Спосіб та пристрій для безперервного виробництва сталі із застосуванням металевого вихідного матеріалу

Номер патенту: 76588

Опубліковано: 15.08.2006

Автори: Вайшедель Вальтер, Монхайм Петер, Райхельт Вольфганг

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб безперервного виготовлення сталі із застосуванням металевих вихідних матеріалів (8), причому вихідні матеріали (8) заздалегідь нагрівають у верхній частині плавильного агрегату (2), потім плавлять у нижній частині (9) плавильного агрегату (2) за рахунок підведення тепла від горючих копалин (23) і безперервно відводять розплавлений матеріал (16) в місткість (3) для обробки, в якій встановлюють бажану якість сталі, причому у плавильний агрегат (2) ззовні вводять гази (22) для допалювання технологічних газів (13), який відрізняється тим, що технологічні гази (13) при підйомі у плавильному агрегаті (2) ступінчасто допалюють на розташованих один над одним допалювальних рівнях (Е1-Е4), причому всередину стовпа вихідного матеріалу також вводять допалювальні гази (22) через впускні отвори (21) в стінці (20) внутрішньої камери (5), яку вводять в стовп матеріалу.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кількість, вид і/або склад допалювальних газів (22) встановлюють в залежності від властивостей технологічних газів (13) по висоті над рівнем плавильного агрегату (2).

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що кількість, вид і/або склад горючих копалин (23), а також положення щонайменше одного пальника (14), який розташовують з можливістю переміщення у внутрішній камері (5), встановлюють в залежності від властивостей технологічних газів по висоті плавильного агрегату (2).

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що допалювальні рівні регулюють за допомогою зміни положення внутрішньої камери (5) відносно плавильного агрегату (2) по висоті і/або за допомогою обертання внутрішньої камери (5) навколо своєї подовжньої осі.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розподіл допалювальних газів (22) на окремих допалювальних рівнях (Е1-Е4) встановлюється так, що запобігають локальному перегріву поверхні вихідного матеріалу вище 90 % від температури плавлення утворюючих окиснююче покриття оксидів заліза, причому ступінь допалювання відхідних газів на виході з плавильного агрегату становить приблизно 100 %.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як технологічні гази (13) нарівні з відхідними газами плавлення, так і виникаючі при доведенні сталі в місткості (3) для обробки відхідні гази обробки, які протікають через з'єднання газових камер посудин (2, 3) у нижній частині плавильного агрегату (2), заздалегідь нагрівають вихідні матеріали (8) при підйомі у плавильному агрегаті і ступінчасто допалюють.

7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що енергію, яка необхідна для обробки розплаву (16) в місткості (3) для обробки щонайменше частково вводять у формі горючих копалин.

8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що допалювальні гази (22) і/або необхідні для плавлення гази заздалегідь нагрівають.

9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що відводять щонайменше частину допалювальних технологічних газів (113) і ступінчасто допалюють їх за межами стовпа вихідного матеріалу, і потім технологічні гази (113') після допалювання знову надходять в стовп вихідного матеріалу на більш високо розташованому рівні, ніж рівень, з якого вони відводилися.

10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що технологічні гази (113) для допалювання вводять в розташовані вздовж стінки (107) плавильного агрегату або за межами плавильного агрегату і/або в стінці внутрішньої камери, розташованої у внутрішній камері (5), камери (146) допалювання, і в ці камери (146) допалювання вводять допалювальні гази (122).

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що допалювальні гази (122) спрямовано вводять в камери (146) допалювання з інжекторною дією.

12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що спалювання горючих копалин (23) для плавлення вихідного матеріалу здійснюють нестехіометрично.

13. Пристрій (1) для безперервного виробництва сталі при використанні металевих вихідних матеріалів (8), що містить плавильний агрегат (2) щонайменше з одним пальником (14) для введення горючих копалин (23) в вихідні матеріали у нижній частині (9) плавильного агрегату (2), а також з'єднаною з нижньою частиною (6) плавильного агрегату (2) через випускний отвір (10) місткістю (3) для обробки, призначеною для безперервного введення розплаву (16) і встановлення бажаної якості сталі, причому пристрій виконаний з можливістю попереднього нагріву у верхній частині плавильного агрегату вихідних матеріалів (8) за допомогою технологічних газів (13) і зовнішнього введення у плавильний агрегат (2) газів (22) для допалювання технологічних газів (13), який відрізняється тим, що плавильний агрегат (2) має центральну порожнисту внутрішню камеру (5), яку вздовж подовжньої осі плавильного агрегату (2) встановлено в нього зверху, і при цьому внутрішня камера (5) має виконані в своїй стінці (20) впускні отвори (21) для введення допалювальних газів (22), які розташовані один над одним вздовж бокової поверхні внутрішньої камери для ступінчастого допалювання технологічних газів (13) на розташованих один над одним допалювальних рівнях (Е1-Е4).

14. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що містить засіб (35) для визначення властивостей технологічного газу по висоті плавильного агрегату (2) і засіб (39) для встановлення виду, кількості та складу допалювальних газів (22) для ступінчастого допалювання технологічних газів (13) із заданим ступенем допалювання.

15. Пристрій за п. 13 або 14, який відрізняється тим, що по окружності внутрішньої камери (5) відповідно на заданих рівнях розташована множина впускних отворів (21) з окремими трубопроводами (18) для допалювальних газів (22).

16. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що на відповідному рівні (ЕЗ, Е4) розміщені впускні отвори (42) плавильного агрегату (2), які розташовані зі зміщенням відносно впускних отворів (21) двох розташованих один над одним рівнів (E1, E2) внутрішньої камери (5).

17. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що передбачений засіб (40) для регулювання положення внутрішньої камери вздовж подовжньої осі плавильного агрегату (2) і/або засіб (41) для обертання внутрішньої камери (5) навколо своєї подовжньої осі.

18. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що внутрішня камера (5) на своєму введеному в стовп вихідного матеріалу (8) кінці(15) має щонайменше один пальник (14).

19. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що передбачені засоби (43) для регулювання відповідного пальника (14) всередині внутрішньої камери (5) і засоби (39) для встановлення виду, кількості та складу горючих копалин (23) та окисників.

20. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що внутрішня камера (5) має підвідні трубопроводи (19) для підведення горючих копалин (23) та окисників до відповідних пальників (14).

21. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що верхня частина (12) місткості (3) для обробки має газовідвід, який знаходиться у газонепроникному з'єднанні з нижньою частиною (6) плавильного агрегату, забезпечуючи перетікання у нижню частину плавильного агрегату (2) виникаючих при доведенні сталі в місткості (3) для обробки технологічних газів (13) і попереднє нагрівання вихідних матеріалів (8) при їх підйомі у плавильному агрегаті.

22. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що в стінці (7) плавильного агрегату (2) розташовані впускні отвори (42) з кутовим зміщенням до 0,5 φ відносно виконаних у внутрішній камері (5) впускних отворів (21), причому φ є кутом між двома впускними отворами (42), розташованими поруч один з одним в стінці (7) агрегату на допалювальному рівні з центром на осі внутрішньої камери, прийнятим як вершина.

23. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що вздовж стінки (107) плавильного агрегату або ззовні плавильного агрегату і/або в стінці внутрішньої камери або у внутрішній камері розміщені допалювальні камери (146) для допалювання технологічних газів (113) за межами стовпа вихідного матеріалу, причому впускні отвори (142) для допалювальних газів (122) або відповідно окисників закінчуються в камерах (146) згоряння.

24. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що має теплообмінний агрегат (24), за допомогою якого гази (22), які забезпечують допалювання, а також гази (23) для пальників (14) протікають в протитечії відносно нагрітих відхідних газів (13).

25. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що місткість (3) для обробки сформована так, що має можливість повністю або частково переміщатися і замінюватися і служить як буфер для металургійної технологічної лінії між плавильним агрегатом (2) і технологічними секціями для подальшої обробки, наприклад установкою безперервного лиття заготовок.

Текст

1. Спосіб безперервного виготовлення сталі із застосуванням металевих вихідних матеріалів (8), причому вихідні матеріали (8) заздалегідь нагрівають у верхній частині плавильного агрегату (2), потім плавлять у нижній частині (9) плавильного агрегату (2) за рахунок підведення тепла від горючих копалин (23) і безперервно відводять розплавлений матеріал (16) в місткість (3) для обробки, в якій встановлюють бажану якість сталі, причому у плавильний агрегат (2) ззовні вводять гази (22) для допалювання технологічних газів (13), який відрізняється тим, що технологічні гази (13) при підйомі у плавильному агрегаті (2) ступінчасто допалюють на розташованих один над одним допалювальних рівнях (Е1-Е4), причому всередину стовпа вихідного матеріалу також вводять допалювальні гази (22) через впускні отвори (21) в стінці (20) внутрішньої камери (5), яку вводять в стовп матеріалу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кількість, вид і/або склад допалювальних газів (22) встановлюють в залежності від властивостей технологічних газів (13) по висоті над рівнем плавильного агрегату (2). 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що кількість, вид і/або склад горючих копалин (23), а також положення щонайменше одного пальника (14), який розташовують з можливістю переміщення у внутрішній камері (5), встановлюють в залеж 2 (19) 1 3 76588 4 стінці внутрішньої камери, розташованої у внутріплавильного агрегату (2) і/або засіб (41) для обершній камері (5), камери (146) допалювання, і в ці тання внутрішньої камери (5) навколо своєї покамери (146) допалювання вводять допалювальні довжньої осі. 18. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що гази (122). 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що внутрішня камера (5) на своєму введеному в стовп допалювальні гази (122) спрямовано вводять в вихідного матеріалу (8) кінці (15) має щонайменше камери (146) допалювання з інжекторною дією. один пальник (14). 12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що 19. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що спалювання горючих копалин (23) для плавлення передбачені засоби (43) для регулювання відповівихідного матеріалу здійснюють нестехіометрично. дного пальника (14) всередині внутрішньої камери 13. Пристрій (1) для безперервного виробництва (5) і засоби (39) для встановлення виду, кількості сталі при використанні металевих вихідних матета складу горючих копалин (23) та окисників. 20. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що ріалів (8), що містить плавильний агрегат (2) щонайменше з одним пальником (14) для введення внутрішня камера (5) має підвідні трубопроводи горючих копалин (23) в вихідні матеріали у нижній (19) для підведення горючих копалин (23) та окисчастині (9) плавильного агрегату (2), а також з'єдників до відповідних пальників (14). 21. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що наною з нижньою частиною (6) плавильного агрегату (2) через випускний отвір (10) місткістю (3) верхня частина (12) місткості (3) для обробки має для обробки, призначеною для безперервного газовідвід, який знаходиться у газонепроникному введення розплаву (16) і встановлення бажаної з'єднанні з нижньою частиною (6) плавильного якості сталі, причому пристрій виконаний з можлиагрегату, забезпечуючи перетікання у нижню часвістю попереднього нагріву у верхній частині платину плавильного агрегату (2) виникаючих при вильного агрегату вихідних матеріалів (8) за доподоведенні сталі в місткості (3) для обробки техномогою технологічних газів (13) і зовнішнього логічних газів (13) і попереднє нагрівання вихідних введення у плавильний агрегат (2) газів (22) для матеріалів (8) при їх підйомі у плавильному агредопалювання технологічних газів (13), який відрігаті. зняється тим, що плавильний агрегат (2) має 22. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що центральну порожнисту внутрішню камеру (5), яку в стінці (7) плавильного агрегату (2) розташовані вздовж подовжньої осі плавильного агрегату (2) впускні отвори (42) з кутовим зміщенням до 0,5 φ встановлено в нього зверху, і при цьому внутрішня відносно виконаних у внутрішній камері (5) впусккамера (5) має виконані в своїй стінці (20) впускні них отворів (21), причому φ є кутом між двома впуотвори (21) для введення допалювальних газів скними отворами (42), розташованими поруч один (22), які розташовані один над одним вздовж бокоз одним в стінці (7) агрегату на допалювальному вої поверхні внутрішньої камери для ступінчастого рівні з центром на осі внутрішньої камери, прийнядопалювання технологічних газів (13) на розташотим як вершина. 23. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що ваних один над одним допалювальних рівнях (Е1Е4). вздовж стінки (107) плавильного агрегату або ззо14. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що вні плавильного агрегату і/або в стінці внутрішньої містить засіб (35) для визначення властивостей камери або у внутрішній камері розміщені допалютехнологічного газу по висоті плавильного агрегату вальні камери (146) для допалювання технологіч(2) і засіб (39) для встановлення виду, кількості та них газів (113) за межами стовпа вихідного матеріскладу допалювальних газів (22) для ступінчастого алу, причому впускні отвори (142) для допалювання технологічних газів (13) із заданим допалювальних газів (122) або відповідно окисниступенем допалювання. ків закінчуються в камерах (146) згоряння. 15. Пристрій за п. 13 або 14, який відрізняється 24. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що тим, що по окружності внутрішньої камери (5) відмає теплообмінний агрегат (24), за допомогою повідно на заданих рівнях розташована множина якого гази (22), які забезпечують допалювання, а впускних отворів (21) з окремими трубопроводами також гази (23) для пальників (14) протікають в (18) для допалювальних газів (22). протитечії відносно нагрітих відхідних газів (13). 16. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що 25. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що на відповідному рівні (ЕЗ, Е4) розміщені впускні місткість (3) для обробки сформована так, що має отвори (42) плавильного агрегату (2), які розташоможливість повністю або частково переміщатися і вані зі зміщенням відносно впускних отворів (21) замінюватися і служить як буфер для металургійдвох розташованих один над одним рівнів (E1, E2) ної технологічної лінії між плавильним агрегатом внутрішньої камери (5). (2) і технологічними секціями для подальшої обро17. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що бки, наприклад установкою безперервного лиття передбачений засіб (40) для регулювання полозаготовок. ження внутрішньої камери вздовж подовжньої осі Винахід стосується способу безперервного виробництва сталі із застосуванням металевих вихідних матеріалів, наприклад, брухту, губчастого заліза або тому подібного, причому вихідний матеріал заздалегідь нагрівається у верхній частині плавильного агрегату, потім розплавляється у ни 5 76588 6 жній частині плавильного агрегату за рахунок підзаний з проблемою високого обшлакування заліза ведення палива, причому розплав безперервно при використанні викопних горючих матеріалів в відводиться в місткість для обробки, в якій досягакомбінації з киснем. ється бажана якість сталі, а у плавильний агрегат Крім того, у [журналі "Stahl und Eisen", 115 ззовні подаються гази для допалювання техноло(1995), №5, стор.75] описаний інший варіант. При гічних газів. цьому брухт заздалегідь нагрівається у колоні для Крім того, винахід відноситься до пристрою попереднього нагрівання і розплавляється в реакбезперервного виробництва сталі із застосуванторі із залізним розплавом. Попереднє нагрівання ням металевого вихідного матеріалу, який містить може здійснюватися в реакторі із залізним розплаплавильний агрегат з, щонайменше, одним пальвом безпосередньо перед плавленням, або брухт ником для викопного палива, розташованим у низаздалегідь нагрівається у розташованому вгорі жній частині плавильного агрегату, призначеній плавильного реактора коробі, а потім вільно падає для нагрівання металевих вихідних матеріалів, а в реактор. При плавленні у ванну залізного розптакож з'єднану з нижньою частиною плавильного лаву спільно вдуваються вугілля та кисень, приагрегату за допомогою випускного отвору місткість чому відхідні гази можуть допалюватися над розпдля обробки, в яку безперервно подається розплавом у реакторі. Щоб мінімізувати окиснення лав, і в якій досягається бажана якість сталі, прибрухту при попередньому нагріванні, відхідні пічні чому вихідні матеріали заздалегідь нагріваються гази допалюються при нагріванні ступінчасто. технологічними газами у верхній частині плавильЗадачею даного винаходу є поліпшення поканого агрегату, а у плавильний агрегат ззовні позників роботи відповідного родовому поняттю сподаються гази для допалювання технологічних гасобу або відповідно пристрою, в яких використозів. У місткості для обробки розплав, наприклад вується енергія викопного палива для нагрівається, і здійснюється операція легування розплавлення, а також хімічного тепла відхідних для одержання потрібного складу сталі. газів для попереднього нагрівання вихідних матеПодібні спосіб та пристрій відомі з документа ріалів. DT 2325593, в якому описаний спосіб безперервЦя задача вирішується способом з ознаками ного виготовлення сталі з вихідних матеріалів, незалежного пункту 1 формули винаходу, а також наприклад, скрапу, губчастого заліза або подібнопристроєм з ознаками незалежного пункту 13 фого матеріалу, які безперервно розплавляються у рмули винаходу. Переважні варіанти розвитку винижній частині шахтної печі, що виконує функцію находу представлені в залежних пунктах формули плавильного агрегату за допомогою пальника, а винаходу, а також в описі варіантів його здійсрозплав переливається у проточну посудину, що нення. нагрівається, в якій безперервно здійснюється Відповідно до способу, технологічні гази при скачування шлаку, і при цьому матеріал, що знапідйомі у плавильному агрегаті ступінчасто допаходиться у ковші, нагрівається і завдяки введенню люються на розташованих один над одним допавідповідних легуючих або розкиснюючих домішок лювальних рівнях (Е1-Е4), причому нарівні з газавстановлюється бажаний хімічний склад сталі. При ми для допалювання, які вводяться ззовні в стовп цьому нагрівання та відновлення шлаків здійснювихідного матеріалу, у всередину стовпа вихідного ється електрично. До того ж, проточна посудина матеріалу за допомогою внутрішньої камери, яка нагрівається індуктивно або за допомогою електвводиться в стовп матеріалу, також вводяться або ричної дуги. У шахтну піч за допомогою напрямної вдуваються гази для допалювання, тобто окиснивводиться виконаний у вигляді списа паливоки, наприклад, кисень, повітря або їх суміш. кисневий пальник, який рухається всередині плаЗа допомогою комбінації ступінчастого допавильного агрегату у вертикальному напрямку, прилювання з введенням допалювальних газів як ззочому полум'я пальника підводиться під вихідний вні, так і всередину стовпа вихідного матеріалу матеріал і безперервно плавить його знизу. Завдязабезпечується оптимальне допалювання при неки кільцевій щілині у боковій поверхні шахтної печі значному окисненні вихідного матеріалу і тим саможе підводитися повітря для допалювання техмим висока ефективність при використанні хімічнологічних газів, які служать для попереднього ного тепла відхідних газів. За допомогою нагрівання матеріалів, що розплавляються. Плавнутрішньої камери в стовп вихідного матеріалу вильний агрегат всередині сформований по суті може бути ефективно внесена енергія викопного циліндричним і може мати діаметр, що трохи збіпалива, і при цьому досягається висока теплопельшується донизу. редача та незначне окиснення заліза. ДопалюваУ [журналі "Stahl und Eisen", 92 (1972), №11, льний газ повинен пройти короткий шлях для змістор.501] також описаний безперервний спосіб шування та допалювання технологічних газів. плавлення брухту, в якому здійснюється принцип Переважно встановлювати на певному рівні протитечії. При цьому способі роботи стовп брухту кількість, вид і/або склад допалювальних газів в розплавляється знизу мазут-кисневим пальником. залежності від властивостей технологічних газів по Розплавлений метал безперервно витікає разом з висоті плавильного агрегату та бажаного ступеня залізооксидним шлаком, що утворився з плавильдопалювання, більш переважно на кожному або на ного ковша. Одночасно стовп брухту поповнюєтьбільшості допалювальних рівнів, наприклад за ся за допомогою додавання, яке проходить. При допомогою відповідного дозування в суміші повітцьому проблемою є те, що хоча присутнє помітне ря та кисню. Також пропонується впливати на донагрівання, але частина хімічно зв'язаного тепла палювання в тому числі регулюванням кількості, відхідних газів для попереднього нагрівання заливиду і/або складу окисників та палива, а також шається не використаною. Крім того, спосіб пов'ярозташуванням пальників відносно внутрішньої 7 76588 8 камери. ся, але і технологічних газів, що утворюються при Передусім, пропонується регулювати допалюобробці розплаву в місткості для обробки. До того вальні рівні за допомогою зміни розташування ж газозбірні камери обох ємностей газонепроникно внутрішньої камери у плавильному агрегаті по з'єднані одна з одною. висоті і/або за допомогою повороту внутрішньої Введення енергії здійснюється головним чикамери навколо її подовжньої осі. Таким чином, ном у формі викопного палива в комбінації з окисдопалювальні рівні, які формуються за допомогою никами, наприклад, природним газом або сумішвведення допалювальних газів ззовні і зсередини, шю нафти та кисню, без перетворення в можуть змінно регулюватися один відносно оделектричну форму. При цьому місткість для оброного. бки також, щонайменше, частково забезпечується Згідно з особливо переважним варіантом розданою енергією, інша частина надається за доповитку винаходу, щонайменше, частина допалювамогою електричної енергії. них технологічних газів відводиться із стовпа вихіЩоб зменшити небажане окиснення залізовмідного матеріалу, і їх допалювання здійснюється за сного вихідного матеріалу у процесі допалювання, межами стовпа вихідного матеріалу, наприклад за щонайменше, частина, переважно велика частина, межами плавильного агрегату. Потім технологічні допалювання газів повинна здійснюватися в місці, гази після допалювання знову надходять в стовп просторово відділеному від стовпа вихідного мавихідного матеріалу на більш високо розташоватеріалу, а саме в допалювальних або проміжних ному рівні, ніж той, з якого вони відводилися. камерах, які об'єднані зі стінкою плавильного агреДопалювання здійснюється у відповідних відгату, або за межами плавильного агрегату і/або у ділених від стовпа матеріалу камерах згоряння, в внутрішній камері, і в яких закінчуються підвідні які вводяться допалювальні гази. Крім того, підвідтрубопроводи допалювальних газів, і в яких вихідні трубопроводи для допалювальних газів закінчуний газ з впускних отворів для забезпечення доються в камерах згоряння, причому допалювальпалювання входить в контакт з циркулюючими в ний газ входить в контакт з циркулюючими проміжній камері відхідними газами. Переважно ці технологічними газами. Особливо переважним є проміжні камери також можуть бути передбачені у введення допалювальних газів з інжекційним ефевхідній ділянці впускних отворів стінки внутрішньої ктом на основі ефекту захоплення. камери. Крім того, допалювання відхідних газів у Відповідно до пристрою, плавильний агрегат віддалених від стовпа брухту камерах згоряння має в центрі порожнисту внутрішню камеру, яка має ту перевагу, що брухт не перегрівається. Згідвставляється зверху у плавильний агрегат вздовж но з особливо переважним варіантом здійснення, його подовжньої осі. Таким чином створюється камера згоряння проходить кільцеподібно навколо кільцева шахтна піч. Внутрішня камера містить плавильного агрегату. Альтернативно може бути виконані в її стінці впускні отвори для допалювапередбачено декілька незалежно розташованих льних газів, які розташовані один над одним поруч одна з одною, наприклад на одному рівні, вздовж бокової поверхні внутрішньої камери і камер. Згідно з іншим варіантом здійснення, камеутворюють розташовані один над одним допалюри згоряння утворені у вигляді трубопроводів, в які вальні рівні. Впускні отвори з'єднані, наприклад з всмоктується технологічний газ на (нижньому) рівокремими підвідними газовими трубопроводами. ні, і які спрямовують технологічний газ після допаТаким чином досягається введення допалювальлювання на більш високо розташованому рівні них газів або окисників всередину вихідного матезнову в стовп матеріалу. Ефект втягування зумовріалу - стовпа брухту відповідно до бажаного розлений тим, що опір потоку технологічних газів чеподілу допалювання. рез стовп матеріалу більше, ніж через трубопроПереважно передбачені вимірювальні приводи. строї для визначення властивостей технологічних Інші подробиці та переваги винаходу виходять газів на відповідному рівні плавильного агрегату, із залежних пунктів і з нижченаведеного опису, в більш переважно на кожному або на вибраних якому більш детально пояснюються представлені допалювальних рівнях, і засоби для відповідного на кресленнях варіанти здійснення винаходу. При регулювання виду, кількості і/або складу вхідних цьому нарівні з вищенаведеними комбінаціями газів для допалювання. ознак для винаходу також істотними є ознаки Пропонується, що розташовані на відповідноокремо або в інших комбінаціях. На кресленнях му рівні впускні отвори у плавильному агрегаті показано: розташовані зі зміщенням відносно двох один над Фіг.1 - частковий розріз вигляду збоку на відодним розташованих рівнів впускних отворів внутповідний винаходу пристрій для виготовлення старішньої камери, тобто утворюються відповідно лі з плавильним агрегатом та місткістю для обронавперемінно розташовані один над одним завдябки; ки впускним отворам внутрішньої камери та впускФіг.2 - частина вигляду за Фіг.1 для ілюстрації ним отворам в стінці агрегату допалювальні рівні, вимірювальної та регулюючої апаратури для здійякі мають можливість варіювання за допомогою снення ступінчастого допалювання; переміщення внутрішньої камери відносно плавиФіг.3 - поперечний переріз плавильного агрельного агрегату. Таким чином, можливе регулюгату з внутрішньою камерою; вання не тільки виду/кількості та складу допалюФіг.4 - розріз переважного варіанту здійснення вальних газів, але і допалювальних рівнів. плавильного агрегату з кільцеподібною камерою Згідно з особливо переважним варіантом здійзгоряння; снення, використовується не тільки хімічна енергія Фіг.5 - детальний вигляд Фіг.4. допалювання технологічних газів, що утворюютьФіг.1 показує пристрій 1 для безперервного 9 76588 10 одержання сталі із застосуванням металевих вихіго рівня суміші з допалювальних газів 22. дних матеріалів, наприклад брухту. Він складаєтьДодатково внутрішня камера 5 на своєму пося з плавильного агрегату 2 та місткості 3, яка розверненому до дна 6 шахти 4 кінці 15 має пальник ташована поруч з ним, для нагрівання та обробки, 14 для викопного палива 23, яке подається за дотобто печі, в якій здійснюється нагрівання одержапомогою окремого підвідного трубопроводу 19. ного у плавильному агрегаті 2 розплаву, а також Викопні енергоносії 23, переважно газ/нафта, які легування сталі. Плавильний агрегат 2 складаєтьподаються з окисниками (наприклад, киснем, повіся з шахти 4, в яку зверху з газовим ущільненням трям або їх сумішшю) через окремий трубопровід, вводиться внутрішня камера 5, що не доходить до змішуються та допалюються у пальнику. Переважнижньої частини 6, тобто до дна шахти 4. Таким но допалювання викопного пального для плавленчином утворена кільцева шахтна піч. Плавильний ня матеріалу 8 здійснюється нестехіометрично. агрегат 3 далі називається як шахтна піч. У покаТаким чином, залишається невелика кількість кисзаному варіанті здійснення винаходу стінка 7 шахню, який може обшлакувати залізо. тної печі, щонайменше, в ділянці ще твердого стоПри підведенні газів 22, які забезпечують довпа скрапу сформована з конусністю, що палювання, а також необхідного для плавлення розширяється донизу, в той час як внутрішня капалива 23 через внутрішню камеру 5 вони вже мера 5 утворена з протилежною цій формі конусзаздалегідь нагріваються. Для збільшення ступеня ністю. Завдяки такій конструкції шахтної печі, що попереднього нагрівання за межами внутрішньої розширяється, досягається те, що стовп 8 матерікамери 5 може бути розташований теплообмінний алів, який завантажується зверху, може рухатися агрегат 24, в якому гази або паливо 22, 23 заздазверху вниз, заповнюючи утворений внизу вільний легідь нагріваються за допомогою заздалегідь простір. В ділянці розплаву 9, тобто у нижній треподаних нагрітих відхідних газів 13. тині шахтної печі шахтна піч також може знову Після попереднього нагрівання та плавлення бути сформована циліндричною або з протилежматеріалу 8 розплав 16 безперервно передається ною конусністю. Протилежна до внутрішньої камев місткість 3 для обробки. Місткість 3 для обробки ри 5 конусність збільшує внизу вільний простір; виконана з можливістю обертання. Після заверале внутрішня камера може також бути сформошення обробки сталі при обертанні місткості навана циліндричною. вколо поворотної осі 26, яка проходить паралельШахтна піч через розташований у нижній часно основі 25, через випускний отвір 27 у нижню тині випускний отвір 10 та жароміцне ущільнення частину 11 місткості попадає спочатку шлак, а поз'єднана з місткістю 3 для обробки. Місткість 3 для тім розплав сталі. До того ж нижня частина 11 місобробки в представленому тут варіанті здійснення ткості спирається на поворотний пристрій 28. Вона складається по суті з нижньої частини 11 ємності з за допомогою пластини 25 основи, яка має можванною розплаву і верхньої частини 12 ємності. ливість пересуватися, може підводитися до плаДля здійснення процесу матеріал 8 завантажуєтьвильного агрегату 2. У показаного варіанту здійсся зверху в шахтну піч. Стовп матеріалу заздаленення місткість 3 для обробки сформована у гідь нагрівається нагрітими відхідними газами, які вигляді дугової печі з двома електродами 29, 30, течуть назустріч, з місткості 3 для обробки і шахтякі позиціоновані на утримувальному пристрої 31 в ної печі і у нижній частині 9 шахтної печі розплавпечі. Крім того, підведення енергії може здійснюляється за допомогою пальника 14, який об'єднаватися трифазним струмом через три електроди. ний з кінцем 15 внутрішньої камери 5. Розплав 16 Необхідна енергія для обробки розплаву також безперервно витікає через випускний отвір 10 у може вводитися в формі викопного палива. Містнижню частину 11 ванни з розплавом місткості 3 кість 3 для обробки закривається верхньою частидля обробки. У протилежному напрямку з місткості ною 12 місткості або кришкою. У кришці для здійсЗ для обробки через отвір 10 або окремий газопнення нагрівання та спінення шлаку передбачена ровід у плавильний агрегат можуть протікати відфурма 32 для введення вуглецьвмісного матеріахідні гази. лу і/або кисню або повітря. Крім того, місткість 3 Внутрішня камера 5, яка введена по центру в має завантажувальний пристрій 34 для введення стовп матеріалу 8, має в своєму порожнистому домішок для металургійної обробки розплаву. внутрішньому просторі 17 підвідні трубопроводи Позиціонування допалювальних рівнів E1, E2 18, 19, а також в своїй стінці 20 впускні отвори 21, відносно плавильного агрегату і разом з тим допащоб цілеспрямовано спрямовувати транспортовалювальних рівнів Е2, Е4, а також властивості вихіні сюди через підвідні трубопроводи 18 допалювадних газів 22 встановлюються або регулюються на льні гази або окисники 22 з внутрішньої камери 5 в відповідному допалювальному рівні в залежності стовп матеріалу 8. Впускні отвори 21 розташовані від властивостей технологічних газів по висоті відповідно на розміщених один над одним рівнях плавильного агрегату. Це подано на Фіг.2. На кожE1, E2 упоперек подовжній осі внутрішньої камери ному або на окремо вибраному допалювальному 5 і радіально до стінки 20 внутрішньої камери і рівні розташовані засоби 35 для визначення відпотаким чином утворюють допалювальні рівні E1, відних властивостей технологічного газу на відпоE2, які за допомогою протікання відхідних газів відному рівні плавильного агрегату, відбираються можуть дещо збільшуватися. Також для цього мопроби газу і передаються далі або визначаються же бути розміщено декілька отворів безпосередабо відповідно вимірюються склад та температура ньо один над одним. Нагріті відхідні гази 13, які нагрітих технологічних газів. Відібрані на допалюпротікають через матеріал 8, допалюються на відвальних рівнях проби технологічного газу можуть повідних допалювальних рівнях E1, E2 за допомоаналізуватися в аналізаторі 36а. В залежності від гою встановленої для відповідного допалювальноцих результатів, які передаються по лінії 36 вимі 11 76588 12 рювання до обчислювального блока 37, визначавідстані між рівнями впускних отворів. Завдяки ються властивості вхідних газів 22 для допалютакому зміщеному розташуванню запобігається вання, і через лінії 38 регулювання активізуються нагрівання окремих ділянок стовпа матеріалу 8, в відповідні засоби 39 регулювання, які включають в той час як інші ділянки залишаються холодними, себе, наприклад, дозуючий та змішувальний притак що відсутнє допалювання. Розташування зовстрої для повітря і кисню, тобто розподільник окинішніх та внутрішніх впускних отворів або щілин сних засобів для окремих допалювальних рівнів. здійснюється таким чином, що отвори не заважаНа допалювання нарівні з регулюванням пають один одному, а їх взаємним розташуванням раметрів газів 22 також впливають зміною розтастворюється сприятливе газорозподілення в стовпі шування внутрішньої камери 5 відносно шахтної матеріалу. Крім того, Фіг.3 пояснює переважне печі або зміною місцерозташування пальника 14 у кутове розташування отворів 21, 42 відносно один внутрішній камері 5. Внутрішня камера 5 регулюодного. Впускні отвори 42 в стінці 7 плавильного ється за допомогою пересувних засобів або переагрегату 2 розташовуються відносно виконаних у сувного пристрою 40 вздовж подовжньої осі шахтвнутрішній камері 5 впускних отворів 21 з кутовим ної печі. Крім того, можуть бути поворотні засоби зміщенням до 0,5 , переважно 0,5 , причому 41, за допомогою яких внутрішня камера 5 може це кут між двома впускними отворами розташоваповертатися навколо своєї подовжньої осі. Переними поруч один з одним 42 на одному допалюваважно внутрішня камера 5 має можливість повольному рівні. роту на кут не менше 0,5 в залежності від шахтЗгідно з особливо переважним варіантом здійної печі (Фіг.3), щоб впускні отвори 21 сприятливо снення, який пояснюється Фіг.4 та 5, стінка 107 позиціонувалися у внутрішній камері 5 відносно шахтної печі на рівні впускних отворів 142 забезвпускних отворів 42 в стінці 7 шахти. Впускні отвопечена кільцевою проміжною камерою або камери 42 додатково описуються нижче. Один або дерою 146 згоряння. кілька пальників 14 регулюються відповідно всеЦя камера 146 згоряння в показаному варіанті редині внутрішньої камери 5 за допомогою здійснення складається з виступаючого назовні переміщувальних пристроїв 43. відвороту 147 стінки 107 ковша, причому внутрішОдночасно передбачені вимірювальні пристрої ній простір камери згоряння відділений проміжною 44 для реєстрації положення внутрішньої камери 5 стінкою 149, яка проходить за внутрішню сторону відносно шахтної печі, а також вимірювальні при148 стінки 7 шахти, від внутрішнього простору шастрої 45 для реєстрації положення пальника 14 у хтної печі і разом з тим від стовпа матеріалу 8. внутрішній камері 5. Крім того, результати цих виПри цьому проміжна стінка 149 позиціонована в мірювань передаються в обчислювальний блок 37 камері 146 згоряння так, що внизу виникає впускна і враховуються при встановленні або регулюванні ділянка 150 для технологічних газів 113, що протівластивостей газів 22, 23 для допалювання відпокають, а вище випускна ділянка 151 для технологівідним приводом пересувних або поворотних зачних газів 113', що протікають. Таким чином, досясобів 40, 41, 43. Вони виконуються переважно так, гається циркуляція технологічних газів 113 через що поза допалювального рівня або ділянки досякамеру 146 згоряння або проміжну камеру, і допагається локальний перегрів поверхні матеріалу лювання здійснюється переважно в цій камері 146. понад 90% від температури плавлення оксиду заНа Фіг.5 показане розташування впускних отворів ліза, і ступінь допалювання відхідних газів, що ви142 в стінці 107 шахтної печі відносно проміжної ходять з плавильного ковша, становить приблизно стінки 149. Кут а, який утворюється входом впуск100%. них отворів 142 або щілин, між продовженнями Нарівні з впускними отворами 21 у внутрішній прямих від входу до проміжної стінки 149 може камері 5 в стінці 7 плавильного ковша розташовані приймати значення між 90° та -90°. Переважно кут впускні отвори 42, які відповідно пов'язані з підвідзадається так, що має місце захоплюючий ефект ними трубопроводами для допалювальних газів для технологічного газу, що втікає. Впускний отвір 22. При цьому утворені впускними отворами 21 142 може бути виконаний у вигляді сопла Лаваля, внутрішньої камери або впускними отворами 42 тобто сопла, яке звужується, а потім знову розшистінки агрегату рівні Е1, Е2 або Е3, Е4 відповідно ряється для досягнення прискорення газів. розташовані зі зміщенням один відносно одного, Загалом запропонований спосіб або пристрій так що відповідно знизу вгору чергуються утворенадають ефективну можливість виробництва сталі ний ззовні допалювальний рівень з впускними з використанням викопних енергоносіїв, а, отже, отворами 42 і утворений всередині допалювальтакож представляє інтерес для місць застосуванний рівень з впускними отворами 21 з внутрішньої ня, які погано забезпечуються електричною енеркамери 5. При цьому зміщення становить до 50% гією. 13 76588 14 15 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 76588 Підписне 16 Тираж 26 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. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

A method and device for the continuous production of steel using metal charge material

Автори англійською

Weischedel Walter

Назва патенту російською

Способ и устройство для непрерывного производства стали с применением металлического исходного материала

Автори російською

Вайшедель Вальтер

МПК / Мітки

МПК: C21B 13/02, C21C 5/00, C21B 13/14

Мітки: пристрій, застосуванням, спосіб, металевого, виробництва, вихідного, матеріалу, сталі, безперервного

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-76588-sposib-ta-pristrijj-dlya-bezperervnogo-virobnictva-stali-iz-zastosuvannyam-metalevogo-vikhidnogo-materialu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб та пристрій для безперервного виробництва сталі із застосуванням металевого вихідного матеріалу</a>

Подібні патенти