RU2114365C1 - Water-cooled arch of "furnace-ladle" plant - Google Patents
Water-cooled arch of "furnace-ladle" plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2114365C1 RU2114365C1 RU97114854A RU97114854A RU2114365C1 RU 2114365 C1 RU2114365 C1 RU 2114365C1 RU 97114854 A RU97114854 A RU 97114854A RU 97114854 A RU97114854 A RU 97114854A RU 2114365 C1 RU2114365 C1 RU 2114365C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- arch
- furnace
- sealing member
- gas
- ladle
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 6
- 239000004071 soot Substances 0.000 abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 abstract description 2
- 241000826860 Trapezium Species 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 101150097977 arch-1 gene Proteins 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003738 black carbon Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству стали и может быть использовано в сталеплавильных цехах, имеющих в своем составе установки печь - ковш. The invention relates to the production of steel and can be used in steelmaking workshops incorporating a ladle furnace.
Известна конструкция водоохлаждаемого свода электродуговой печи [1], в которой выполнена камера газовоздушной смеси над сводом, а футеровка выполнена из керамических призм с отверстиями, в которых установлены горелки, проходящие через водоохлаждаемую коробку, и соединены с камерой газовоздушной смеси. A known design of a water-cooled roof of an electric arc furnace [1], in which the gas-air mixture chamber is made above the arch, and the lining is made of ceramic prisms with holes in which burners are installed passing through the water-cooled box, and connected to the gas-air mixture chamber.
К недостаткам упомянутой конструкции следует отнести то, что сжигание газа в подсводовом пространстве малоэффективно из-за плохих условий смешения. Подача газа без кислорода воздуха в дуговую печь приведет к его сгоранию за счет прососа воздуха к дымососу через рабочее пространство печи. Избыток газа будет разлагаться с выделением сажистых частиц, но слой газов, содержащих эти частицы, будет постоянно отсасываться из печи и на его постоянное поддержание потребуется большой расход газа. В качестве наиболее близкого аналога выбрана конструкция водоохлаждаемого свода установки печь - ковш [2]. The disadvantages of this design include the fact that the combustion of gas in the underwater space is ineffective due to poor mixing conditions. The supply of gas without oxygen in the arc furnace will lead to its combustion due to air leakage to the exhaust fan through the working space of the furnace. The excess gas will decompose with the release of soot particles, but the layer of gases containing these particles will be constantly sucked out of the furnace and its constant maintenance will require a large gas flow rate. As the closest analogue, the design of the water-cooled arch of the furnace-ladle installation was chosen [2].
В сечении свод представляет собой трапецию, выполненную из труб, на которую крепятся водоохлаждаемые секции свода с отверстиями для пропуска электродов, подачи легирующих и шлакообразующих материалов, ввода фурмы для подачи аргона и отсоса дымовых газов. В рабочем положении свод висит на портале печи над ковшом с зазором. In cross section, the arch is a trapezoid made of pipes onto which water-cooled sections of the arch are fastened with holes for passing electrodes, supplying alloying and slag-forming materials, introducing tuyeres for supplying argon and exhausting flue gases. In the working position, the arch hangs on the portal of the furnace above the bucket with a gap.
У недостаткам прототипа относится то, что тепловые потери с охлаждающей водой неоправданно велики благодаря интенсивному отбору тепла от поверхности шлака излучением как в период горения дуг, так и в период, когда происходит перемешивание металла за счет продувки аргоном. Кроме того, через зазор между ковшом и сводом просасывается холодных воздух, что также увеличивает тепловые потери с уходящими газами и создает окислительную атмосферу в подсводовом пространстве. Последнее приводит к увеличению расхода раскислителей и других материалов, усвоение которых металлом снижается, и электродов за счет их интенсивного окисления в подсводовом пространстве. The disadvantages of the prototype include the fact that the heat loss with cooling water is unreasonably large due to the intense heat removal from the surface of the slag by radiation both during the burning of the arcs and during the period when the metal is mixed by blowing with argon. In addition, cold air is sucked in through the gap between the bucket and the roof, which also increases heat loss with flue gases and creates an oxidizing atmosphere in the underwater space. The latter leads to an increase in the consumption of deoxidizers and other materials, the absorption of which by metal is reduced, and electrodes due to their intense oxidation in the underwater space.
Задачей изобретения является создание конструкции водоохлаждаемого свода установки печь - ковш, обеспечивающей гарантированную восстановительную атмосферу в подсводовом пространстве, обладающую высокой оптической плотностью, что позволяет снизить тепловые потери через свод и расход раскислителей. The objective of the invention is the creation of a design of a water-cooled roof of the furnace-ladle installation, which provides a guaranteed reducing atmosphere in the underwater space, which has a high optical density, which allows to reduce heat loss through the arch and deoxidizer consumption.
Решение задачи достигается тем, что свод снабжен кольцевым коллектором для подвода углесодержащего газа, расположенным на расстоянии 0,15-0,25 высоты свода от нижнего среза, с соплами для выхода газа в подсводовое пространство, расположенными равномерно по окружности с шагом, равным 0,05 диаметра свода, и уплотнительным элементом, закрепленным на нижней части наружной поверхности свода со стягивающим шнуром на его нижней кромке. The solution to the problem is achieved by the fact that the arch is equipped with an annular collector for supplying carbon-containing gas, located at a distance of 0.15-0.25 of the height of the arch from the lower cut, with nozzles for the exit of gas into the underwater space, arranged uniformly around the circle with a step equal to 0, 05 of the diameter of the arch, and a sealing element fixed to the lower part of the outer surface of the arch with a tightening cord at its lower edge.
Изобретение обладает новизной, что следует из сравнения с аналогами, изобретательским уровнем, так как явно не следует из существующего уровня техники, практически легко осуществимо без дополнительных энергетических и материальных затрат. The invention has novelty, which follows from a comparison with analogues, inventive step, since it obviously does not follow from the existing level of technology, it is almost easily feasible without additional energy and material costs.
На чертеже представлен подоохлаждаемый свод установки печь - ковш. The drawing shows a subcooled arch installation furnace - ladle.
Свод 1 представляет собой в сечении трапецию, выполненную из труб и охлаждаемых панелей. Arch 1 is a sectional trapezoid made of pipes and cooled panels.
В своде 1 выполнены отверстия для пропуска электродов 2 и соединения с патрубком газоотсоса 3. В рабочем положении между сводом 1 и ковшом 4 с металлом 5 и шлаком 6 имеется зазор 7. Свод снабжен кольцевым коллектором 8 с соплами 9 для ввода газа в подсводовое пространство 10. На нижней наружной части свода 1 закреплен уплотнительный элемент 11, из огнеупорного материала, например асбестовой ткани, нижняя часть которого снабжена стягивающим шнуром 12. In the vault 1, holes are made for passing the electrodes 2 and connections to the gas pump nozzle 3. In the working position, there is a gap 7 between the vault 1 and the bucket 4 with metal 5 and slag 6. The vault is equipped with an annular collector 8 with nozzles 9 for introducing gas into the underwater space 10 On the lower outer part of the arch 1, a sealing element 11 is fixed, made of refractory material, such as asbestos fabric, the lower part of which is provided with a tightening cord 12.
После подачи ковша 4 с металлом 5 и шлаком 6 на обработку свод 1 опускается на ковш 4 и устанавливается в нижнем положении с зазором 7 между ковшом 4 и сводом 1. Шнуром 12 стягивается уплотнительный элемент 11. Включается подача природного газа через кольцевой коллектор 8 и сопла 9. Подается напряжение, зажигается дуга и включается отсос газов через патрубок газоотсоса 3. Уплотнительный элемент 11, стянутый шнуром 12, препятствует прососу воздуха через зазор 7 в подсводовое пространство 10. В то же время подача газа через сопло 9 от коллектора 8 обеспечивает его частичное сжигание за счет остаточного кислорода воздуха и разложение остальной части газа с выделением сажистого углерода. Таким образом в подсводовом пространстве 10 гарантируется восстановительная атмосфера. Кроме того, в этой атмосфере содержатся взвешенные частицы сажи. При определенной концентрации сажистых частиц (около 30 мг/м3) атмосфера под сводом становится оптически плотной, т.е. нелучепрозрачной. Тепловой поток от зеркала шлака 6 к внутренней поверхности водоохлаждаемого свода 1 резко снижается. Снижение тепловых потерь через свод 1 эквивалентно уменьшению удельного расхода электроэнергии на обработку стали. Кольцевой коллектор 8 и сопла 9 расположены на расстоянии 0,15-0,25 высоты свода от нижнего среза. Более низкое положение сопел не обеспечит полное связывание кислорода воздуха, просачивающегося через зазор 7, а при положении сопел выше 0,25 высоты свода от нижнего среза нижняя часть внутренней поверхности свода окажется без защитного экрана газов, содержащих сажистые частицы. Это приведет к росту тепловых потерь через часть поверхности водоохлаждаемого свода.After supplying the bucket 4 with metal 5 and slag 6 for processing, the arch 1 is lowered onto the bucket 4 and installed in the lower position with a gap 7 between the bucket 4 and the arch 1. The sealing element 11 is pulled together by the cord 12. The natural gas supply through the annular manifold 8 and nozzles is turned on. 9. A voltage is applied, the arc is ignited, and the gas suction is turned on through the gas suction nozzle 3. The sealing element 11, tightened by the cord 12, prevents the air from flowing through the gap 7 into the underwater space 10. At the same time, the gas supply through the nozzle 9 from the manifold 8 ensures flushes its partial combustion air due to residual oxygen and the decomposition of the rest of the gas with separation of black carbon. In this way, a reducing atmosphere is guaranteed in the underwater space 10. In addition, suspended soot particles are contained in this atmosphere. At a certain concentration of soot particles (about 30 mg / m 3 ), the atmosphere under the arch becomes optically dense, i.e. non-transparent. The heat flux from the mirror of the slag 6 to the inner surface of the water-cooled arch 1 is sharply reduced. Reducing heat loss through vault 1 is equivalent to reducing the specific energy consumption for steel processing. The annular collector 8 and the nozzle 9 are located at a distance of 0.15-0.25 of the height of the arch from the lower cut. The lower position of the nozzles will not ensure complete binding of the oxygen of the air seeping through the gap 7, and if the nozzles are above 0.25 of the height of the arch from the lower cut, the lower part of the inner surface of the arch will be without a protective screen for gases containing soot particles. This will lead to an increase in heat loss through part of the surface of the water-cooled arch.
Сопла 9 расположены равномерно по окружности стен, чтобы накрыть экраном всю внутреннюю поверхность свода. Шаг между соседними соплами составляет 0,05 диаметра свода, м. При меньшем шаге получим малый диаметр сопла, которое будет засоряться брызгами шлака и металла, при большем шаге между соплами будут свободны от экранирующего слоя газов участки внутренней поверхности свода. Nozzles 9 are evenly spaced around the circumference of the walls to cover the entire inner surface of the roof with a screen. The step between adjacent nozzles is 0.05 of the diameter of the arch, m. With a smaller step, we get a small diameter of the nozzle, which will become clogged with slag and metal splashes, with a larger step between the nozzles, sections of the inner surface of the arch are free from the screening gas layer.
Создание гарантированной восстановительной атмосферы в подсводовом пространстве 10 способствует уменьшению угара металла в зоне дуги, снижению окисленности шлака и уменьшению расхода легирующих материалов и раскислителей, а также снижению расхода электродов. Creating a guaranteed reducing atmosphere in the underwater space 10 helps to reduce the burning of metal in the arc zone, reduce the oxidation of slag and reduce the consumption of alloying materials and deoxidizers, as well as reduce the consumption of electrodes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97114854A RU2114365C1 (en) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | Water-cooled arch of "furnace-ladle" plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97114854A RU2114365C1 (en) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | Water-cooled arch of "furnace-ladle" plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2114365C1 true RU2114365C1 (en) | 1998-06-27 |
| RU97114854A RU97114854A (en) | 1998-11-10 |
Family
ID=20196881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97114854A RU2114365C1 (en) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | Water-cooled arch of "furnace-ladle" plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2114365C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109099716A (en) * | 2018-09-03 | 2018-12-28 | 中国重型机械研究院股份公司 | A kind of Water-cooling furnace cover of ladle refining furnace and its application method |
-
1997
- 1997-08-14 RU RU97114854A patent/RU2114365C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 2. Никольс кий Л.Е., Зинуров И.Ю. Оборудование и проектирование электросталеплавильны х цехов.- М.: Металлургия, 1993, с. 102. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109099716A (en) * | 2018-09-03 | 2018-12-28 | 中国重型机械研究院股份公司 | A kind of Water-cooling furnace cover of ladle refining furnace and its application method |
| CN109099716B (en) * | 2018-09-03 | 2024-04-30 | 中国重型机械研究院股份公司 | A water-cooled furnace cover for ladle refining furnace and use method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2219247C2 (en) | Method and multifunctional lance for production of melted metal (options) | |
| US5042964A (en) | Flash smelting furnace | |
| CN103797137B (en) | Spray gun for top-submerged injection | |
| US20030075843A1 (en) | Multi-purpose, multi-oxy-fuel, power burner/injector/oxygen lance device | |
| CN103620333B (en) | Top-submerged injection spray gun | |
| JP5551086B2 (en) | Combined burner and lance for electric arc furnace | |
| KR100937947B1 (en) | Dry metallurgical treatment methods and injectors for metals, molten metals, and / or slag | |
| US5241559A (en) | Electric arc furnace roof | |
| KR19980033121A (en) | Multiple furnaces with oxygen lances and how to operate them | |
| ES2381930T3 (en) | Combustion of CO and fuels in waste gases from steelworks | |
| FR2389677A1 (en) | ||
| RU2114365C1 (en) | Water-cooled arch of "furnace-ladle" plant | |
| RU2146718C1 (en) | Steel melting process and electric arc furnace | |
| RU2576281C2 (en) | Method and system for furnace skull removal | |
| RU2081180C1 (en) | Method of afterburning of combustible gases in working space of steel melting units and device for its embodiment | |
| JP4685671B2 (en) | Waste melting processing equipment | |
| WO1997002365A1 (en) | Device for after-burning combustible components of the atmosphere in metallurgical smelting vessels | |
| CN1109231C (en) | Method for melting batch in electric arc furnace | |
| CA1168039A (en) | Method of mixing a hot furnace gas with another gas before the removal of the furnace gas from the furnace, and a hood intended for this purpose | |
| RU2084542C1 (en) | Arc steel melting furnace | |
| RU2005102271A (en) | METHOD FOR PRODUCING METALS AND ALLOYS AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| US5916512A (en) | Method and apparatus for after-burning the combustible components of the atmosphere in metallurgical smelting vessels | |
| SU1125787A1 (en) | Gas dynamic seal of electrode hole of arc furnace | |
| SU1002365A1 (en) | Oxygen tuyere | |
| RU2013110C1 (en) | Method and device for cleaning air medium hazardous impurities in electrical steel-making furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100815 |