RU2119844C1 - Process of drying and heating of lining of casting ladle - Google Patents
Process of drying and heating of lining of casting ladle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2119844C1 RU2119844C1 RU97117266A RU97117266A RU2119844C1 RU 2119844 C1 RU2119844 C1 RU 2119844C1 RU 97117266 A RU97117266 A RU 97117266A RU 97117266 A RU97117266 A RU 97117266A RU 2119844 C1 RU2119844 C1 RU 2119844C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lining
- ladle
- temperature
- heating
- working medium
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000005266 casting Methods 0.000 title abstract 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical group 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к технологии термообработки футеровки металлургических емкостей для жидкого металла, преимущественно сталеразливочных ковшей. The invention relates to metallurgy, and in particular to a technology for heat treatment of the lining of metallurgical containers for liquid metal, mainly steel pouring ladles.
Известные решения, касающиеся сушки и разогрева футеровки металлургических емкостей для жидкого металла, используют или открытую систему или, "закрытую" систему с применением уплотнительной крышки. Known solutions for drying and heating the lining of metallurgical containers for liquid metal use either an open system or a “closed” system using a sealing cap.
При использовании известных методов сушки и разогрева в открытых системах практически невозможно обеспечить равномерный нагрев всей массы рабочей среды в полости системы нагрева, т.е. в ковше. В ковше возникает неконтролируемый перепад температур (неравномерное температурное поле), который вызывает ухудшение качества сушки. Процесс сопровождается существенными потерями тепла через открытое пространство ковша, в связи с этим КПД установки находится на относительно низком уровне. When using the known methods of drying and heating in open systems, it is almost impossible to ensure uniform heating of the entire mass of the working medium in the cavity of the heating system, i.e. in the bucket. An uncontrolled temperature drop (uneven temperature field) occurs in the bucket, which causes a deterioration in the quality of drying. The process is accompanied by significant heat loss through the open space of the bucket, in connection with this, the efficiency of the installation is at a relatively low level.
И в том и в другом случае факел горелки работает с сохранением стехиометрического соотношения топливо-окислитель. Однако при расположении высокотемпературного факела в нижней части ковша происходит местный перегрев кладки, ее разрушение, донная часть ковша греется неудовлетворительно, причем интенсивность массообмена рабочей среды минимальна. In both cases, the torch burner works while maintaining a stoichiometric fuel-oxidizer ratio. However, when the high-temperature torch is located in the lower part of the bucket, the masonry overheats locally, it breaks down, the bottom part of the bucket heats up unsatisfactorily, and the mass transfer rate of the working medium is minimal.
В качестве прототипа принято изобретение по авторскому свидетельству SU N 1687369, 23.11.87. В нем описан способ сушки и разогрева футеровки сталеразливочного ковша, имеющего установленную с зазором относительно ковша крышку для отвода рабочей среды, заключающийся в том, что нагревают при помощи горелки футеровку ковша до температуры, соответствующей оптимальным температурным условиям приемки жидкого металла, отводят конвективным способом рабочую среду, состоящую из продуктов сгорания топлива и содержащую физическую и химическую влагу, из ковша. As a prototype, the invention according to the copyright certificate SU N 1687369, 11.23.87, was adopted. It describes a method of drying and heating the lining of a steel pouring ladle, having a lid installed with a gap relative to the ladle for draining the working medium, which means that the lining of the ladle is heated with a burner to a temperature corresponding to the optimal temperature conditions for receiving liquid metal, and the working medium is convectively removed , consisting of fuel combustion products and containing physical and chemical moisture, from a bucket.
К недостаткам известного решения относятся невысокий КПД ввиду потерь тепловой энергии, а также неэкономичность технологического процесса термообработки футеровки, обусловленная неравномерным распределением тепловой энергии по внутренней поверхности ковша. The disadvantages of the known solutions include low efficiency due to the loss of thermal energy, as well as the inefficiency of the technological process of heat treatment of the lining, due to the uneven distribution of thermal energy on the inner surface of the bucket.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка технологий сушки и разогрева футеровки металлургической емкости, преимущественно сталеразливочного ковша, обеспечивающей повышение КПД процесса нагрева за счет обеспечения равномерного распределения тепловой энергии в объеме ковша при конвективном нагреве футеровки, ограниченной интенсивности отвода рабочей среды, состоящей из продуктов сгорания топлива и содержащих физическую и химическую влагу, а также за счет сокращения времени на термический процесс обработки футеровки ковша. The problem to which the invention is directed is to develop technologies for drying and heating the lining of a metallurgical vessel, mainly a steel pouring ladle, providing an increase in the efficiency of the heating process by ensuring uniform distribution of thermal energy in the volume of the bucket during convective heating of the lining, of a limited intensity of the discharge of the working medium, consisting of products of combustion of fuel and containing physical and chemical moisture, as well as by reducing the time for the thermal process of processing quipment lining the bucket.
Для достижения указанного выше технического результата в известном способе сушки и разогрева футеровки сталеразливочного ковша, накрытого крышкой и имеющего газоотводящее средство, заключающемся в том, что нагревают при помощи горелки футеровку ковша до температуры, соответствующей температуре приемки жидкого металла, отводят конвективным способом рабочую среду за пределы ковша, величину площади газоотводящего средства определяют из условия обеспечения избыточного давления рабочей среды внутри ковша, размещают горелку внутри ковша под крышкой с возможностью расположения его торца на расстоянии от крышки в пределах 0,001 - 0,2 метра и ориентируют факел горелки в направлении дна ковша, нагревание осуществляют в два этапа, на первом этапе термообработки поддерживают температуру футеровки в диапазоне T = 100-400oC при обеспечении внутри ковша в течение 60 - 80% времени нагрева давления рабочей среды, определяемого из диапазона 0,5-30 Па, а на втором этапе повышают температуру футеровки до T = 800-1200oC и в течение остального времени нагрева поддерживают ее при давлении рабочей среды, определяемом из диапазона 15-150 Па.To achieve the above technical result, in the known method of drying and heating the lining of a steel pouring ladle, covered with a lid and having a gas exhaust means, which means that the lining of the ladle is heated with a burner to a temperature corresponding to the temperature of liquid metal acceptance, the working medium is convectively removed outside the bucket, the size of the area of the exhaust gas is determined from the condition of providing excessive pressure of the working medium inside the bucket, place the burner inside the bucket and under the lid with the possibility of placing its end at a distance from the lid within 0.001 - 0.2 meters and orient the torch of the burner in the direction of the bottom of the bucket, heating is carried out in two stages, at the first stage of heat treatment, the temperature of the lining is maintained in the range T = 100-400 o C while providing inside the bucket for 60 - 80% of the time for heating the pressure of the working medium, determined from the range of 0.5-30 Pa, and in the second stage, increase the temperature of the lining to T = 800-1200 o C and during the rest of the heating time support it at a pressure of a working environment, op distributed from the range of 15-150 Pa.
Кроме того, весь процесс нагрева осуществляют при изменении коэффициента избытка воздуха - Кв от 6 до 1,03 по параболической функции в условиях постоянного расхода по ходу нагрева.In addition, the entire heating process is carried out with a change in the coefficient of excess air - K in from 6 to 1.03 in a parabolic function under conditions of constant flow during heating.
Кроме этого, температурный режим внутри ковша определяют по состоянию давления рабочей среды под крышкой ковша, при этом регулирование температуры осуществляют изменением площади сечения газоотводящего средства. In addition, the temperature regime inside the bucket is determined by the state of the working fluid pressure under the bucket lid, while the temperature is controlled by changing the cross-sectional area of the exhaust gas.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства для термической обработки футеровки. In FIG. 1 shows a General view of the device for heat treatment of the lining.
На фиг. 2 - график изменения давления в ковше под крышкой в зависимости от температуры внутри ковша. In FIG. 2 is a graph of pressure changes in the bucket under the lid depending on the temperature inside the bucket.
На фиг. 3 - график изменения влажности материала футеровки и температуры термообработки. In FIG. 3 is a graph of changes in the moisture content of the lining material and the heat treatment temperature.
Установка для сушки и разогрева сталеразливочного ковша содержит многосопловую горелку 1, расположенную в верхней части ковша 2 и закрепленную на крышке 3. Горелка выполнена высокотемпературной в соответствии с заявкой на изобретение "Устройство для сушки и разогрева футеровки металлургических емкостей", поданной в один день с данной заявкой. Горелка 1 размещена внутри ковша 2 под крышкой 3 с возможностью расположения его торца на расстоянии H от крышки 3, выбираемом из диапазона от 0,001 до 0,2 метра, при этом факел горелки 1 ориентирован в направлении дна 4 ковша 2. The installation for drying and heating the steel pouring ladle contains a multi-nozzle burner 1 located in the upper part of the
Термообработка (сушка и/или разогрев) футеровки ковша 2 до температуры 1200oC осуществляется продуктами сгорания топлива, в частности природного газа. Нагрев футеровки производится в газо-плотной системе с газоотводящим средством, образованной футерованным металлораздаточным ковшом 2 и прилегающей к ней футерованной крышкой 3 с зазором расчетного сечения для отвода рабочей среды, состоящей из продуктов сгорания и продуктов физической и химической влаги.Heat treatment (drying and / or heating) of the lining of the
Нагрев осуществляют факелом, образованным двумя составляющими - постоянной и переменной. Постоянная составляющая характеризуется количеством воздуха, удовлетворяющим требованиям изменения режима и темпа нагрева. Объем воздуха определяется экспериментальным путем и должен обеспечивать изменение температуры рабочей среды по заданному режиму при изменении тепловой мощности факела от минимума до максимума. Объем воздуха определяет интенсивность теплосъема и зависит от вида футеровки (наливная футеровка или штучная из кирпича). Heating is carried out by a torch formed by two components - constant and variable. The constant component is characterized by the amount of air that meets the requirements of changing the mode and rate of heating. The air volume is determined experimentally and should provide a change in the temperature of the working medium in a given mode when the thermal power of the flame changes from minimum to maximum. The volume of air determines the intensity of heat removal and depends on the type of lining (bulk lining or piece made of brick).
Переменная составляющая характеризуется расходом топлива. Регулирование расхода топлива от минимального до максимального количества также обеспечивает изменение температуры рабочей среды и интенсивности термообработки. The variable component is characterized by fuel consumption. Regulation of fuel consumption from minimum to maximum quantity also provides a change in the temperature of the working environment and the intensity of the heat treatment.
В зависимости от конкретного материала футеровки изменением регулирования температуры коэффициента расхода воздуха на многосопловой горелке 1 осуществляется изменение температуры. В частности, для получения температуры 100oC и более в начале процесса термообработки коэффициент расхода равен Кв = 6, а для получения температуры 1200oC в конце процесса термообработки коэффициент расхода воздуха доводят до Кв = 1,03. При увеличении Кв > 6 происходит увеличение скорости истечения газовоздушного потока из сопл горелки более расчетной, равной 60 м/с, в результате происходит срыв пламени, обуславливающий неравномерный прогрев футеровки.Depending on the specific material of the lining, a temperature change is carried out by changing the temperature control of the air flow coefficient on the multi-nozzle burner 1. In particular, to obtain a temperature of 100 o C or more at the beginning of the heat treatment process, the flow coefficient is equal to K at = 6, and to obtain a temperature of 1200 o C at the end of the heat treatment process, the air flow coefficient is adjusted to K at = 1.03. With an increase in K in > 6, there is an increase in the velocity of the outflow of gas flow from the nozzle of the burner more than the calculated one, equal to 60 m / s, as a result, the flame breaks out, causing uneven heating of the lining.
При снижении коэффициента расхода воздуха менее 1,03 (стехиометрическое соотношение) происходит недожог топлива с повышением содержания оксида углерода CO (угарного газа) и снижения теплового КПД горелки 1. Например, при Кв = 0,7 содержание CO в отходящих газах увеличивается до 2%, а КПД снижается до 3%.With a decrease in the air flow coefficient of less than 1.03 (stoichiometric ratio), fuel burns up with an increase in the content of carbon monoxide CO (carbon monoxide) and a decrease in the thermal efficiency of burner 1. For example, at К в = 0.7, the CO content in the exhaust gases increases to 2 %, and the efficiency is reduced to 3%.
В условиях конвективного теплообмена в первый период, характеризуемый постоянной скоростью сушки, удаление влаги осуществляется преимущественно с рабочей поверхности футеровки 7. In the conditions of convective heat transfer in the first period, characterized by a constant drying rate, moisture is removed mainly from the working surface of the lining 7.
Температура теплоносителя в этот период меняется в пределах 100 - 400oC и зависит от количества удаляемой влаги. По истечении периода постоянной скорости сушки (фиг. 3) скорость сушки уменьшается (период падающей скорости сушки) до достижения критической влажности футеровки, температура материала в течение этого периода увеличивается и приближается к температуре 400oC рабочей среды. Внутри материала возникает температурный перепад
В этот период под крышкой 3 ковша 2 устанавливается минимально допустимое давление, которое выбирается из условия: избыточное давление на дне ковша 5-10 Па плюс геометрический напор рабочей среды на высоте hr, определяемый из формулы:
hr = gH(Pa-Pp),
где
g - ускорение силы тяжести, м/с2,
hr - геометрической напор H/м2,
Pa - атмосферное давление кГ/м2,
Pp - плотность рабочей среды при начальной температуре кГ/м3.During this period, under the cover 3 of the
h r = gH (P a -P p ),
Where
g - acceleration of gravity, m / s 2 ,
h r - geometric pressure H / m 2 ,
P a - atmospheric pressure kg / m 2 ,
P p is the density of the working medium at an initial temperature of kg / m 3 .
Давление под крышкой 3 ковша 2 в конце первого этапа нагрева изменяется с постоянной скоростью по линейной зависимости (фиг. 2) и будет соответствовать геометрическому напору рабочей среды при температуре в конце данного периода. The pressure under the lid 3 of the
Продолжительность первого периода составляет 60-80% всего процесса нагрева. The duration of the first period is 60-80% of the entire heating process.
Уменьшение времени начального периода, связанного с испарением физической влаги, менее 60% приводит к преждевременному подъему температуры, при этом происходит резкое вскипание не удаленной из футеровки влаги и разрушение кладки. Увеличение более 80% периода приводит к удлинению процесса нагрева и необоснованному расходу топлива. Reducing the time of the initial period associated with the evaporation of physical moisture, less than 60% leads to a premature rise in temperature, while there is a sharp boiling of moisture not removed from the lining and the destruction of the masonry. An increase of more than 80% of the period leads to a lengthening of the heating process and unreasonable fuel consumption.
Необходимое избыточное давление в ковше устанавливается уменьшением площади сечения газоотводящего средства. В представленном на фиг. 1 примере газоотводящее средство выполнено в виде зазора 5 между ковшом 2 и крышкой 3, предназначенного для отвода рабочей среды. Величина зазора 5 определяется с помощью контролирующих приборов, в частности микроманометра или трубки "Пито" в период наладки. The necessary overpressure in the bucket is established by reducing the cross-sectional area of the exhaust gas. In the embodiment of FIG. In example 1, the gas exhaust means is made in the form of a
Избыточное давление в ковше необходимо обеспечить для равномерного распределения рабочей среды по всему объему ковша и получения эффекта "затопленного" факела. Overpressure in the bucket must be ensured for uniform distribution of the working medium throughout the volume of the bucket and to obtain the effect of a "flooded" torch.
На втором этапе нагрева с температурой давление в ковше изменяется в результате изменения геометрического напора при повышении температуры теплоносителя от 400 до 1200oC и за счет увеличения расхода теплоносителя и давления в ковше по параболической функции P=f(hr; Q2), где Q - расход топлива м3/ч, при неизменной площади сечения газоотводящего средства, определяемой в данной случае величиной зазора 5 для удаления продуктов сгорания.At the second stage of heating with temperature, the pressure in the bucket changes as a result of a change in the geometric pressure with increasing coolant temperature from 400 to 1200 o C and due to an increase in the coolant flow rate and pressure in the bucket according to the parabolic function P = f (h r ; Q 2 ), where Q - fuel consumption m 3 / h, with a constant cross-sectional area of the exhaust gas, which is determined in this case by the value of the
Кроме того, увеличение давления в ковше обеспечивается повышением объема теплоносителя, участвующего в циркуляции при турбулентном перемешивании, возникающем при введении струй теплоносителя в ограниченный объем. In addition, the increase in pressure in the bucket is provided by increasing the volume of the coolant involved in the circulation during turbulent stirring that occurs when the coolant jets are introduced into a limited volume.
При термообработке ковша с футеровкой из штучного огнеупора - кирпича, начальная температура выбирается из условия: перепад температуры Δt между температурой материала футеровки и температурой рабочей среды не более 200oC. При условии конвективной термообработки футеровки скорость нагревания составляет 50oC/час.When heat treating a ladle with a lining of piece refractory - brick, the initial temperature is selected from the condition: the temperature difference Δt between the temperature of the lining material and the temperature of the working medium is not more than 200 o C. Under the condition of convective heat treatment of the lining, the heating rate is 50 o C / hour.
При размещении многосопловой горелки 1 под крышкой 3 (фиг. 1), а именно ее торца на расстоянии H от крышки 3, определяемом из диапазона от 0,1 до 200 мм, излучение от светящейся части факела распространяется по всей площади термообрабатываемой поверхности футеровки без перегревов. При размещении торца горелки 1 за пределы 200 мм существенно увеличивается интенсивность воздействия факела горелки на донную часть ковша и ухудшает эксплуатационные условия термообработки. When placing a multi-nozzle burner 1 under the cover 3 (Fig. 1), namely its end face at a distance H from the cover 3, determined from the range from 0.1 to 200 mm, radiation from the luminous part of the torch spreads over the entire heat-treated surface of the lining without overheating . When placing the end face of the burner 1 beyond 200 mm, the intensity of the effect of the torch on the bottom of the bucket increases significantly and worsens the operating conditions of the heat treatment.
Таким образом увеличение давления внутри ковша во втором периоде нагрева приводит к увеличению скорости сушки и повышению теплового КПД технологии на 10-15% за счет увеличения объема теплоносителя, участвующего в турбулентной рециркуляции. Thus, an increase in pressure inside the bucket in the second heating period leads to an increase in the drying rate and an increase in the thermal efficiency of the technology by 10-15% due to an increase in the volume of coolant involved in turbulent recirculation.
В одном из вариантов весь процесс нагрева футеровки сталеразливочного ковша может происходить при постоянном расходе воздуха, который выбирается из условия обеспечения горения факела без его срыва на начальной стадии процесса термообработки футеровки ковша. В этом случае расход воздуха рассчитывается из требований обеспечения активного конвективного теплообмена между футеровкой и рабочей средой за счет высокой скорости протекания турбулизации рабочей среды в ковше. In one embodiment, the entire heating process of the lining of the steel pouring ladle can occur at a constant air flow rate, which is selected from the condition of ensuring the burning of the torch without disruption at the initial stage of the heat treatment of the ladle lining. In this case, the air flow is calculated from the requirements for active convective heat transfer between the lining and the working medium due to the high speed of turbulization of the working medium in the bucket.
При использовании постоянного расхода воздуха упрощаются условия управления процессом термообработки. Постоянный расход воздуха при неизменном сечении зазора между крышкой и ковшом обеспечивает условия для повышения давления в ковше в зависимости от стадии нагрева футеровки ковша за счет изменения мощности факела горелки. When using a constant air flow, the conditions for controlling the heat treatment process are simplified. Constant air flow with a constant gap between the lid and the bucket provides conditions for increasing the pressure in the bucket depending on the stage of heating the lining of the bucket due to a change in the torch torch power.
В качестве примера рассмотрим экспериментальные результаты, полученные с использованием предложенного решения в процессе сушки ковшей, футерованных высокоглиноземным бетоном Ancokst-SV70 (содержание Al2O3 не ниже 70%, влажность 5-7%). В качестве объекта исследования использован сталеразливочный 130-тонный ковш. Выбор состава футеровки обусловлен требованиями состава технологической цепи, дуговая сталеплавильная печь (ДСП) - установка печь-ковш (УПК) и машина непрерывной разливки (МНЛЗ).As an example, we consider the experimental results obtained using the proposed solution in the drying process of ladles lined with Ancokst-SV70 high-alumina concrete (Al 2 O 3 content not lower than 70%, humidity 5-7%). A 130-ton steel pouring ladle was used as an object of study. The choice of the composition of the lining is determined by the requirements of the composition of the technological chain, the arc steel-smelting furnace (DSP) is a ladle furnace (UPC) and a continuous casting machine (CCM).
Установлено, что качественная сушка футеровки обеспечивается при соблюдении определенных условий ее термообработки в зависимости от задачи используемого цикла. It has been established that high-quality drying of the lining is ensured under certain conditions of its heat treatment, depending on the task of the cycle used.
При удалении физической и химической влаги обеспечивается скорость нагрева футеровки 2,5oC/ч и 15oC/ч соответственно. Второй этап - нагрев футеровки до температуры металла, осуществляется со скоростью 30 - 50oC/ч.When removing physical and chemical moisture, the heating rate of the lining is 2.5 o C / h and 15 o C / h, respectively. The second stage - heating the lining to a metal temperature, is carried out at a speed of 30 - 50 o C / h.
Длительность первого этапа составляет 60-80% времени нагрева. Начальная температура нагрева массы огнеупора в конечном итоге определяется природой (составом) используемого огнеупора. Например, при использовании кирпича температура может быть ниже, т.к. кирпич не содержит физической влаги, при использовании тиксотропных огнеупорных масс с малым содержанием влаги длительность первого цикла сокращается, а при использовании шамотных, кварцитовых бетонов с содержанием влаги до 25%, длительность первого цикла (графа I таблицы 1) увеличивается. Длительность первого цикла сушки определяется также толщиной исходного огнеупора, т. к. при увеличении общей его массы растет объем содержания в нем воды. То есть длительность первого этапа сушки обусловлена условием удаления физической (основной массы) и химической влаги из осушаемой огнеупорной массы. The duration of the first stage is 60-80% of the heating time. The initial temperature of heating the mass of the refractory is ultimately determined by the nature (composition) of the refractory used. For example, when using a brick, the temperature may be lower, because the brick does not contain physical moisture, when using thixotropic refractory masses with a low moisture content, the duration of the first cycle is reduced, and when using fireclay, quartzite concrete with a moisture content of up to 25%, the duration of the first cycle (column I of table 1) is increased. The duration of the first drying cycle is also determined by the thickness of the initial refractory, because with an increase in its total mass, the amount of water in it increases. That is, the duration of the first stage of drying is determined by the condition for the removal of physical (bulk) and chemical moisture from the drained refractory mass.
Меньше 40% времени влага не будет удалена и возможно разрушение кладки при термическом ударе, вызванном повышенной термонапряженностью рабочей среды (>400oC). Больше 60% приводит к задержке общего цикла сушки и повышению энергозатрат на процесс термообработки.Less than 40% of the time, moisture will not be removed and masonry can be destroyed by thermal shock caused by increased thermal stress of the working medium (> 400 o C). More than 60% leads to a delay in the overall drying cycle and an increase in energy consumption for the heat treatment process.
Во избежание локальных перепадов внутри системы термообработки для обеспечения вышеуказанных условий целесообразно обеспечить активный массообмен рабочей среды (газовой) нагретой равномерно до определенных (заданных для проведения конкретных операций сушки) температур. In order to avoid local differences in the heat treatment system, to ensure the above conditions, it is advisable to ensure active mass transfer of the working medium (gas) heated evenly to certain (specified for specific drying operations) temperatures.
Указанные условия обеспечиваются при использовании увеличенного для начальных условий нагрева (и условий организации факела) объема атмосферного воздуха, который, однако, должен удовлетворять требованиям стехиометрического соотношения (топливо-окислитель) при организации высокотемпературного факела в конце сушки. The indicated conditions are ensured by using an increased volume of atmospheric air for the initial heating conditions (and conditions of the torch organization), which, however, must satisfy the requirements of the stoichiometric ratio (fuel-oxidizer) when organizing a high-temperature torch at the end of drying.
Увеличение массы воздуха на первой стадии позволяет обеспечить (при создании предложенных нами условий) ограниченный нагрев до 100oC рабочей среды при минимальном расходе топлива, что является условием для повышения КПД системы нагрева. При этом осуществляется необходимый тепло-массообмен между рабочей средой и поверхностью футеровки, позволяющий создать оптимальные условия для проводимых поэтапно (см. таблицу 2) стадий. То есть при постоянном расходе воздуха создают постоянный заданный массообмен между газовой средой - теплоносителем, и футеровкой и, изменяя тепловую нагрузку факела по предложенному режиму, организуют изменение (поэтапное увеличение) интенсивности теплообмена.The increase in air mass in the first stage allows (when creating the conditions proposed by us) to ensure limited heating to 100 o C of the working medium with minimum fuel consumption, which is a condition for increasing the efficiency of the heating system. In this case, the necessary heat and mass transfer between the working medium and the lining surface is carried out, which allows creating optimal conditions for the stages carried out in stages (see table 2). That is, at a constant air flow rate, a constant mass transfer is established between the gaseous medium, the heat carrier, and the lining, and, changing the heat load of the torch according to the proposed regime, they organize a change (phased increase) in the heat transfer intensity.
Предлагаемый метод сушки и нагрева предусматривает следующие условия его проведения для рассматриваемой высокоглиноземной массы в условиях 130-тонного сталеразливочного ковша. The proposed method of drying and heating provides the following conditions for its implementation for the high-alumina mass under consideration in the conditions of a 130-ton steel-pouring ladle.
При этом отклонение температуры от заданного режима не допускается более 40oC в обе стороны во избежание нарушений режимов сушки.Moreover, the temperature deviation from the set mode is not allowed more than 40 o C in both directions in order to avoid violations of the drying modes.
По сравнению с известным способом предусматривается скачкообразное повышение тепловой нагрузки факела негерметизированной системы (не уплотненной крышкой и без создания противодавления в системе), обеспечиваемое при расходе топлива - 150 м3/ч природного газа в первые 8 часов (из 40 часов) и с последующим постоянным расходом топлива в объеме 280 м3/ч в течение остального времени - 32 часов. Этот температурный режим обеспечивает скорость нагрева 40oC/ч в течение 60% времени сушки и обеспечивает снижение электрозатрат на процесс термообработки в 5-7 раз. При этом тепловой КПД установки вырастает с 5-7% до 50-65%.Compared with the known method, an abrupt increase in the thermal load of the flare of an unpressurized system (not sealed with a lid and without creating back pressure in the system) is provided, which is provided at a fuel consumption of 150 m 3 / h of natural gas in the first 8 hours (from 40 hours) and then constant fuel consumption in the amount of 280 m 3 / h for the rest of the time - 32 hours. This temperature regime provides a heating rate of 40 o C / h for 60% of the drying time and reduces the cost of heat treatment by 5-7 times. In this case, the thermal efficiency of the installation grows from 5-7% to 50-65%.
В условиях известных параметров, характеризующих 130-тонный сталеразливочный ковш, установлено, что при обеспечении предлагаемого решения (газоплотная система, лимитируемая интенсивность отходов газов из ковша по мере разогрева ковша) возрастает роль геометрического напора - изменение напора по высоте под крышкой, измерение которого позволяет контролировать протекание процесса теплообмена в ковше (фиг. 2), поскольку давление и температура изменяются практически пропорционально. При повышении температуры рабочей среды от 100-400oC давление в верхней зоне системы увеличивается от 10 до 30 Па, что позволяет активизировать интенсивность массообмена в среде в целом при сохранении равномерности нагрева кладки. Динамика изменения геометрического напора отражает достаточно объективно характер изменения противодавления в системе.Under the conditions of the known parameters characterizing a 130-ton steel pouring ladle, it was found that, when the proposed solution is provided (gas tight system, limited intensity of gas waste from the ladle as the ladle warms up), the role of geometric pressure increases - the pressure head changes in height under the lid, the measurement of which allows you to control the process of heat transfer in the bucket (Fig. 2), since the pressure and temperature vary almost proportionally. When the temperature of the working medium increases from 100-400 o C, the pressure in the upper zone of the system increases from 10 to 30 Pa, which allows you to activate the intensity of mass transfer in the medium as a whole while maintaining uniform heating of the masonry. The dynamics of the change in geometric pressure reflects quite objectively the nature of the change in backpressure in the system.
Изобретение соответствует условию охраноспособности "промышленная применимость", поскольку осуществимо с использованием известных средств производства и существующих технологий. The invention meets the eligibility condition "industrial applicability", since it is feasible using known means of production and existing technologies.
Claims (3)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97117266A RU2119844C1 (en) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | Process of drying and heating of lining of casting ladle |
| UA98105568A UA39997C2 (en) | 1997-10-24 | 1998-10-23 | METHOD OF DRYING AND HEATING LINING OF STEEL BOTTLE BUCKET |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97117266A RU2119844C1 (en) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | Process of drying and heating of lining of casting ladle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2119844C1 true RU2119844C1 (en) | 1998-10-10 |
| RU97117266A RU97117266A (en) | 1999-01-10 |
Family
ID=20198170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97117266A RU2119844C1 (en) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | Process of drying and heating of lining of casting ladle |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2119844C1 (en) |
| UA (1) | UA39997C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2663447C2 (en) * | 2016-06-21 | 2018-08-06 | Открытое акционерное общество "Сибирское специальное конструкторское бюро электротермического оборудования" (ОАО "СКБ Сибэлектротерм") | Method for drying and heating steel casting ladle lining |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1353573A1 (en) * | 1986-06-25 | 1987-11-23 | Производственное Объединение "Ждановтяжмаш" | Method and apparatus for drying or heating the lining of ladle |
-
1997
- 1997-10-24 RU RU97117266A patent/RU2119844C1/en not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-10-23 UA UA98105568A patent/UA39997C2/en unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1353573A1 (en) * | 1986-06-25 | 1987-11-23 | Производственное Объединение "Ждановтяжмаш" | Method and apparatus for drying or heating the lining of ladle |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2663447C2 (en) * | 2016-06-21 | 2018-08-06 | Открытое акционерное общество "Сибирское специальное конструкторское бюро электротермического оборудования" (ОАО "СКБ Сибэлектротерм") | Method for drying and heating steel casting ladle lining |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA39997C2 (en) | 2001-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000130948A (en) | Molten holding furnace for aluminum ingot, or the like | |
| US4690385A (en) | Method for storing and maintaining the temperature of molten metal | |
| KR20090007361A (en) | Heating device for preheating the liquid metal transfer container | |
| RU2119844C1 (en) | Process of drying and heating of lining of casting ladle | |
| RU2004127233A (en) | METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUS PRODUCTION OF STEEL USING METALLIC STARTING MATERIAL | |
| NO781528L (en) | PROCEDURE AND DEVICE AT HEAT TEMPERATURE REACTOR | |
| US3985518A (en) | Oxygen refuse converter | |
| CA1224338A (en) | Method and system for melting a charge of bulk solid metal | |
| US4455014A (en) | Production of refractory linings or walls | |
| US4378105A (en) | Apparatus for melting metals | |
| JPS60247464A (en) | Heating device for metallurgical pot lining | |
| US3942260A (en) | Method and apparatus for drying the refractory lining | |
| JPS59113967A (en) | Drying and heating device of pan for metallurgy | |
| US5160477A (en) | Temperature maintenance and metallurgical treatment furnace | |
| JPS6160261A (en) | Ladle heating device | |
| NL8602085A (en) | BAKING OVEN FOR ELECTRODES. | |
| ES514776A1 (en) | Method of preheating and heating empty AOD converter vessels. | |
| US5882582A (en) | Liquid metal heating and casting ladle | |
| RU2837072C1 (en) | Complex for thermal treatment of lining of protective cover of main chute of blast furnace | |
| JP3111330U7 (en) | ||
| KR100561064B1 (en) | Uniform heating device of the ladle for stainless casting | |
| EP1258303A1 (en) | Novel smelting furnace for molding | |
| JPS62244569A (en) | Heating method for vessel for molten steel | |
| RU97117266A (en) | METHOD OF HEAT TREATMENT OF METALLURGICAL CAPACITY LINING | |
| JPS59223148A (en) | Induction heating method of molten metal in tundish |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101025 |