RU2007674C1

RU2007674C1 - Two-bath steelmaking unit

Info

Publication number: RU2007674C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Гребенюков; А.М. Поживанов; А.И. Кущенко; Н.М. Скороход; В.А. Рыбинов; М.К. Токмаков; Ю.Г. Праулин; Б.А. Дворядкин; А.И. Мастицкий; С.П. Терзиян
Original assignee: Мастицкий Анатолий Иванович
Priority date: 1990-12-19
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1994-02-15

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: steelmaking unit has arch, melting baths, connecting channel located between baths and vertical channel with slag chamber. Section of arch of connecting channel is arranged above sections of arch located above baths. Height of this section from level of foreplate of charging doors is equal to 1.05 to 1.3 of height of arch above baths. Section of arch of connecting channel is engageable with sections of arch above baths at angle of 5 to 15 deg. to level. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкциям подовых сталеплавильных агрегатов, имеющих две ванны. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the designs of hearth steelmaking units having two baths.

Известен прямоточный двухванный сталеплавильный агрегат, содержащий две ванны и два вертикальных канала в торцах агрегата (опыт реконструкции двухванного сталеплавильного агрегата). Чирихин В. Ф. , Тулуевский Ю. Н. и др. Бюллетень н/т информации "Черная металлургия", N 2, 1989, с. 58-59). Агрегат обеспечивает улучшение экологической обстановки в цехе и в окружающей среде вследствие того, что снижаются неорганизованные выбросы пыли и вредных газов из печи. Однако, наличие двух вертикальных каналов, из которых с высокой дымовой нагрузкой работает только один, увеличивает общую длину агрегата, что в условиях действующих мартеновских цехов не позволяет заменить им мартеновские печи без реконструкции главного здания с увеличением шага колонн. В результате экологически чистый сталеплавильный агрегат не находит широкого распространения из-за необходимости крупных капитальных затрат на реконструкцию цеха. Known once-through two-shaft steelmaking unit containing two baths and two vertical channels at the ends of the unit (experience in the reconstruction of a two-shaft steelmaking unit). Chirikhin V.F., Tuluevsky Yu.N. et al. Bulletin of n / a information "Ferrous metallurgy", N 2, 1989, p. 58-59). The unit provides improved environmental conditions in the workshop and in the environment due to the fact that fugitive emissions of dust and harmful gases from the furnace are reduced. However, the presence of two vertical channels, of which only one works with a high smoke load, increases the total length of the unit, which in the conditions of existing open-hearth shops does not allow it to be replaced by open-hearth furnaces without reconstruction of the main building with an increase in the pitch of the columns. As a result, an environmentally friendly steelmaking unit is not widespread due to the need for large capital costs for the reconstruction of the workshop.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является двухванный сталеплавильный агрегат, вертикальный канал которого расположен между ваннами, причем соединительный канал между ваннами разделен огнеупорной стенкой по продольной оси печи на два газохода, один из которых, расположенный по линии передних стенок ванн, соединен вертикальным каналом со шлаковиком, расположенным между ваннами, и снабжен поворотным отсечным устройством (Авт. св. СССР N 344246, F 27 B 3/00, 1972). The closest to the claimed technical essence and the achieved effect is a two-shaft steelmaking unit, the vertical channel of which is located between the bathtubs, and the connecting channel between the bathtubs is divided by the refractory wall along the longitudinal axis of the furnace into two ducts, one of which is located along the front walls of the bathtubs, connected a vertical channel with a slag located between the bathtubs and equipped with a rotary shut-off device (Aut. St. USSR N 344246, F 27 B 3/00, 1972).

Конструкция известного агрегата позволяет разместить его в действующем цехе на месте мартеновской печи без реконструкции главного здания и не увеличивая расстояния между колоннами. Это обеспечивается расположением вертикального канала между ваннами и отказом от двух головок печи, что позволяет уменьшить ее длину. При этом дымовая нагрузка на канал возрастает вдвое. The design of the known unit allows you to place it in the existing workshop on the site of the open-hearth furnace without reconstruction of the main building and without increasing the distance between the columns. This is ensured by the location of the vertical channel between the bathtubs and the rejection of two furnace heads, which reduces its length. In this case, the smoke load on the channel doubles.

Однако, сложная система газоходов между ваннами и применение отсечного устройства уменьшает на (50. . . 75) % площадь сечения участка канала, отводящего продукты горения из рабочего пространства печи в вертикальный канал. При этом для предотвращения выбивания продуктов горения через открываемые крышки завалочных окон "холодной" ванны интенсивность продувки в "горячей" ванне должна быть снижена на (50. . . 75) % . Необходимо также ограничивать интенсивность подачи топлива и кислорода через газокислородные горелки для прогрева лома в "холодной" ванне. However, the complex system of gas ducts between the bathtubs and the use of a shut-off device reduces (50... 75)% of the cross-sectional area of the channel section, which removes the combustion products from the furnace working space into the vertical channel. At the same time, to prevent knocking out of the combustion products through the opening covers of the filling windows of the “cold” bath, the purge intensity in the “hot” bath should be reduced by (50... 75)%. It is also necessary to limit the intensity of fuel and oxygen supply through gas-oxygen burners for heating scrap in a “cold” bath.

Связь технологических и экологических ограничений приводит к снижению производительности агрегата. Кроме того, даже при весьма жестких ограничениях по режиму прогрева лома и продувки ванны устранить неорганизованные выбросы из известного агрегата не представляется возможным, т. к. отходящие из "горячей" ванны дымовые газы по соединительному каналу подаются в "холодную" ванну, где происходит их интенсивная утечка через открытые в период загрузки металлошихты завалочные окна. The connection of technological and environmental restrictions leads to a decrease in unit productivity. In addition, even with very severe restrictions on the mode of heating the scrap and purging the bath, it is not possible to eliminate fugitive emissions from the known unit, since the flue gases leaving the “hot” bath are fed into the “cold” bath through the connecting channel, where they intensive leakage through filling windows that were open during the loading of the metal charge.

Целью изобретения является повышение производительности двухванного сталеплавильного агрегата при улучшении экологической обстановки за счет исключения неорганизованных выбросов отходящих газов из рабочего пространства. The aim of the invention is to increase the productivity of a two-shaft steelmaking unit while improving the environmental situation by eliminating fugitive emissions of exhaust gases from the workspace.

Поставленная цель достигается тем, что в двухванном сталеплавильном агрегате, содержащем вертикальный канал со шлаковиком, расположенный между ваннами, площадь поперечного сечения вертикального канала составляет 0,2-0,3 площади ванны на уровне порогов завалочных окон. This goal is achieved by the fact that in a twin-shaft steelmaking unit containing a vertical channel with slag located between the baths, the cross-sectional area of the vertical channel is 0.2-0.3 of the bath area at the threshold level of the filling windows.

Наличие перечисленных признаков позволяет классифицировать заявляемое изобретение, как соответствующее критерию "новизна". В других известных технических решениях не обнаружены отличительные признаки, характеризующие заявляемое изобретение. Проведенный анализ показал, что данное техническое решение обладает существенными отличиями, а указанная совокупность признаков обеспечивает повышение производительности агрегата при улучшении экологической обстановки в цехе, на заводской площадке и прилегающей к ней окружающей среде за счет исключения неорганизованных выбросов отходящих газов и пыли из рабочего пространства. The presence of these signs allows you to classify the claimed invention as meeting the criterion of "novelty." In other known technical solutions are not found distinctive features characterizing the claimed invention. The analysis showed that this technical solution has significant differences, and the specified set of features provides increased unit productivity while improving the environmental situation in the workshop, on the factory floor and the surrounding environment by eliminating fugitive emissions of exhaust gases and dust from the workspace.

Технической сущностью заявляемого изобретения является сосредоточение в одном агрегате преимуществ разработанных ранее с устранением присущих им недостатков. The technical essence of the claimed invention is the concentration in one unit of the advantages developed earlier with the elimination of their inherent disadvantages.

В частности, заявляемый агрегат обладает экологической чистотой, высокой производительностью и вписывается в существующих мартеновских цехах, не требуя дополнительных капитальных затрат на реконструкцию главного здания. При этом стоимость замены мартеновской печи на предлагаемый двухванный агрегат не превышает стоимости капитальных ремонтов печей, планомерно осуществляющихся во всех цехах. In particular, the claimed unit has environmental cleanliness, high performance and fits into the existing open-hearth shops, without requiring additional capital costs for the reconstruction of the main building. At the same time, the cost of replacing the open-hearth furnace with the proposed two-shaft unit does not exceed the cost of overhauls of furnaces systematically carried out in all workshops.

Заявляемый агрегат в продольном разрезе представлен на чертеже. The inventive unit in longitudinal section is shown in the drawing.

Агрегат состоит из двух ванн 3А и 3Б, соединенных общим сводом 1, торцовых стен 2, вертикального канала 4 со шлаковиком 5, расположенных между ваннами. В своде агрегата установлены кислородные фурмы 7 и газокислородные горелки 6. The unit consists of two baths 3A and 3B, connected by a common arch 1, end walls 2, a vertical channel 4 with slag 5 located between the baths. In the vault of the unit, oxygen lances 7 and gas-oxygen burners 6 are installed.

Агрегат работает следующим образом. The unit operates as follows.

Если в ванне 3А производится продувка ванны кислородом через фурмы 7, то в ванне 3Б осуществляется прогрев металлолома через сводовые горелки 6. Отходящие газы из обеих ванн поступают в вертикальный канал 4 и через шлаковик 5 отводятся на газоочистку. В отличие от прототипа между ваннами отсутствует переток запыленных газов, поэтому неорганизованных выбросов при работе данного агрегата не наблюдается. If the bath 3A purges the bath with oxygen through the tuyeres 7, then in the bath 3B the metal is heated through the lead burners 6. The exhaust gases from both baths enter the vertical channel 4 and are discharged through the slag 5 to gas treatment. Unlike the prototype, there is no overflow of dusty gases between the baths, therefore, fugitive emissions are not observed during operation of this unit.

Характерной особенностью агрегата является наличие между ваннами вертикального канала с высокой пропускной способностью, что обеспечивает полный отвод дымовых газов из обеих ванн без неорганизованных выбросов даже при максимальных расходах кислорода на продувку ванны или топлива для прогрева металлолома. A characteristic feature of the unit is the presence of a vertical channel between the bathtubs with high throughput, which ensures the complete removal of flue gases from both baths without fugitive emissions, even at maximum oxygen consumption for purging the bath or fuel for heating scrap metal.

Известно, что при любой конструкции сталеплавильного агрегата можно добиться высокой его производительности за счет увеличения расхода кислорода, однако при этом значительно ухудшаются экологические характеристики работы печи. Поэтому на опытных плавках максимальные кислородный и тепловой режимы плавки устанавливали с учетом величины неорганизованных выбросов из печи, т. е. расход кислорода и газа увеличивали до тех пор, пока не появлялось выбивание газов из агрегата. Результаты экспериментов приведены в таблице. It is known that with any design of the steelmaking unit it is possible to achieve high productivity by increasing oxygen consumption, however, the environmental performance of the furnace is significantly degraded. Therefore, in experimental swimming trunks, the maximum oxygen and thermal conditions of the melting were established taking into account the value of fugitive emissions from the furnace, i.e., the flow of oxygen and gas was increased until gas was knocked out of the unit. The experimental results are shown in the table.

Установлено, что при величине площади поперечного сечения вертикального канала менее 0,2 площади ванны невозможно обеспечить максимальную производительность агрегата без резкого ухудшения экологической обстановки вследствие недостаточной пропускной способности вертикального канала. При площади поперечного сечения вертикального канала более 0,3 площади ванны при постоянном разрежении, создаваемом газоочисткой (в условиях опытных плавок 1200 мм вод. ст. ), уменьшается разрежение на входе в вертикальный канал, снижается скорость газовых потоков в печи. Это ведет к удлинению продолжительности прогрева из-за ухудшения условий теплопередачи, к выбиванию газов из печи даже при более низких значениях интенсивности продувки кислородом и к снижению производительности агрегата. It was found that when the cross-sectional area of the vertical channel is less than 0.2 of the bath area, it is impossible to ensure maximum unit performance without a sharp deterioration in the environmental situation due to insufficient throughput of the vertical channel. When the cross-sectional area of the vertical channel is more than 0.3 of the bathtub area at a constant vacuum created by gas purification (under conditions of experimental melts of 1200 mm water column), the vacuum at the inlet to the vertical channel decreases, the gas flow rate in the furnace decreases. This leads to an increase in the duration of heating due to the deterioration of heat transfer conditions, to knock out gases from the furnace even at lower values of the oxygen purge intensity and to reduce the unit's productivity.

Применение двухванного сталеплавильного агрегата заявляемой конструкции является одним из наиболее эффективных путей модернизации мартеновского производства стали, т. к. предлагаемый агрегат сочетает в себе все требования, предъявляемые к агрегату, заменяющему мартеновские печи - экологическая чистота, высокая производительность, низкий расход чугуна и топлива, исключение необходимости капитальных затрат на реконструкцию здания цеха, сокращение числа агрегатов в цехе. (56) Авторское свидетельство СССР N 344246, кл. F 27 B 3/00, 1970. The use of a two-shaft steelmaking unit of the claimed design is one of the most effective ways to modernize the open-hearth steel production, because the proposed unit combines all the requirements for a unit replacing open-hearth furnaces - environmental cleanliness, high productivity, low consumption of cast iron and fuel, exception the need for capital costs for the reconstruction of the building of the workshop, reducing the number of units in the workshop. (56) Copyright certificate of the USSR N 344246, cl. F 27 B 3/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР N 1719839, кл. F 27 B 3/20, 1989. USSR author's certificate N 1719839, cl. F 27 B 3/20, 1989.

Claims

TWO-TUPED STEEL-MAKING UNIT containing melting baths with thresholds of filling windows, a vertical channel with slag located between the bathtubs, characterized in that, in order to increase the unit productivity and reduce exhaust gas emissions from the working space, the cross-sectional area of the vertical channel is made equal to 0.2 - 0.3 bath area at the threshold of filling windows.