюю и переднюю стенки с расположенным над ними сводом, имеющим амбразурные отверстия для ввода кислородных фурм, при этом передняя стенка выше уровня порогов выполнена под углом к вертикали в сторону задней стенки и снабжена сдвоенными завалочными окнами, а передняя и задняя стенки выше уровня порогов завалочных окон выполнены охлаждаемыми, согласно изобретению, передняя стенка наклонена под углом 13 - 19° к вертикали в сторону задней стенки и снабжена дополнительным технологическим окном, расположенным между завалочными окнами, при этом завалочные окна снабжены стационарными "ложными" порогами, а технологическое окно - съемным ложным порогом. Установка передней стенки под углом 13 - 19° к вертикали в сторону задней стенки позволяет производить безмульдовую скоростную загрузку лома непосредственно на подину сталеплавильного агрегата через завалочные окна. Уменьшение наклона передней стенки в сторону задней стенки на угол менее 13° не позволяет скантовать совок с ломом в агрегат, т.к. угол естественного откоса "металл - металл" в 45° в этом случае не может быть достигнут. Увеличение же наклона на угол более 19° приводит к снижению стойкости передней стенки. Известен совок для загрузки металлического лома в сталеплавильный агрегат, который содержит днище с тремя вертикальными стенками и размещенными на двух боковых стенках цапфами. Конструкция совка обеспечивает загрузку лома в сталеплавильный агрегат только при угле естественного откоса "металл - металл" не менее 45°,что, в свою очередь, приводит к необходимости увеличивать угол наклона передней стенки агрегата в сторону задней стенки, кроме того, выполнение внутренней поверхности совка в форме полусферы снижает его насыпную емкость. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать совок путем введения в его конструкцию вращающи хся роликов, что позволит уменьшить силу трения между загружаемым в сталеплавильный агрегат ломом и днищем совка и тем самым уменьшить угол естественного откоса до 20 - 25°, ускорить процесс загрузки лома в агрегат и увеличить производительность процесса выплавки стали. Поставленная задача решается тем, что в совке, содержащем днище с тремя вертикальными стенками и размещенными на двух боковых стенках цапфами, согласно изобретению, днище выполнено двойным, вертикальные стенки и днище выполнены плоскими и расположены под прямым углом, а верхняя часть двойного днища снабжена роликами, установленными с возможностью вращения. Известен чугуновозный ковш, выполненный в виде цилиндрической емкости, внутренняя поверхность которой отфутерована огнеупорным материалом, при этом на боковой поверхности ковша выше оси вращения установлены боковые цапфы, в нижней части задней стенки приспособление для захвата крюком заливочного крана, а в верхней части передней стенки выполнен выступающий носок [3]. Известным чугуновозным ковшом можно заливать жидкий чугун в сталеплавильный агрегат лишь при наличии специальных промежуточных приспособлений (заливных желобов), что снижает время доставки жидкого чугуна в сталеплавильный агрегат и снижает производительность выплавки стали. Задачей изобретения является усовершенствование ковша путем выполнения угла наклона между продольной осью носка и плоскостью верхней части передней стенки ковша в диапазоне 10 - 30°, что позволит обеспечить при наклоне чугуновозного ковша попадание струи жидкого чугуна в сталеплавильный агрегат за основание ложного порога технологического окна. Поставленная задача решается тем, что в чугуновозном ковше, выполненным в виде цилиндрической емкости, внутренняя поверхность которой отфутерована огнеупорным материалом, при этом на боковой поверхности ковша выше оси вращения установлены боковые цапфы, а в нижней части задней стенки приспособление для захвата крюком заливочного крана и в верхней части передней стенки выполнен выступающий носок, согласно изобретению, угол наклона между продольной осью носка и плоскостью верхней части передней стенки ковша составляет 10 - 30° при соблюдении следующих соотношений и где: - длина носка; - высота стенок носка; - ширина носка. Выполнение чугуновозного ковша с такими параметрами выступающего носка позволяет при наклоне ковша с налитым чугуном на 35 - 45° точке падения струи находиться за пределами основания ложного порога технологического окна. Сущность группы заявляемых изобретений поясняется чертежами, на которых изображены: - фиг.1 - разрез заявляемого сталеплавильного агрегата; - фиг.2 - схематично представлено расположение завалочных, заливочных и технологических окон; - фиг.3 - разрез совка для загрузки металлического лома. Сталеплавильный агрегат содержит подину 1 с выпускным отверстием 2, заднюю 3 и переднюю 4 стенки. Над задней 3 и передней 4 стенками расположен свод 5, через амбразурные отверстия в котором вводят кислородные фурмы 6. Передняя стенка 4 выполнена с углом наклона 13 - 19° к вертикали в сторону задней стенки 3. В передней стенке 4 выполнены сдвоенные завалочные окна 7, между которыми расположено технологическое окно 8. Завалочные окна 7 снабжены стационарными "ложными" порогами 9, а технологическое окно 8 снабжено съемным ложным порогом 10, Для закрытия сталевыпускного отверстия 2 в агрегате служит устройство 11. Совок для загрузки в сталеплавильный агрегат металлического лома выполнен в виде двойного днища 12 с вертикальными стенками 13. Верхняя часть 14 двойного днища 12 снабжена роликами 15, установленными с возможностью вращения. На вертикальных стенках 13 установлены цапфы 16, На фиг.1 также изображен чугуновозный ковш 17 с выступающим носком 18 и заливочный кран 19. Угол наклона между продольной осью носка и плоскостью верхней части передней стенки ковша составляет 10 - 30° при соблюдении следующи х геометрических параметров: где: - длина носка; - высота стенок носка; - ширина носка. Осуществляют заявляемый способ с использованием заявляемого оборудования следующим образом. Заправляют сталеплавильный агрегат огнеупорным порошком, затем с использованием совка загружают металлический лом в завалочные окна 9. Так как верхняя часть 14 двойного днища 12 снабжена роликами 15, установленными с возможностью вращения, то это обеспечивает возможность в несколько раз, по сравнению с известными способами, увеличить скорость загрузки металлического лома. Затем в сталеплавильный агрегат из чугуновозного ковша 17 заливают жидкий чугун. Так как передняя стенка 4 выполнена с углом наклона 13 - 19° к вертикали в сторону задней стенки 3, а угол наклона между продольной осью выступающего носка 18 чугуновозного ковша 17 и плоскостью верхней части передней стенки ковша составляет 10 - 30°, то этим самым обеспечивается при наклоне ковша попадание жидкого чугуна в сталеплавильный агрегат за основание ложного порога 10 технологического окна 8, т.е. ускорить заливку жидкого чугуна, исключая использование заливных желобов. После этого осуществляют продувку плавки кислородом через сводовые кислородные фурмы 6 и полировку плавки с принудительным скачиванием шлака через технологическое окно 8 с наведением нового шлака осуществляют чистое кипение в течение 15 - 20 минут перед доводкой плавки. Диапазон чистого кипения определяют экспериментальным путем и параллельно заливают жидкий чугун в соседнюю ванну и продувают ее кислородом. В завершение заявляемого способа производят доводку плавки, ее раскисление и выпуск. При работе сталеплавильного агрегата используются две газоочистки и две дымовые трубы и строится агрегат взамен двух мартеновских печей. Такая технология обеспечивает синхронную работу каждой половины агрегата с продувкой ванны кислородом и отходящими газами на две газоочистки и две дымовые трубы, что создает экологически чистую среду не только на рабочих местах, но и на выходе из дымовых труб и позволяет повысить производительность выплавки качественной стали, за счет повышения скорости загрузки сталеплавильного агрегата металлическим ломом и жидким чугуном, осуществляемым заливочным краном, отдачи тепла отходящими газами загруженному лому в соседней ванне, оседания окислов железа, содержащихся в отходящи х газах на холодном металлическом ломе соседней ванны и экранизации (защиты) свода этой ванны от разницы температур свода и загруженного металлического лома.