SU1142006A3 - Агрегат дл производства стали - Google Patents

Abstract

1. АГРЕГАТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ из твердых и/или жидких шихтовых материалов, в частности чугуна, крупного и легковесного скрапа , содержащий емкость дл  рафинировани  расплава, футерованную огнеупорным материалом, в которой размещены с возможностью перемещени  в вертикальном направлении плазменна  горелка и устройства дл  ввода добавочных порошкообразных материалов , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  доли скрапа в шихте, вокруг плазменной горелки вьтолнен канал дл  подачи кислорода , заключенный в охлаждаемый кожух , при этом в днище емкости дл  рафинировани  расплава под плазменной горелкой установлен электрод. 2.Агрегат поп.1, отличающийс  тем, что устройства дл  ввода добавочных порошкообразных материалов выполнены в виде подающих труб, окружающих венцом охлаждаемый кожух плазменной горелки. 3.Агрегат по пп.1 или 2, о тличающийс  тем, что плаз-в (Q менна  горелка имеет центральный СО стержнеобразный электрод, установленный в кольцевом зазоре дл  подс вода плазменного газа. 4.Агрегат по пп. 1-3, отличающийс  тем, что канал дл  подачи кислорода выполнен в виде венца щелеобразных или круглых сопел .

Description

Изобретение относитс  к металлургиИд конкретнее к устройствам дл  производства стали, преимущественно конвертерам. Известно использование топливо™ кнслородньпх: фурм с целью увеличе ки  доли скрапа, перерабатываемого в сталеплавильных агрегатах ,Cl3 Данное устройство -позвол ет несколько увеличить долю скрапа, в шихте сталеплавильных агрегатовj однако при этом увеличиваетс  общее врем  плавкис Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  агрегат дл  производства стали из твердых и/или жидких шихтовьз материалов, в частности чугуна, крупного и легковесно го скрапа; содержащий емкость дл  рафинировани  расплава, футерованную огнеупорным материалом, в которой размещены, с возможностью переме щени  в вертикальном направлении плазменна  горелка и устройства дл  ввода добавочных порошкообразных ма териалов С 2 . ., . Однако известное устройство не обеспечивает формирование широкого фронта плавки, реакци  может протекать лишь Е -очень ограниченном объе ме. Поэтому использование известног устройства не может обеспечить увел чени  доли перерабатываемого скрапа Целью изобретени   вл етс  созда ние устройства, позвол ющего увеличить долю скрапа в шихте Поставленна  цель достигаетс  тем, что в агрегате дл  производств стали из твердых и/или жидких шихто вых материалов5 в частности чугуна крупного и легковесного скрапаj содержащем емкость дл  рафинировани  расплава, футерованную огнеупорным материалом, в которой размещены с возможностью перемещени  в вертикал ном направлении плазменна  горелка и устройства дл  ввода добавочньпс порошкообразных материалоа5 вокруг плазменной горелки выгю-пнен канал дл  подачи кислородаf заключенный в охлаждаемый кожух, при этом в днище емкости дл  рафинировани  расплава под плазменной горелкой установлен электрод. Устройства дл  ввода добавочных порошкообразных материалов вьшолнены в виде подающих труб, окружающих 62 венцом охлаждаемьм кожух плазменнойгорелки . Плазменна  горелка имеет центральный стерлснеобразнььч электрод,.установленный в кольцевом зазоре дл  подвода плазменного газа. Канал дл  подачи кислорода вьшолнен в виде венца щелеобразных или круглых сопел. На-фиг,1 показана емкость дл  рафинировани , вертикальный разрез; на фиг,2 - плазменна  горелка, раз-рез на оси-,- па фиг.З - разрез А-А на фиг.2. Емкость 1 дл  рафинировани  выполнена в виде опрокидываемого конвертера с металлическим внешним кожухом 2 и огнеупорной футеровкой 3. В .вертикальном положении конвертера по центру полости 4 конвертера входит труба 5, содержаща  плазменную горелку 6, Эта труба 5 имеет центрально расположенный стержнеобразный электрод 7, который окружен ограниченной трубой 8 и кольцевым пространством 9,1 .по которому подводитс  плазменны.й газ, образованный Аг или Не, .N 5 Не, Со, СО и-пи их смес ми г Предпочтительна работа горелки на аргоне 5 смеси аргона с мо-лекул рным азотом. Останавливающа с  при этом длина дуги определ етс  электрическим напр жением, питающим плазменную горелку. Плазменна  горелка 6 окру сена еще одной оболочкой 10, котора  образует еще одно окр окающее плазменнзпо горелку б кольцевое пространство 11 дл  додвода технического чистого кислорода дл  рафинировани . На конце плазменной горелки 6 имеетс  кольцевое пространство 1.1, через которое подводитс  кислород, который переходит в вьЕЧолне-нные сзтасивающимис  радиально-си№1етричные отверсти  12,.предпочтительно сопла Лавал , выполненной из меди головки 13подвод щей трубы 5. Выходные отверсти  12 дл  кислорода параллельны оси 14 горелки, или наклонены к оси 14под острым углом, так что стру  кислорода получаетс  либо цилиндрической , лттбо конической, расход щейс  наруж при выходе из ;шльцевого пространства 11. Это сделано дл  того, чтобы кислород смешива-)- , с  с плазменной струей 15 на возмож но более большом рассто нии от 3 головки 13. За счет этого значител но повышаетс  срок службы катода 7 особенно состо щего из металлического вольфрама остри  16. Удерживающие катод изол торы 17 имеют проходные отверсти  18 дл  беспреп тствешного прохода плазменного газа. Снаружи подающа  труба окружена двойньм охладительньм кожухом 19, в котором известным способом поддерживаетс  циркул ци  охладител . В дне 20 конвертера по центру вставлен донный электрод 21, изнаш вающа с  часть которого 22 вьшол- иена из стали и имеет вопоохлаждаемый медный токоподвод 23, Дл  подведени  добавочных материалов центральна  подвод ща  труба 5 окр :жена двум  или более параллельными трубами 24, которые расположены радиальио ст« 1етрично относительно трубы 5 Через радиальные расход щт-гес  трубы 24 можно вдувать пылевидные окислы же лева5 мелкую руду, известн к i-ши другие порошкообразные добавочные материалы. Плазменна  горелка выполнена ка дугова  плазменна  горелка посто н ного тока. Питание горелки произво дитс  от тиристорного преобразовател  25 тока. Электрическое питани дл  однофазного вида горелки схема тично показано на фиг.1. В дне 20 конвертера предусмотре ны докные сошха 26 дл  подвода кис лорода (по окружности) к угольной пыли (по центру),а также пористые блоки 27 дл  подвода аргона, чтобы производить гибкое управление процессом . Устройство работает следующ1 м о разом. После загрузки в конвертер 1 чугуна 28, крупного металлолома 29 и мелкого металлолома 30, плазменна  горелка 6 зажигаетс  между острием 16 центрального вольфрамового катода 7 и металлоломом 29 и 30, которы находитс  в провод щем соединении, через чугун 28 с донным электродом 21. Плазменна  стру  15 выплавл ет центральный конус в металлоломе, за счет чего создаютс  благопри тны услови  дл  зажигани  выход щего из трубы 5 потока кислорода. 6 При зтом устанавливаетс  профиль расплава 31 (на фиг.1 штриховые линии ) и образуетс  сразу после зажигани  плазменной горелки воронкообразна  полость 32 в металлоломе пенчатого или непрерывного опускани  трубы 5 становитс  все глубже, а в радиальном направлении - все шире. Теплопередача от центральной плазменной струи к металлолому идет, без заметного поглощени  сквозь окружающую рубашку из кислорода. Температура плазменной струн 15, в зависимости от газа плазмы, 5000-30000 К,Одновременно с зажиганием плазменной горелки 6 по трубе подаетс  кислород. За счет параллельного или расшир ющегос  подвода кислорода образуетс  зона максимальной теплоотдачи струи плазмы в окружающее пространство . Кислород вступает в реакцию там, где он в первую очередь нужен: в предварительно нагретом плазменной горелкой 6 металлоломе 30. После зажигани  стрзш кислорода на поверхности ванны жидкого чугуна возникают два плавлени  дл  металлолома, рассто ние между которыми уменьшаетс  со временем плавки, т.е. центр плавлени  плазменной дуги идет по металлолому в направлении к п тну горени  33 (зона реакции между 0 и жидким чугуном 28), к области, на которую подаетс  кислород. Преимущество предлагаемого устройства прежде всего в том, что тешто-передача электрически введенной энергии за счет излучени  плазменной стрзта 15 и генераци  тепла з счет экзотермической реакции Ж1здкого чугуна и/или металлолома с чистым кислородом комбинируютс  оптимальным образом, что дает и применении плазменной горелки 6 кратчайшее врем  плавки. За счет вдувани  пылевидных окислов железа через расходуемые трубы 24 этот переток попадает в область излучени  плазменной дуги, а именноS в область наибольшего выделени  газа СО, Это дает использование восстановительных компонентов и уменьшает выжигание кислородом, Сильное, преимутцественно действующее радиально тепловое излучение плазJ 1

менной струи 15 способствует очень быстрому нагреву этих добавочных ма териалов. При этом восстановительном процессе испар ютс  также металлические загр знени  пьтевидных окислов железа, в особенности цинк, который может быть осажден над ванной в области охладительного уст ройства 34.

Изобретение не ограничиваетс  предлагаемым исполнением, агрегат может модифицироватьс . Например, добавочно предусмотреть несколько горелок, причем подающа  труба 5 бу дет окружена радиально симметрично несколькими плазменными горелками. При этом расплавление металлолома

420066

будет проходить Б несколько большем объеме, но, в принципе, по тому же процессу, что и описанный.

Кроме того, подающа  труба 5 может иметь на верхнем конце шарнирньй подвес, чтобы при работе совершать круговое (прецесионное) дви- . жение дл  увеличени  зоны реакции 33, или чтобы вызвать движение ванны металла.

Вместо образующих рубашку отверстий 12 можно в качестве выходного отверсти  ДЛЯ кислорода предусмотреть кольцевую щель.

Технико-экономическа  эффективность изобретени  обуславливаетс  увеличением доли скрапа в шихте.

Claims (4)

1. АГРЕГАТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ из твердых и/или жидких шихтовых материалов, в частности чугуна, крупного и легковесного скрапа, содержащий емкость для рафинирования расплава, футерованную огнеупорным материалом, в которой размещены с возможностью перемещения в вертикальном направлении плазменная горелка и устройства для ввода добавочных порошкообразных материа лов, отличающийся тем, что, с целью увеличения доли скрапа в шихте, вокруг плазменной горелки выполнен канал для подачи кислорода, заключенный в охлаждаемый кожух, при этом в днище емкости для рафинирования расплава под плазменной горелкой установлен электрод.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что устройства для ввода добавочных порошкообразных материалов выполнены в виде подающих труб, окружающих венцом охлаждаемый кожух плазменной горелки.

3. Агрегат по пп.1 или 2, о тличающийся тем, что плаз-· о менная горелка имеет центральный стержнеобразный электрод, установленный в кольцевом зазоре' для подвода плазменного газа.

4. Агрегат по пп. 1-3, отличающийся тем, что канал для' подачи кислорода выполнен в виде венца щелеобразных или круглых сопел.

ί142006