EA007553B1 - Method of iron melting in cupola - Google Patents
Method of iron melting in cupola Download PDFInfo
- Publication number
- EA007553B1 EA007553B1 EA200401603A EA200401603A EA007553B1 EA 007553 B1 EA007553 B1 EA 007553B1 EA 200401603 A EA200401603 A EA 200401603A EA 200401603 A EA200401603 A EA 200401603A EA 007553 B1 EA007553 B1 EA 007553B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- anthracite
- coke
- fuel
- cupola
- hundred
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам выплавки чугуна в вагранках с использованием топливных колош, содержащих кокс и антрацит.The invention relates to foundry, in particular to methods for smelting cast iron in cupola furnaces using fuel spikes containing coke and anthracite.
Известно использование каменноугольного литейного кокса в качестве топливных колош для выплавки чугуна в вагранках. Преимуществом кокса является его пористость, что обеспечивает объемное горение, а его низкая реакционная способность обеспечивает получение выше фурм высокотемпературной зоны горения, где происходит плавление и перегрев металла. Высококачественный кокс, имея достаточно высокую теплоту сгорания (6620 ккал/кг и выше), обеспечивает получение температуры чугуна на желобе вагранки в среднем 1400°С.It is known to use coal foundry coke as fuel spikes for smelting cast iron in cupola furnaces. The advantage of coke is its porosity, which provides volumetric combustion, and its low reactivity provides higher tuyeres of the high-temperature combustion zone, where metal melts and overheats. High-quality coke, having a sufficiently high calorific value (6620 kcal / kg and higher), provides an average temperature of cast iron on the cupola of the cupola furnace 1400 ° С.
В последнее время в силу различных причин отмечается ухудшение качества кокса из-за большого количества мелочи, большой зольности и т.д., что снижает его теплоту сгорания (в среднем 6300-6260 ккал/кг) и для обеспечения необходимой температуры чугуна, выплавляемого в вагранках, вынуждены идти на перерасход дорогостоящего кокса.Recently, for various reasons, there has been a deterioration in the quality of coke due to the large amount of fines, high ash content, etc., which reduces its heat of combustion (average 6300-6260 kcal / kg) and to ensure the necessary temperature of cast iron smelted in cupolas, forced to go to cost overruns of expensive coke.
Известно использование антрацита в качестве топлива для вагранок [1]. Антрацит имеет теплоту сгорания значительно выше, чем кокс (7072 ккал/кг и выше), однако, обладает низкой пористостью, термической стойкостью и механической прочностью. Чтобы повысить данные характеристики антрацит подвергают термической обработке и получают термоантрацит. Однако промышленность прекратила выпуск термоантрацита или выпускает его в ограниченных количествах.It is known to use anthracite as fuel for cupolas [1]. Anthracite has a calorific value much higher than coke (7072 kcal / kg and higher), however, it has low porosity, thermal resistance and mechanical strength. To increase these characteristics, anthracite is subjected to heat treatment and thermoanthracite is obtained. However, industry has stopped producing thermoanthracite or is releasing it in limited quantities.
В настоящее время стал доступен для использования обогащенный антрацит, имеющий очень высокую механическую прочность и термическую устойчивость. Такой антрацит в 3-4 раза дешевле кокса, что открывает возможность его эффективного использования в составах топливных колош при выплавке чугуна в вагранках.Enriched anthracite, which has a very high mechanical strength and thermal stability, is now available for use. Such anthracite is 3-4 times cheaper than coke, which opens the possibility of its effective use in fuel mixes for smelting cast iron in cupola furnaces.
Еще одним направлением повышения эффективности плавки чугуна в вагранках является использование комбинированных по составу топливных колош, включающих, например, кокс и антрацит.Another area of increasing the efficiency of cast iron smelting in cupola furnaces is the use of fuel spikes that are combined in composition, including, for example, coke and anthracite.
Наиболее близким к заявляемому способу по составу и по соотношению компонентов используемой топливной колоши является способ, в котором топливная колоша содержит кокс: 100 мас.% и сверх 100 мас.% кокса, от 25 до 100 мас.% антрацита [2].Closest to the claimed method in composition and in the ratio of components of the used fuel spike is a method in which the fuel spike contains coke: 100 wt.% And in excess of 100 wt.% Coke, from 25 to 100 wt.% Anthracite [2].
Недостатком таких составов топливных колош и, соответственно, способа является то, что увеличенная масса топливной колоши (добавка антрацита сверх 100 мас.% от нормативного расхода кокса) требует соответствующего увеличения массы металлической колоши вагранки. Как правило, в условиях установившейся почасовой потребности в жидком чугуне его избыток приводит к остановке дутья, что нарушает ход плавки, увеличивает расход топлива из-за самоплава.The disadvantage of such compositions fuel spikes and, accordingly, the method is that the increased mass of the fuel spikes (the addition of anthracite in excess of 100 wt.% Of the standard consumption of coke) requires a corresponding increase in the weight of the metal ears of the cupola. As a rule, in the conditions of the established hourly need for liquid iron, its excess leads to a stop of the blast, which disrupts the melting process, increases fuel consumption due to the self-fusion.
Задачей изобретения является предложение способа выплавки чугуна в вагранке, в котором за счет оптимизации состава топливной колоши достигалась бы значительная экономия дорогостоящего кокса с обеспечением температуры чугуна в технологически необходимых пределах и сохранением массы металлозавалки в соответствии с установившимся постоянным отбором металла. Должна обеспечиваться также возможность использования мелкого некачественного кокса, в том числе без отсева мелких фракций, быстрого повышения температуры чугуна после простоев вагранки, исключения образования зашлакования ствола и настылей на фурмах вагранок.The objective of the invention is to propose a method for smelting cast iron in a cupola, in which, by optimizing the composition of the fuel spike, significant savings of expensive coke would be achieved by ensuring the temperature of cast iron within technologically necessary limits and maintaining the weight of the metal filling in accordance with the established constant selection of metal. It should also be possible to use small-quality low-quality coke, including without dropping out fine fractions, a quick increase in the temperature of cast iron after cupola shutdowns, and to prevent the formation of slagging of the barrel and deposits on the tuyeres of cupola cupolas.
Поставленная задача решается способом выплавки чугуна в вагранке, включающим загрузку в вагранку топливной колоши, содержащей кокс и антрацит, и металлической колоши, в котором загружают топливную колошу, содержащую высококачественный кокс с теплотой сгорания Ок>6620 ккал/кг и антрацит при следующем соотношении, мас.%:The problem is solved by the method of smelting cast iron in a cupola, including loading a fuel spike containing coke and anthracite into a cupola and a metal spike in which a fuel spike containing high-quality coke with a calorific value of O to > 6620 kcal / kg and anthracite is loaded in the following ratio, wt.%:
Кокс 50-90Coke 50-90
Антрацит 10-50 из расчета 10-16 мас.% от массы металлической колоши.Anthracite 10-50 from the calculation of 10-16 wt.% By weight of the metal ears.
Поставленная задача решается также способом выплавки чугуна в вагранках, включающим загрузку в вагранку топливной колоши, содержащей кокс и антрацит, и металлозавалки, в котором загружают топливную колошу, содержащую мелкий некачественный кокс с теплотой сгорания Ок<6620 ккал/кг и антрацит при следующем соотношении, мас.%:The problem is also solved by the method of smelting cast iron in cupola furnaces, including loading a fuel spike containing coke and anthracite into a cupola and a metal filling machine, in which a fuel spike containing fine low-quality coke with a heat of combustion of O to <6620 kcal / kg and anthracite is loaded in the following ratio , wt.%:
Кокс 50-80Coke 50-80
Антрацит 20-50 из расчета 12-18 мас.% от массы металлической колоши.Anthracite 20-50 from the calculation of 12-18 wt.% By weight of the metal ears.
Предпочтительным в любом из вариантов исполнения является такой способ, при котором загружают топливную колошу, содержащую кокс с теплотой сгорания Ок и антрацит с теплотой сгорания О,,, при условии, что 1 О.::О < 1,13, где Ок.,, -суммарная теплота сгорания кокса и антрацита.Preferred in any of the embodiments is a method in which a fuel spike containing coke with a calorific value of O to and anthracite with a calorific value of O ,, is charged, provided that 1 O . :: O <1.13, where O to . ,, -total heat of combustion of coke and anthracite.
Независимо от варианта выполнения способа в составе топливной колоши предпочтительно используют антрацит фракции 70-150 мм.Regardless of the method embodiment, anthracite fraction of 70-150 mm is preferably used in the fuel spike.
Ниже изобретение будет более подробно рассмотрено на ряде примеров плавки чугуна в вагранке в соответствии с обоими вариантами выполнения заявляемого способа.Below the invention will be discussed in more detail on a number of examples of melting cast iron in a cupola in accordance with both variants of the proposed method.
Примеры 1-16 и сравнительные примеры 17-20.Examples 1-16 and comparative examples 17-20.
Плавку чугуна производили в вагранке производительностью 5 т/ч с массой металлической колошиCast iron was melted in a cupola with a capacity of 5 t / h with a mass of metal ears
- 1 007553- 1 007553
650 кг и расходом топлива 100 кг или 14,8-15,4% от массы металлозавалки в зависимости от качества кокса. Производили плавку чугуна в соответствии с первым вариантом выполнения заявляемого способа с использованием в составе топливной колоши 10-50% антрацита, остальное кокс с теплотой сгорания 6620 ккал/кг. В ряде плавок в соответствии с примерами 1-16 изменяли соотношение компонентов топливной колоши в условиях, что 100 мас.% топливной колоши составляет 10-16 мас.% от металлозавалки, а соотношение кокса и антрацита составляет, мас.%:650 kg and a fuel consumption of 100 kg or 14.8-15.4% of the weight of the metal plant depending on the quality of coke. Cast iron was melted in accordance with the first embodiment of the proposed method using 10-50% anthracite as part of the fuel spike, the rest was coke with a calorific value of 6620 kcal / kg. In a number of swimming trunks in accordance with examples 1-16, the ratio of the components of the fuel spike was changed under the conditions that 100 wt.% Of the fuel spike is 10-16 wt.% Of the metal filling, and the ratio of coke and anthracite is, wt.%:
Кокс 50-90Coke 50-90
Антрацит 10-50Anthracite 10-50
Результаты плавок (примеры 1-16) и расчеты по использованию кокса, кокса с антрацитом, а также сравнительные данные по результатам плавок известными способами с использованием известных составов топливных колош (сравнительные примеры 17-20), принятых в качестве прототипа, приведены в табл. 1.The results of swimming trunks (examples 1-16) and calculations on the use of coke, coke with anthracite, as well as comparative data on the results of melting by known methods using known compositions of fuel spikes (comparative examples 17-20), adopted as a prototype, are given in table. one.
Сравнительный анализ показателей плавки с использованием предложенных способов показал, что оптимальные результаты плавки достигаются при использовании составов, содержащих высококачественный кокс с теплотой сгорания не ниже 6620 ккал/кг и антрацит, в количестве 10-50% антрацита, остальное кокс.A comparative analysis of the melting indices using the proposed methods showed that optimal melting results are achieved using compositions containing high-quality coke with a calorific value of at least 6620 kcal / kg and anthracite in the amount of 10-50% anthracite, the rest is coke.
При этом достигается повышение температуры чугуна с 1400 до 1450°С. С технологической точки зрения такое повышение температуры является оправданным и подтверждается соотношением тепловых характеристик антрацита и топливных колош с коксом и антрацитом, которые имеют следующие значения 1:(1,060-1,033).In this case, an increase in the temperature of cast iron from 1400 to 1450 ° C is achieved. From a technological point of view, such a temperature increase is justified and is confirmed by the ratio of the thermal characteristics of anthracite and fuel spikes with coke and anthracite, which have the following values 1: (1,060-1,033).
Способ с использованием менее 10% антрацита в составе топливной колоши мало эффективен, так как повышение температуры чугуна весьма незначительно и составляет около 4°С.The method using less than 10% anthracite in the fuel spike is not very effective, since the temperature increase of cast iron is very slight and amounts to about 4 ° C.
Способ с использованием более 50% антрацита в составе топливной колоши нецелесообразен из-за сверхнормативного повышения температуры чугуна. Кроме того, антрацит, имея малую пористость, при большом содержании в составе топливной колоши может привести к нарушению хода плавки вагранки из-за большого сопротивления прохождению воздуха через образовавшуюся спекшуюся корку.A method using more than 50% anthracite in the fuel spike is impractical due to the excess temperature increase of cast iron. In addition, anthracite, having a low porosity, with a high content in the fuel spike can lead to disruption of the cupola melting due to the great resistance to the passage of air through the formed sintered crust.
Как видно из табл. 1, использование антрацита в составе топливной колоши приводит к уменьшению расхода топлива по отношению к металлозавалке в условиях примеров 1-16 с 14,8 до 14,2 мас.%. Так, например, если при использовании в составе топливной колоши 100 мас.% кокса в количестве 14,8 мас.% от металлозавалки, то при использовании топливной колоши, содержащей 10-50 мас.% антрацита, остальное кокс, расход топлива уменьшается до 14,6-14,2 мас.%. Экономия кокса при соотношении теплоты сгорания антрацита и суммарной теплоты сгорания кокса и антрацита, равном 1:(1,06-1,033), составляет от 5,3 до 67,7% при постоянной металлозавалке.As can be seen from the table. 1, the use of anthracite in the composition of the fuel spike leads to a decrease in fuel consumption in relation to metal filling in the conditions of examples 1-16 from 14.8 to 14.2 wt.%. So, for example, if when using 100 wt.% Coke in the fuel spike in the amount of 14.8 wt.% From metal filling, then when using a fuel spike containing 10-50 wt.% Anthracite, the rest is coke, fuel consumption is reduced to 14 6-14.2 wt.%. Saving coke with a ratio of the calorific value of anthracite and the total calorific value of coke and anthracite equal to 1: (1.06-1.033) is from 5.3 to 67.7% with constant metal filling.
Анализ способов выплавки чугуна в вагранках с использованием известных составов топливных колош с коксом и антрацитом, взятых в качестве прототипа, показывает следующее.An analysis of the methods for smelting cast iron in cupola furnaces using known compositions of fuel spikes with coke and anthracite, taken as a prototype, shows the following.
В известных способах используют составы, содержащие от 25 до 100 мас.% антрацита сверх 100 мас.% кокса.In known methods use compositions containing from 25 to 100 wt.% Anthracite in excess of 100 wt.% Coke.
Как видно из табл. 1, теплота сгорания топливных колош, содержащих 100 мас.% кокса и от 25 до 100 мас.% антрацита увеличивается примерно в 1,3-2 раза. Расчетные значения температур металла достигают нереальных величин, для компенсации которых требуется существенное увеличение массы металлических колош от 127 до 206%. Так, например, при использовании 25 мас.% антрацита сверх 100 мас.% кокса, температура чугуна по расчету может повысится до 1774°С, что, с одной стороны, в практике маловероятно, а, с другой стороны, требует увеличения массы металлозавалки, например, с 650 кг до 650x1773/1400=830 кг. Это может привести к излишку металла при установившемся его почасовом расходе в условиях массового производства, остановке дутья для уменьшений количества выплавляемого чугуна, что приводит к нарушению хода ваграночного процесса.As can be seen from the table. 1, the calorific value of fuel spikes containing 100 wt.% Coke and from 25 to 100 wt.% Anthracite increases by about 1.3-2 times. The calculated values of the metal temperatures reach unrealistic values, the compensation of which requires a significant increase in the mass of metal spikes from 127 to 206%. So, for example, when using 25 wt.% Anthracite in excess of 100 wt.% Coke, the temperature of cast iron by calculation can increase to 1774 ° C, which, on the one hand, is unlikely in practice, and, on the other hand, requires an increase in the weight of the metal filling, for example, from 650 kg to 650x1773 / 1400 = 830 kg. This can lead to an excess of metal at a steady hourly flow rate under conditions of mass production, a stop of blasting to reduce the amount of cast iron smelted, which leads to disruption of the cupola process.
Примеры 21, 22 и сравнительный пример 23.Examples 21, 22 and comparative example 23.
При нарушении хода ваграночного процесса из-за некачественного кокса (теплота сгорания ниже 6620 ккал/кг) отмечено положительное влияние предложенного способа с использованием предложенных составов топливных колош на стабилизацию плавки и повышения температуры чугуна. Результаты приведены в табл. 2. Для стабилизации хода ваграночного процесса при использовании некачественного кокса (для примеров 21 и 22 с теплотой сгорания 6260 ккал/кг) в соответствии с заявляемым способом должно быть предусмотрено содержание в топливной колоше 30-50 мас.% антрацита, остальное кокс. Менее 30 мас.% не обеспечивает получение достаточно высокой температуры для расплавления настылей на фурмах. Более 50 мас.% антрацита в составе топливной колоши нецелесообразно по причинам, указанным выше.If the progress of the cupola process is disrupted due to poor-quality coke (calorific value below 6620 kcal / kg), a positive effect of the proposed method using the proposed fuel mixes on the stabilization of smelting and increase in temperature of cast iron is noted. The results are shown in table. 2. To stabilize the progress of the cupola process when using low-quality coke (for examples 21 and 22 with a calorific value of 6260 kcal / kg), in accordance with the claimed method, the content of anthracite in the fuel spike should be 30-50 wt.%, The rest is coke. Less than 30 wt.% Does not provide a sufficiently high temperature to melt the crusts on the tuyeres. More than 50 wt.% Anthracite in the fuel spike is impractical for the reasons mentioned above.
Экономический эффект от применения способа с использованием топливной колоши, содержащей кокс и антрацит в указанных выше количествах, будет обеспечен за счет более низкой, в 3-4 раза, стоимости антрацита по сравнению с коксом, снижения брака литья по спаям, недоливам, газовым раковинам.The economic effect of applying the method using a fuel spike containing coke and anthracite in the above amounts will be achieved due to a lower, 3-4 times, cost of anthracite compared to coke, reducing casting deflection by junction, underfilling, gas sinks.
- 2 007553- 2 007553
ЛитератураLiterature
1. Носова Е.М., Кугель А.В., Кузнецов Н.А. Справочник литейщика, Киев, Гос. изд-во технической литературы УССР, 1955, с. 98.1. Nosova E.M., Kugel A.V., Kuznetsov N.A. Handbook of a caster, Kiev, State. Publishing House of Technical Literature of the Ukrainian SSR, 1955, p. 98.
2. Бидуля П.Н.. Технология литейного производства. М., Машгиз, 1956, с. 321.2. Bidulya PN. Foundry technology. M., Mashgiz, 1956, p. 321.
Таблица 1Table 1
Таблица 2table 2
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200401603A EA007553B1 (en) | 2004-10-11 | 2004-10-11 | Method of iron melting in cupola |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200401603A EA007553B1 (en) | 2004-10-11 | 2004-10-11 | Method of iron melting in cupola |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200401603A1 EA200401603A1 (en) | 2006-04-28 |
| EA007553B1 true EA007553B1 (en) | 2006-10-27 |
Family
ID=42799193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200401603A EA007553B1 (en) | 2004-10-11 | 2004-10-11 | Method of iron melting in cupola |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA007553B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1326241A (en) * | 1970-01-23 | 1973-08-08 | British Cast Iron Res Ass | Melting of iron |
| SU1537995A1 (en) * | 1987-08-27 | 1990-01-23 | Московский автомобильный завод им.И.А.Лихачева | Method of starting a coke-fired cupola |
| SU1668835A1 (en) * | 1989-04-12 | 1991-08-07 | Московский автомобильный завод им.И.А.Лихачева | Method of preparing coke cupola for operation |
| US5346183A (en) * | 1992-01-31 | 1994-09-13 | The Boc Group Plc | Fumeless cupolas |
| RU2219450C1 (en) * | 2002-05-29 | 2003-12-20 | Пензенский государственный университет | Bed refractory charge for iron-melting gas cupola |
-
2004
- 2004-10-11 EA EA200401603A patent/EA007553B1/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1326241A (en) * | 1970-01-23 | 1973-08-08 | British Cast Iron Res Ass | Melting of iron |
| SU1537995A1 (en) * | 1987-08-27 | 1990-01-23 | Московский автомобильный завод им.И.А.Лихачева | Method of starting a coke-fired cupola |
| SU1668835A1 (en) * | 1989-04-12 | 1991-08-07 | Московский автомобильный завод им.И.А.Лихачева | Method of preparing coke cupola for operation |
| US5346183A (en) * | 1992-01-31 | 1994-09-13 | The Boc Group Plc | Fumeless cupolas |
| RU2219450C1 (en) * | 2002-05-29 | 2003-12-20 | Пензенский государственный университет | Bed refractory charge for iron-melting gas cupola |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA200401603A1 (en) | 2006-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104911295B (en) | The smelting process that a kind of converter less-slag material is added | |
| CN108165698A (en) | A kind of converter smelting method of high steel scrap consumption | |
| CN104862441B (en) | A kind of method separating and recovering ferrum in vanadium titano-magnetite, vanadium, titanium | |
| CN105861775A (en) | Smelting process for ultra-low phosphorus steel with high nickel content | |
| JP2014132108A (en) | Method for operating blast furnace and method for manufacturing molten iron | |
| CN101956122A (en) | Smelting process for manufacturing gray cast iron | |
| CN104152611A (en) | Method for reducing alkali metal enrichment in blast furnace | |
| CN106834594B (en) | A kind of method that sulfur bearing steel increases sulphur | |
| CN104388612B (en) | A kind of blast furnace low cost titanium ore furnace retaining method | |
| JP4326581B2 (en) | How to operate a vertical furnace | |
| CN110172535B (en) | Material pressing and air returning proportioning method for replacing cooling wall of blast furnace from material lowering line to furnace belly | |
| CN104357617A (en) | Method for secondarily refining super-clean molten metal in AOD furnace | |
| CN104232821B (en) | 3000m 3above large blast furnace blow-on dress distribution | |
| CN111041139A (en) | Material distribution method for blast furnace blowing-in | |
| CN103468844B (en) | The method of smelting vanadium-titanium magnetite by blast furnace | |
| EA007553B1 (en) | Method of iron melting in cupola | |
| Kurunov et al. | Analysis of the behavior of alkalis in a blast furnace | |
| CN1243882A (en) | Low-basicity less-slag iron smelting technology for blast furnace with external desulfurizing greatly of molten iron | |
| Spirin et al. | The use of combined-blast is the main way to improve the energy efficiency of blast furnaces | |
| CN111440913A (en) | Method for starting molten iron filling of smelting reduction furnace | |
| CN104745761A (en) | Method for carrying out slag regulation at endpoint of semisteel smelting converter | |
| CN110241277B (en) | Method for adjusting viscosity of high-alumina slag under condition of low clinker ratio of blast furnace | |
| RU2190667C1 (en) | Blast smelting method | |
| CN103374640A (en) | Method for smelting low-silicon molten iron in smelting reduction iron making process | |
| JPH06108126A (en) | Operation of blast furnace |