RU2576973C2 - Method of heating of loaded metal in melting unit, and heater of loaded material and melting unit - Google Patents
Method of heating of loaded metal in melting unit, and heater of loaded material and melting unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2576973C2 RU2576973C2 RU2013110305/02A RU2013110305A RU2576973C2 RU 2576973 C2 RU2576973 C2 RU 2576973C2 RU 2013110305/02 A RU2013110305/02 A RU 2013110305/02A RU 2013110305 A RU2013110305 A RU 2013110305A RU 2576973 C2 RU2576973 C2 RU 2576973C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- feed material
- exhaust gas
- feed
- outlet
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 201
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 70
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 99
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 8
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 7
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 claims description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims 1
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 13
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 8
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D13/00—Apparatus for preheating charges; Arrangements for preheating charges
- F27D13/002—Preheating scrap
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/527—Charging of the electric furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
- C21C5/562—Manufacture of steel by other methods starting from scrap
- C21C5/565—Preheating of scrap
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
- F27B3/18—Arrangements of devices for charging
- F27B3/183—Charging of arc furnaces vertically through the roof, e.g. in three points
- F27B3/186—Charging in a vertical chamber adjacent to the melting chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/527—Charging of the electric furnace
- C21C2005/5282—Charging of the electric furnace with organic contaminated scrap
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу работы подогревателя загружаемого материала для плавильной печи, а также к подогревателю загружаемого материала, при этом подогреватель загружаемого материала содержит шахту с вертикальным шахтным отверстием, которая на своем верхнем конце имеет по меньшей мере одно загрузочное отверстие для заполнения шахтного отверстия кусковым загружаемым материалом, а на своем нижнем конце имеет выпускное отверстие, при этом поперечное сечение шахтного отверстия расширяется, начиная от загрузочного отверстия, в направлении выпускного отверстия, и при этом подогреватель загружаемого материала в зоне выпускного отверстия содержит дополнительно по меньшей мере одно задерживающее приспособление для временного задерживания загружаемого материала в шахте. Кроме того, изобретение относится к установке плавильной печи, содержащей такой подогреватель загружаемого материала.The invention relates to a method of operating a feed material heater for a smelting furnace, as well as a feed material heater, wherein the feed material heater comprises a shaft with a vertical shaft hole, which at its upper end has at least one feed hole for filling the shaft hole with bulk feed material , and at its lower end has an outlet, while the cross section of the shaft hole expands, starting from the boot hole, in the direction of the outlet, and the heater feed material in the area of the outlet contains at least one delay device for temporarily holding the feed material in the mine. In addition, the invention relates to a melting furnace installation comprising such a feed material heater.
Изобретение относится, в частности, к подогревателю загружаемого материала для кускового загружаемого материала в виде металлического скрапа, который плавится в плавильной печи, в частности электродуговой печи.The invention relates, in particular, to a feed material heater for lump feed material in the form of metal scrap that melts in a melting furnace, in particular an electric arc furnace.
Подогреватели загружаемого материала и установки плавильной печи указанного в начале вида известны, например, из DD 292517 А5. В DD 292517 А5 приведено описание плавильного агрегата с шахтообразным подогревателем загружаемого материала и плавильной печью в виде электродуговой печи. Шахта подогревателя загружаемого материала образует с крышкой электродуговой печи конструктивный блок. Для временного задерживания загружаемого материала в шахте в шахте имеется по меньшей мере один запирающий элемент, соответственно, задерживающее приспособление.The heaters of the feed material and the installation of the melting furnace of the type indicated at the beginning are known, for example, from DD 292517 A5. DD 292517 A5 describes a melting unit with a shaft-shaped pre-heater for the feed material and a melting furnace in the form of an electric arc furnace. The shaft of the feed material heater forms a structural block with the cover of the electric arc furnace. To temporarily hold the feed material in the shaft in the shaft, there is at least one locking element, respectively, a holding device.
В DE 3940558 А1 приведено описание электродуговой печи с шахтным подогревателем загружаемого материала, который вместе с крышкой печи перемещается вертикально или горизонтально относительно кожуха печи.DE 3940558 A1 describes an electric arc furnace with a shaft heater for feed material, which, together with the furnace lid, moves vertically or horizontally with respect to the furnace casing.
Подогреватели загружаемого материала служат обычно для использования содержащейся в отходящем газе плавильной печи тепловой энергии в возможно большем количестве для предварительного нагревания заряда подлежащего плавлению в плавильной печи кускового загружаемого материала и тем самым для уменьшения удельной потребности в энергии плавильной печи и оптимизации энергетического баланса процесса плавления. Для этого создаваемый во время плавления заряда загружаемого материала в плавильной печи отходящий газ, как правило, отсасывается и пропускается через подлежащий введению в плавильную печь следующий заряд кускового загружаемого материала. Для этого загружаемый материал промежуточно хранят в резервуаре или шахте сбоку и/или сверху плавильной печи и подвергают воздействию отсасываемым из печного пространства отходящим газом. В данном случае шахта выполняет функцию камина, на верхнем конце которого, т.е. в зоне загрузочного отверстия, на основании соотношения температуры и включенного откачивающего устройства создается разрежение, которое вызывает отсасывание отходящих газов из печного пространства. При этом шахта может быть расположена непосредственно над крышкой печи, так что загружаемый материал может падать непосредственно в печное пространство. В качестве альтернативного решения, шахта может быть также расположена сбоку от плавильной печи, при этом загружаемый материал падает, например, в горизонтальную подающую шахту, из которой он с помощью, например, толкателя сдвигается в печное пространство.The feed material heaters are typically used to utilize as much thermal energy contained in the waste gas of the melting furnace as possible to preheat the charge of the bulk feed material to be melted in the melting furnace and thereby reduce the specific energy requirement of the melting furnace and optimize the energy balance of the melting process. To do this, the off-gas generated during the melting of the charge of the feed material in the melting furnace is usually sucked off and passed through the next charge of the bulk feed material to be introduced into the melting furnace. To do this, the feed material is intermediate stored in a tank or shaft at the side and / or top of the melting furnace and is exposed to exhaust gas sucked from the furnace space. In this case, the mine functions as a fireplace, at the upper end of which, i.e. in the zone of the feed opening, based on the ratio of the temperature and the turned-on pumping device, a vacuum is created that causes the exhaust gases to suck out of the furnace space. In this case, the shaft can be located directly above the lid of the furnace, so that the feed material can fall directly into the furnace space. As an alternative solution, the shaft can also be located on the side of the melting furnace, whereby the feed material falls, for example, into a horizontal feed shaft, from which it, for example, is pushed into the furnace space.
Одно или несколько подвижных и/или поворотных задерживающих приспособлений служат обычно для задерживания в первом положении загружаемого материала с целью предварительного нагревания в шахте и обеспечения возможности падения или скольжения вниз подогретого загружаемого материала под действием собственного веса из шахты в другом положении. Задерживающее приспособление может быть выполнено в виде решетки или т.п., которую можно вытягивать сбоку из шахты для открывания выпускного отверстия. Однако задерживающее приспособление может также иметь поворотные пальцы или выступы, которые освобождают выпускное отверстие посредством поворота пальцев или выступов.One or more movable and / or rotary retarding devices are typically used to hold the feed material in the first position for preheating in the shaft and to allow the heated load material to fall or slide down due to its own weight from the shaft in another position. The holding device may be in the form of a grill or the like, which can be pulled laterally from the shaft to open the outlet. However, the restraining device may also have pivoting fingers or protrusions that release the outlet by turning the fingers or protrusions.
Во время предварительного нагревания заряда загружаемого материала в шахте загружаемый материал лежит на задерживающем приспособлении (приспособлениях) и через него проходит поток отходящего газа. При этом отходящий газ вводится в зоне выпускного отверстия шахты в шахтное отверстие и в зоне загрузочного отверстия шахты отводится и, как правило, подается в установку обработки отходящего газа. При этом отходящий газ часто вводится в шахту через выпускное отверстие, при этом задерживающее приспособление (приспособления) должно быть, естественно, проницаемым для отходящего газа или пропускать отходящий газ.During the preheating of the charge of the feed material in the mine, the feed material lies on the holding device (s) and an exhaust gas stream passes through it. In this case, the exhaust gas is introduced into the shaft opening in the area of the mine outlet and is discharged and, as a rule, supplied to the exhaust gas treatment unit in the area of the mine loading opening. In this case, the exhaust gas is often introduced into the mine through the outlet, while the delaying device (s) must, of course, be permeable to the exhaust gas or pass the exhaust gas.
При предварительном нагревании заряда загружаемого материала возникает проблема, состоящая в том, что в нижней зоне шахты происходит более сильное нагревание, чем в верхней зоне шахты. Дополнительно к этому, загружаемый материал на основании своей массы уплотняется в нижней зоне шахты сильнее, чем в верхней зоне. Это проявляется тем сильнее, чем меньше куски скрапа в нижней зоне шахты. Здесь обычно используются скрап с кусками меньшего размера, чем в верхней зоне шахты, с целью демпфирования с помощью состоящего из мелких кусков скрапа падения загружаемого материала в печное пространство при загрузке плавильной печи. Это приводит в целом к тому, что загружаемый материал частично плавится или по меньшей мере начинает плавиться в нижней зоне обычно охлаждаемой шахты и отдельные куски загружаемого материала склеиваются друг с другом.When pre-heating the charge of the feed material, a problem arises in that more heating occurs in the lower zone of the shaft than in the upper zone of the shaft. In addition, the feed material, on the basis of its mass, is denser in the lower zone of the shaft more than in the upper zone. This is manifested the more, the smaller the scrap pieces in the lower zone of the mine. Scrap with pieces of a smaller size than in the upper zone of the shaft is usually used here, in order to damp with the help of a piece of scrap consisting of small pieces of falling material in the furnace space when loading the melting furnace. This generally leads to the fact that the feed material is partially melted or at least begins to melt in the lower zone of the usually cooled shaft and individual pieces of the feed material are glued together.
За счет этого становятся меньше промежуточные пространства между отдельными кусками загружаемого материала, и уменьшается проходное свободное поперечное сечение внутри шахты. Связанное с этим уменьшение потока отходящего газа через заряд загружаемого материала в худшем случае настолько сильное, что происходит запирание шахты загружаемым материалом, и шахта больше не выполняет функцию камина. В результате происходит задымление плавильной печи, т.е. в плавильной печи образуется избыточное давление и отходящий газ выдувается не контролируемым образом через щели и неплотные места между крышкой печи и печным пространством, шахтой и крышкой печи и т.д. в атмосферу.Due to this, the intermediate spaces between the individual pieces of the loaded material become smaller, and the free cross-sectional passage inside the shaft is reduced. The resulting reduction in the flow of exhaust gas through the charge of the feed material in the worst case is so strong that the mine is blocked by the feed material, and the mine no longer acts as a fireplace. As a result, the melting furnace is smoked, i.e. excess pressure is generated in the melting furnace and the exhaust gas is blown out in an uncontrolled manner through slots and leaks between the furnace lid and the furnace space, the shaft and the furnace lid, etc. in atmosphere.
Для восстановления каминного действия шахты, до настоящего времени было необходимо прерывать процесс плавления. Часто в таком случае требуется проведение работ по техническому обслуживанию шахты или задерживающего приспособления (приспособлений). Остановка приводит к не эффективной работе плавильной печи и не желательному дополнительному расходу энергии и, возможно, запасных частей.To restore the chimney action of the mine, until now it was necessary to interrupt the melting process. Often in this case, maintenance work is required on the mine or the delaying device (s). The stop leads to inefficient operation of the melting furnace and undesirable additional consumption of energy and, possibly, spare parts.
Поэтому задачей изобретения является создание способа работы подогревателя загружаемого материала, подогревателя загружаемого материала и снабженной им установки плавильной печи, с помощью которых можно предотвращать задымление плавильной печи.Therefore, the object of the invention is to provide a method of operation of a feed material heater, a feed material heater and a melting furnace installation provided with it, with the help of which it is possible to prevent smoke of the melting furnace.
Задача для способа работы подогревателя загружаемого материала для плавильной печи, при этом подогреватель загружаемого материала содержит шахту с вертикальным шахтным отверстием, которая на своем верхнем конце имеет по меньшей мере одно загрузочное отверстие для заполнения шахтного отверстия кусковым загружаемым материалом, а на своем нижнем конце имеет выпускное отверстие, при этом поперечное сечение шахтного отверстия расширяется, начиная с загрузочного отверстия, в направлении выпускного отверстия, и при этом подогреватель загружаемого материала в зоне выпускного отверстия дополнительно содержит по меньшей мере одно задерживающее приспособление для временного задерживания загружаемого материала в шахте, решена с помощью следующих стадий:The task for the method of operation of the feed material heater for the melting furnace, wherein the feed material heater comprises a shaft with a vertical shaft hole, which at its upper end has at least one loading hole for filling the shaft hole with lumpy loading material, and has an outlet at its lower end hole, while the cross section of the shaft hole expands, starting from the feed hole, in the direction of the outlet, and the heater the material to be pressed in the area of the outlet further comprises at least one delay device for temporarily holding the feed material in the shaft, solved by the following steps:
а) расположения шахты в положении загрузки над и/или сбоку от плавильной печи;a) the location of the mine in the loading position above and / or on the side of the melting furnace;
b) введения загружаемого материала в загрузочное отверстие до заполнения по меньшей мере одной горизонтальной зоны поперечного сечения шахтного отверстия загружаемым материалом, при этом загружаемый материал задерживается в шахте с помощью по меньшей мере одного задерживающего приспособления;b) introducing the feed material into the feed hole until at least one horizontal cross-sectional area of the shaft hole is filled with feed material, the feed material being retained in the shaft using at least one restraining device;
с) вертикального поднимания шахты относительно загружаемого материала, исходя из положения загрузки, в положение предварительного нагревания, при этом образуется по меньшей мере одно вспомогательное отверстие между внутренней стенкой шахты и загружаемым материалом;c) vertical raising of the shaft relative to the feed material, based on the loading position, in the preheating position, with at least one auxiliary hole between the inner wall of the shaft and the feed material;
d) введения отходящего газа плавильной печи в шахтное отверстие в направлении загрузочного отверстия шахты, при этом через загружаемый материал проходит по меньшей мере часть потока отходящего газа, и он нагревается; иd) introducing the waste gas of the smelting furnace into the shaft hole in the direction of the shaft feed opening, whereby at least part of the stream of exhaust gas passes through the feed material and it is heated; and
e) опустошения шахты с помощью по меньшей мере одного задерживающего приспособления, при этом предварительно нагретый загружаемый материал падает вниз через выпускное отверстие.e) emptying the shaft with at least one delay device, whereby the preheated feed material falls down through the outlet.
Задача для подогревателя загружаемого материала, в частности, для выполнения способа, согласно изобретению, при этом подогреватель загружаемого материала содержит шахту с вертикальным шахтным отверстием, которая на своем верхнем конце имеет по меньшей мере одно загрузочное отверстие для заполнения шахтного отверстия кусковым загружаемым материалом, а на своем нижнем конце имеет выпускное отверстие, при этом поперечное сечение шахтного отверстия расширяется, начиная с загрузочного отверстия, в направлении выпускного отверстия, и при этом подогреватель загружаемого материала в зоне выпускного отверстия дополнительно содержит по меньшей мере одно задерживающее приспособление для временного задерживания загружаемого материала в шахте, решена тем, что дополнительно имеется по меньшей мере одно подъемное приспособление для вертикального поднимания шахты относительно задерживаемого с помощью по меньшей мере одного задерживающего приспособления в шахте загружаемого материала.The task for the feed material heater, in particular for carrying out the method according to the invention, wherein the feed material heater comprises a shaft with a vertical shaft opening, which at its upper end has at least one loading hole for filling the shaft opening with lumpy loading material, and at its lower end has an outlet, while the cross section of the shaft hole expands, starting from the boot hole, in the direction of the outlet, and when the volume of the feed material heater in the area of the outlet further comprises at least one delay device for temporarily holding the feed material in the shaft, it is decided that there is additionally at least one lifting device for vertically raising the shaft relative to the shaft with at least one delay device in the shaft of the downloadable material.
По меньшей мере одно подъемное приспособление подогревателя загружаемого материала, согласно изобретению, предназначено, в частности, для вертикального подъема шахты относительно загружаемого материала из положения загрузки, в котором по меньшей мере одна горизонтальная зона поперечного сечения шахтного отверстия заполнена загружаемым материалом, в положение предварительного нагревания, в котором по меньшей мере одно, в частности, кольцеобразное вспомогательное отверстие образовано между внутренней стенкой шахты и задерживаемым загружаемым материалом.At least one lifting device of the feed material heater according to the invention is intended, in particular, for vertically lifting the shaft relative to the feed material from the loading position, in which at least one horizontal cross-sectional area of the shaft opening is filled with the feed material, to the preheating position, in which at least one, in particular, an annular auxiliary hole is formed between the inner wall of the shaft and the delayed loaded material.
В соответствии с этим, в способе, согласно изобретению, сначала заполняют шахту кусковым загружаемым материалом, при этом образуется механически довольно устойчивый конус загружаемого материала в шахтном отверстии, при этом загружаемый материал на некоторых участках находится в непосредственном контакте с внутренней стенкой шахты.In accordance with this, in the method according to the invention, the shaft is first filled with lumpy feed material, and a mechanically rather stable cone of feed material is formed in the shaft opening, while the feed material in some areas is in direct contact with the inner wall of the shaft.
Затем непосредственный контакт между по меньшей мере одной зоной внутренней стенки шахты и загружаемым материалом, в зависимости от выполнения шахты, по меньшей мере на одной стороне полностью или по существу полностью нарушается за счет вертикального поднимания шахты относительно загружаемого материала. При этом, исходя из положения загрузки, шахта приводится в положение предварительного нагревания относительно загружаемого материала, соответственно, конуса загружаемого материала, при этом образуется по меньшей мере одно щелеобразное, в частности кольцеобразное, вспомогательное отверстие между внутренней стенкой шахты и загружаемым материалом, соответственно, конусом загружаемого материала.Then, direct contact between at least one zone of the mine’s inner wall and the feed material, depending on the design of the mine, at least on one side is completely or substantially completely broken due to the vertical elevation of the mine relative to the feed material. Moreover, based on the loading position, the shaft is brought into a pre-heating position relative to the loaded material, respectively, the cone of the loaded material, and at least one slit-like, in particular annular, auxiliary hole is formed between the inner wall of the shaft and the loaded material, respectively, of the cone downloadable material.
Если шахта, исходя из загрузочного отверстия, равномерно расширяется во все стороны в направлении выпускного отверстия, то возникает кольцеобразное вспомогательное отверстие. В противоположность этому, если шахта расширяется лишь на одной - трех сторонах за счет наклонного положения сторон относительно вертикали, в то время как одна зона стенки, соответственно, одна - три стороны выполнены параллельно вертикали, то возникает в зависимости от формы шахты щелеобразное вспомогательное отверстие, которое при круглой или эллиптической форме шахты имеет серповидную форму, а при прямоугольной форме граничащих с каждой наклонной стороной шахты зон имеет прямоугольную форму.If the shaft, starting from the feed opening, expands uniformly in all directions in the direction of the outlet, an annular auxiliary opening occurs. In contrast, if the shaft expands only on one or three sides due to the inclined position of the sides relative to the vertical, while one wall area, respectively, one or three sides are parallel to the vertical, then a slot-like auxiliary hole arises depending on the shape of the shaft, which in the round or elliptical shape of the mine has a crescent shape, and with a rectangular shape adjacent to each inclined side of the mine zone has a rectangular shape.
При этом было установлено, что конус загружаемого материала при образовании по меньшей мере одного вспомогательного отверстия является достаточно стабильным и не складывается, когда внутренняя стенка шахты, которая ограничивает периметр конуса, по меньшей мере на некоторых участках убирается, соответственно, по меньшей мере частично удаляется. Лишь небольшие куски загружаемого материала могут приходить в движение, которое, однако, как показывает опыт, не приводит к тому, что не образуется или по существу не образуется по меньшей мере одно вспомогательное отверстие.It was found that the cone of the loaded material during the formation of at least one auxiliary hole is quite stable and does not fold when the inner wall of the shaft, which limits the perimeter of the cone, is removed at least in some areas, respectively, at least partially removed. Only small pieces of feed can be set in motion, which, however, experience has shown, does not result in at least one auxiliary opening not forming or essentially not forming.
По меньшей мере одно вспомогательное отверстие образует при необходимости проход для отходящего газа, который по меньшей мере в значительной мере или полностью свободен от загружаемого материала, так что по меньшей мере часть отходящего газа из плавильной печи в течение всего времени предварительного нагревания, в котором загружаемый материал остается в шахте, проходит через шахтное отверстие и может использоваться для предварительного нагревания загружаемого материала. Свободное для прохождения потока поперечное сечение шахты, которое до настоящего времени задавалось лишь промежуточными пространствами между имеющимися кусками загружаемого материала, по меньшей мере временно искусственно увеличивается за счет образования при необходимости по меньшей мере одного вспомогательного отверстия, так что отходящий газ всегда может проходить через шахту. Каминный эффект шахты сохраняется, и надежно предотвращается задымление плавильной печи.The at least one auxiliary opening forms, if necessary, an outlet for the exhaust gas, which is at least substantially or completely free of feed material, so that at least a portion of the exhaust gas from the melting furnace during the entire pre-heating time in which the feed material remains in the shaft, passes through the shaft hole and can be used to preheat the feed material. The shaft-free cross section of the shaft, which so far has been defined only by intermediate spaces between the existing pieces of feed material, is at least temporarily artificially increased by the formation, if necessary, of at least one auxiliary opening, so that the exhaust gas can always pass through the shaft. The chimney effect of the mine is maintained, and the smoke of the smelter is reliably prevented.
Пока конус загружаемого материала в шахте обеспечивает возможность прохождения потока в нижней зоне шахты, отходящий газ всасывается по меньшей мере через одно вспомогательное отверстие и промежуточные пространства между кусками загружаемого материала. При уменьшении возможности прохождения потока через конус загружаемого материала в нижней зоне шахты отходящий газ все больше отсасывается по меньшей мере через одно вспомогательное отверстие и может снова попадать лишь дальше вверху в шахте в промежуточные пространства внутри конуса и дальше нагревать загружаемый материал внутри конуса. Это обеспечивает хороший переход тепла из отходящего газа в загружаемый материал.As long as the cone of the feed material in the shaft allows flow in the lower zone of the shaft, the exhaust gas is sucked through at least one auxiliary opening and the intermediate spaces between the pieces of feed. With a decrease in the possibility of flow passing through the cone of the feed material in the lower zone of the mine, the exhaust gas is more and more sucked out through at least one auxiliary hole and can again fall only further up in the shaft into the intermediate spaces inside the cone and further heat the feed material inside the cone. This ensures a good heat transfer from the exhaust gas to the feed material.
По меньшей мере одно задерживающее приспособление выполнено с возможностью поворота, в частности, вокруг поворотной оси, которая расположена горизонтально в зоне стенки шахты параллельно стенке. Предпочтительно, имеются два задерживающих приспособления, лежащих противоположно друг другу в шахте. Однако задерживающее приспособление может быть в качестве альтернативного решения выполнено также в виде подвижного колосника или решетки, например в виде горизонтально сдвигаемого колосника.At least one stopping device is rotatable, in particular around a rotary axis, which is located horizontally in the area of the shaft wall parallel to the wall. Preferably, there are two delaying devices lying opposite each other in the shaft. However, the restraining device can, as an alternative solution, also be made in the form of a moving grate or grate, for example in the form of a horizontally shifted grate.
Поперечное сечение шахтного отверстия расширяется, исходя из загрузочного отверстия, в направлении выпускного отверстия предпочтительно равномерно во все стороны, так что при поднимании шахты относительно загружаемого материала образуется по существу равномерно широкое кольцеобразное отверстие между внутренней стенкой шахты и загружаемым материалом. Это улучшает равномерность нагревания загружаемого материала.The cross section of the shaft opening extends, starting from the feed opening, in the direction of the discharge opening, preferably uniformly in all directions, so that when the shaft is raised relative to the feed material, a substantially uniformly wide annular opening is formed between the shaft interior and the feed material. This improves the uniformity of heating of the feed material.
Стадия d) способа предпочтительно выполняется уже во время выполнения стадии с), или стадий с) и b), или стадий с) и b) и а). В частности, отходящий газ отсасывается постоянно без перерывов из печного пространства в шахту. Это позволяет использовать также время, в котором шахта заполняется и свободное для прохождения потока поперечное сечение шахты целенаправленно увеличивается. За счет этого предварительное нагревание заряда загружаемого материала происходит существенно быстрее без опасности склеивания загружаемого материала уже в начале предварительного нагревания.Step d) of the method is preferably carried out already during step c), or steps c) and b), or steps c) and b) and a). In particular, the exhaust gas is constantly aspirated without interruptions from the furnace space to the mine. This also makes it possible to use the time in which the shaft is filled and the free cross-section of the shaft, which is free for passage of the stream, is purposefully increased. Due to this, the preheating of the charge of the feed material occurs much faster without the danger of bonding of the feed material already at the beginning of the preheating.
Для получения стабильного конуса загружаемого материала загружаемый материал предпочтительно заполняется в шахтное отверстие с плотностью засыпки в диапазоне от 0,4 до 0,8 т/м3. В частности, в шахту загружают преимущественно ребристый загружаемый материал, с целью предотвращения складывания или сползания конуса загружаемого материала при поднимании шахты.In order to obtain a stable cone of the feed material, the feed material is preferably filled into a shaft hole with a filling density in the range of 0.4 to 0.8 t / m 3 . In particular, a predominantly ribbed feed material is loaded into the shaft in order to prevent the cone from folding or sliding down when loading the shaft.
Во время выполнения способа предпочтительно сохраняется непроницаемое для газа соединение, опосредованное или непосредственное, между шахтой и плавильной печью, с целью предотвращения выхода отходящего газа в атмосферу и потери тепла.During the execution of the method, a gas impermeable compound, either directly or indirectly, between the shaft and the smelting furnace is preferably maintained in order to prevent the exhaust gas from entering the atmosphere and heat loss.
Целесообразно, когда по меньшей мере одно задерживающее приспособление закрывает лишь частично выпускное отверстие во время предварительного нагревания загружаемого материала в шахте, и отходящий газ направляется через выпускное отверстие в шахтное отверстие. Таким образом, можно отказаться от дополнительного соединения шахты и печного пространства для перевода отходящего газа в шахту.It is advisable when at least one delaying device covers only partially the outlet during pre-heating of the feed material in the shaft, and the exhaust gas is directed through the outlet into the shaft opening. Thus, it is possible to abandon the additional connection of the mine and the furnace space to transfer the exhaust gas to the mine.
По меньшей мере одно задерживающее приспособление подогревателя загружаемого материала, согласно изобретению, предпочтительно содержит по меньшей мере два задерживающих пальца, которые расположены на расстоянии друг от друга так, что по меньшей мере одно задерживающее приспособление во время задерживания загружаемого материала в шахте лишь частично закрывает выпускное отверстие. За счет этого отходящий газ может проходить непосредственно в выпускное отверстие и тем самым в шахтное отверстие. При использовании двух задерживающих приспособлений пальцы могут быть расположены относительно друг друга так, что пальцы одного задерживающего приспособления направлены к пальцам или в промежуточные пространства между пальцами другого задерживающего приспособления.The at least one retention device of the feed preheater according to the invention preferably comprises at least two retention fingers that are spaced apart so that at least one retention device during retention of the feed material in the shaft only partially covers the outlet . Due to this, the exhaust gas can pass directly into the outlet and thereby into the shaft opening. When using two restraining devices, the fingers can be positioned relative to each other so that the fingers of one restraining device are directed towards the fingers or into the intermediate spaces between the fingers of the other restraining device.
Предпочтительно, когда шахта перемещается относительно загружаемого материала с помощью по меньшей мере одного подъемного приспособления в положение предварительного нагревания или наоборот. При этом по меньшей мере одно подъемное приспособление можно приводить в действие вручную или автоматически.Preferably, the shaft is moved relative to the feed material with at least one lifting device to the preheating position or vice versa. In this case, at least one lifting device can be activated manually or automatically.
По меньшей мере одно подъемное приспособление подогревателя загружаемого материала, согласно изобретению, предпочтительно соединено с шахтой и/или по меньшей мере с одним задерживающим приспособлением.At least one lifting device of the feed material heater according to the invention is preferably connected to a shaft and / or at least one holding device.
При этом для выполнения способа, в частности, предпочтительно, когда по меньшей мере одно подъемное приспособление сцепляется с шахтой, и шахта перемещается в вертикальном направлении. В то время как загружаемый материал остается в своем положении, шахта поднимается вертикально вверх. В данном случае по меньшей мере одно подъемное приспособление может быть образовано, например, с помощью крана или по меньшей мере одного подъемного цилиндра, который находится в зацеплении непосредственно с шахтой или с неподвижно механически соединенной с шахтой несущей конструкцией.Moreover, to perform the method, in particular, it is preferable when at least one lifting device engages with the shaft, and the shaft moves in the vertical direction. While the feed remains in position, the shaft rises vertically. In this case, at least one lifting device can be formed, for example, by means of a crane or at least one lifting cylinder, which is engaged directly with the shaft or with a supporting structure fixedly mechanically connected to the shaft.
В качестве альтернативного решения, по меньшей мере одно подъемное приспособление сцеплено по меньшей мере с одним задерживающим приспособлением, так что по меньшей мере одно задерживающее приспособление, включая задерживаемый на нем загружаемый материал, можно перемещать в вертикальном направлении вниз. Сама шахта в этом случае остается без изменения в своем положении и поднимается лишь относительно загружаемого материала.Alternatively, the at least one lifting device is engaged with at least one restraining device, so that at least one restraining device, including feed material held therein, can be moved downward in a vertical direction. The mine itself in this case remains unchanged in its position and rises only relative to the loaded material.
Предпочтительно, когда в шахтном отверстии измеряют по меньшей мере одно значение отходящего газа, которое характеризует, в частности, количество отходящего газа, и/или давление отходящего газа, и/или объем отходящего газа, и/или скорость отходящего газа, и/или температуру отходящего газа, проходящего через шахтное отверстие, и при этом устанавливают среднюю ширину по меньшей мере одного вспомогательного отверстия, которая соответствует среднему расстоянию между внутренней стенкой шахты и загружаемым материалом, в зависимости по меньшей мере от одного значения отходящего газа.Preferably, at least one value of the exhaust gas is measured in the shaft opening, which characterizes, in particular, the amount of exhaust gas and / or the pressure of the exhaust gas and / or the volume of the exhaust gas and / or the velocity of the exhaust gas and / or the temperature the exhaust gas passing through the shaft hole, and at the same time set the average width of at least one auxiliary hole, which corresponds to the average distance between the inner wall of the shaft and the feed material, depending on less d least of one value of the exhaust gas.
Предпочтительно, вертикальный подъем шахты относительно загружаемого материала выполняют так долго, пока в зоне выпускного отверстия не образуется отрицательное давление отходящего газа, в частности, в диапазоне примерно -10 Па. Это обеспечивает достаточную величину пропускающего поток поперечного сечения в шахте и предотвращение задымления плавильной печи. При этом либо шахту, либо также по меньшей мере одно задерживающее приспособление можно перемещать в зависимости по меньшей мере от одного значения отходящего газа.Preferably, the vertical elevation of the shaft relative to the feed material is carried out so long until a negative pressure of the exhaust gas is generated in the area of the outlet, in particular in the range of about -10 Pa. This provides a sufficient amount of flow-through cross-section in the shaft and the prevention of smoke from the melting furnace. In this case, either the shaft, or also at least one delaying device can be moved depending on at least one value of the exhaust gas.
При достижении измеряемой температуры отходящего газа в зоне загрузочного отверстия определенного значения температуры отходящего газа это может служить в качестве сигнала того, что загружаемый материал достаточно предварительно нагрет и его можно выпускать в направлении плавильной печи или для подачи в плавильную печь.When the measured temperature of the exhaust gas in the zone of the feed opening reaches a certain value of the temperature of the exhaust gas, this can serve as a signal that the feed is sufficiently preheated and can be discharged towards the melting furnace or for feeding it into the melting furnace.
Для этого подогреватель загружаемого материала, согласно изобретению, имеет на шахте по меньшей мере одно измерительное устройство для измерения по меньшей мере одного значения отходящего газа, в частности количества отходящего газа, и/или давления отходящего газа, и/или объема отходящего газа, и/или скорости отходящего газа, и/или температуры отходящего газа, проходящего через шахтное отверстие, при этом предусмотрена возможность управления по меньшей мере одним подъемным устройством и/или по меньшей мере одним задерживающим приспособлением в зависимости по меньшей мере от одного значения отходящего газа с помощью по меньшей мере одного управляющего устройства. Управляющее устройство получает сигнал по меньшей мере от одного измерительного устройства и изменяет на этом основании величину по меньшей мере одного вспомогательного отверстия и/или положение по меньшей мере одного задерживающего приспособления. При этом по меньшей мере одно управляющее устройство рассматривается в качестве дополнительной составляющей части подогревателя загружаемого материала.For this, the feed material heater according to the invention has at least one measuring device in the mine for measuring at least one value of the exhaust gas, in particular the amount of exhaust gas, and / or the pressure of the exhaust gas, and / or the volume of the exhaust gas, and / or the velocity of the exhaust gas, and / or the temperature of the exhaust gas passing through the shaft hole, while it is possible to control at least one lifting device and / or at least one delay device leniem depending on at least one value of the exhaust gas via at least one control device. The control device receives a signal from at least one measuring device and, on this basis, changes the size of the at least one auxiliary opening and / or the position of the at least one delaying device. At the same time, at least one control device is considered as an additional component of the feed material heater.
Для измерения давления отходящего газа в шахте предпочтительно имеется измерительное устройство в зоне выпускного отверстия и другое измерительное устройство в зоне загрузочного отверстия, для того чтобы на основании измеряемых там давлений отходящего газа определять оптимальное положение шахты относительно загружаемого материала и при необходимости устанавливать желаемую разницу давления отходящего газа в шахте посредством изменения положения шахты относительно загружаемого материала.To measure the pressure of the exhaust gas in the mine, there is preferably a measuring device in the area of the outlet and another measuring device in the area of the inlet, so that based on the pressure of the exhaust gas measured there, determine the optimal position of the mine relative to the feed material and, if necessary, set the desired difference in pressure of the exhaust gas in the mine by changing the position of the mine relative to the feed material.
Кроме того, задача решена для установки плавильной печи тем, что она содержит плавильную печь и расположенный над и/или сбоку от плавильной печи подогреватель загружаемого материала, согласно изобретению.In addition, the problem is solved for the installation of the melting furnace in that it contains a melting furnace and located above and / or to the side of the melting furnace, a feed material heater according to the invention.
Плавильная печь предпочтительно является плавильной печью для плавления кускового загружаемого материала в виде металлического скрапа, в частности стального скрапа. Особенно предпочтительно плавильная печь является электродуговой печью, в частности, содержащей кожух печи, верхнюю крышку, по меньшей мере один проходящий через крышку печи электрод и по меньшей мере один проходящий через стенку кожуха печи блок горелки, сжигающей ископаемое топливо. Однако в качестве альтернативного решения это может быть другой тип печи и/или другой подлежащий плавлению загружаемый материал, такой как, например, бой стекла.The melting furnace is preferably a melting furnace for melting lumpy feed material in the form of metal scrap, in particular steel scrap. Particularly preferably, the melting furnace is an electric arc furnace, in particular comprising a furnace casing, a top cover, at least one electrode passing through the furnace cover and at least one fossil fuel burner block passing through the wall of the furnace casing. However, as an alternative solution, this may be a different type of furnace and / or other feed material to be melted, such as, for example, glass breaking.
В одном предпочтительном варианте выполнения установки плавильной печи дополнительно имеется по меньшей мере одна гибкая уплотнительная система, которая в положении загрузки, положении предварительного нагревания или любом другом положении между положением загрузки и положением предварительного нагревания шахты относительно задерживаемого загружаемого материала образует непроницаемое для газа соединение непосредственно или опосредованно между шахтой и плавильной печью. В одном предпочтительном варианте выполнения, в котором подогреватель загружаемого материала расположен над плавильной печью, гибкая уплотнительная система выполнена в виде шлангообразного сильфонного уплотнения, которое, в частности, с одной стороны, соединено непроницаемо для газа с крышкой плавильной печи и, с другой стороны, с периметром шахты.In one preferred embodiment of the installation of the smelting furnace, there is additionally at least one flexible sealing system which, in the loading position, preheating position or any other position between the loading position and the preheating position of the shaft relative to the delayed feed material, forms a gas impermeable compound directly or indirectly between the shaft and the smelter. In one preferred embodiment, in which the feed material heater is located above the melting furnace, the flexible sealing system is in the form of a hose-shaped bellows seal, which, in particular, is on one side connected gas tight to the lid of the furnace and, on the other hand, mine perimeter.
В другом варианте выполнения, в котором шахта расположена, например, сбоку от плавильной печи, при этом загружаемый материал падает, например, в горизонтальную подающую шахту, из которой он с помощью, например, толкателя сдвигается в печное пространство, гибкая уплотнительная система предпочтительно выполнена в виде шлангообразного сильфонного уплотнения, которое, в частности, с одной стороны, соединено непроницаемо для газа с подающей шахтой и, с другой стороны, с периметром шахты подогревателя загружаемого материала.In another embodiment, in which the shaft is located, for example, on the side of the melting furnace, whereby the feed material falls, for example, into a horizontal feed shaft, from which it, for example, is pushed into the furnace space, the flexible sealing system is preferably made in in the form of a hose-shaped bellows seal, which, in particular, on the one hand, is impermeable to gas to the supply shaft and, on the other hand, to the perimeter of the shaft of the feed material heater.
Гибкая уплотнительная система надежно предотвращает выход отходящего газа в атмосферу и потерю тепла.A flexible sealing system reliably prevents exhaust gas from entering the atmosphere and heat loss.
На фиг. 1-12 показаны в качестве примера различные подогреватели загружаемого материала, согласно изобретению, и способы их работы, а также схема снабженной им установки плавильной печи. А именно, на фигурах изображено:In FIG. Figures 1-12 show, by way of example, various heaters of the feed material according to the invention, and methods of their operation, as well as a diagram of the installation of a melting furnace equipped with them. Namely, the figures depict:
фиг. 1 - подогреватель загружаемого материала в положении загрузки;FIG. 1 - heater feed material in the loading position;
фиг. 2 - подогреватель загружаемого материала, согласно фиг. 1, в положении предварительного нагревания;FIG. 2 - feed material heater according to FIG. 1, in the preheating position;
фиг. 3 - подогреватель загружаемого материала, согласно фиг. 1, в первом возможном виде сверху;FIG. 3 - feed material heater according to FIG. 1, in a first possible top view;
фиг. 4 - подогреватель загружаемого материала, согласно фиг. 1, во втором возможном виде сверху;FIG. 4 - feed material heater according to FIG. 1, in a second possible top view;
фиг. 5 - подогреватель загружаемого материала, согласно фиг. 1, в третьем возможном виде сверху;FIG. 5 - feed material heater, according to FIG. 1, in a third possible top view;
фиг. 6 - схема установки плавильной печи с подогревателем загружаемого материала, согласно фиг. 1, в положении загрузки;FIG. 6 is a installation diagram of a melting furnace with a feed material heater, according to FIG. 1, in the loading position;
фиг. 7 - схема установки плавильной печи, согласно фиг. 6, с подогревателем загружаемого материала, согласно фиг. 2, в положении предварительного нагревания; иFIG. 7 is a installation diagram of a melting furnace according to FIG. 6 with a feed preheater according to FIG. 2, in the preheating position; and
фиг. 8-12 - способ работы подогревателя загружаемого материала на основе установки плавильной печи, согласно фиг. 6 и 7.FIG. 8-12 illustrates a method of operating a feed material heater based on the installation of a melting furnace according to FIG. 6 and 7.
На фиг. 1 показан подогреватель 1 загружаемого материала, который содержит шахту 2 с вертикальным шахтным отверстием 2а. Шахта 2 имеет на своем верхнем конце загрузочное отверстие 3 для заполнения шахтного отверстия 2а кусковым загружаемым материалом 50 (загружаемый материал и его положение в шахте показано схематично лишь для иллюстрации) и на своем нижнем конце - выпускное отверстие 4 для передачи загружаемого материала 50 из шахтного отверстия 2а в плавильную печь (см. фиг. 6 или 7) или в качестве альтернативного решения в подающую шахту, из которой он сдвигается в направлении плавильной печи.In FIG. 1 shows a
Поперечное сечение шахтного отверстия 2а расширяется, исходя из загрузочного отверстия 3, в направлении выпускного отверстия 4. Подогреватель 1 загружаемого материала содержит в данном случае в зоне выпускного отверстия 4 дополнительно два поворачиваемых вокруг поворотной оси 5а задерживающих приспособления для временного задерживания загружаемого материала 50 в шахте 2. Зона поворота задерживающих приспособлений 5 вокруг соответствующей поворотной оси 5а показана здесь с помощью двойных стрелок и штриховых линий.The cross section of the
Кроме того, имеется по меньшей мере одно, изображенное лишь схематично, подъемное приспособление 6 для вертикального подъема шахты 2 относительно задерживаемого в шахте 2 загружаемого материала 50. Функция подъема и опускания подъемного приспособления 6 обозначена здесь двойной стрелкой. Подъемное приспособление 6, способное поднимать вертикально шахту, может быть, например, комбинацией подъемных проушин на шахте 2 с краном или же подъемным цилиндром, сцепленным с шахтой или с соединенной механически неподвижно с шахтой несущей конструкцией.In addition, there is at least one
В одном не изображенном здесь альтернативном варианте выполнения изобретения, подъемное приспособление может быть также или дополнительно сцеплено с задерживающим приспособлением, соответственно, с его поворотными осями, соответственно, с электрическим приводом для перемещения этих компонентов, и изменять положение задерживающего приспособления 5, включая загружаемый материал 50, относительно шахты 2.In one alternative embodiment of the invention not shown here, the lifting device may also or additionally be coupled to the delay device, respectively, with its rotary axes, respectively, with an electric drive for moving these components, and change the position of the
Подъемное приспособление 6 предназначено для вертикального подъема шахты 2 относительно загружаемого материала 50 из показанного на фиг. 1 загрузочного положения, в котором по меньшей мере одна горизонтальная зона поперечного сечения шахтного отверстия 2а заполнена загружаемым материалом 50, в показанное на фиг. 2 положение предварительного нагревания.The
В показанном на фиг. 2 положении предварительного нагревания шахта 2 вертикально приподнята относительно загружаемого материала 50 из загрузочного положения, согласно фиг. 1, при этом образовано по меньшей мере одно щелеобразное или кольцеобразное вспомогательное отверстие 7 между внутренней стенкой шахты 2 и остающимся в своей конусной форме загружаемым материалом 50.As shown in FIG. 2, in the preheating position, the
На шахте 2 имеется по меньшей мере одно измерительное устройство 9 для измерения по меньшей мере одного значения отходящего газа, в частности количества отходящего газа, и/или давления отходящего газа, и/или объема отходящего газа, и/или скорости отходящего газа, и/или температуры отходящего газа, проходящего через шахтное отверстие 2а. В данном случае предусмотрена возможность управления подъемным приспособлением 6 и/или задерживающим приспособлением 5 в зависимости по меньшей мере от одного значения отходящего газа с помощью по меньшей мере одного управляющего устройства 10. Так, например, управляющее устройство 10 при измерении давления отходящего газа, объема отходящего газа или скорости отходящего газа, которые лежат ниже заданного порогового значения, может вызывать дальнейшее поднимание шахты 2 с помощью подъемного приспособления 6, с целью увеличения по меньшей мере одного щелевидного или кольцеобразного вспомогательного отверстия 7 и увеличения поперечного сечения для проходящего из плавильной печи потока отходящего газа. При давлении отходящего газа, которое лежит ниже заданного порогового значения, может вызываться подъем шахты 2 с помощью подъемного приспособления 6, с целью увеличения по меньшей мере одного вспомогательного отверстия 7 и увеличения поперечного сечения для прохождения потока отходящего газа из плавильной печи, для того чтобы большее количество отходящего газа проходило через шахту 2 и загружаемый материал 50 и он оптимально нагревался. В соответствии с этим, положение шахты 2 относительно конуса загружаемого материала 50 можно автоматически и динамически согласовывать с параметрами отходящего газа.At the
Кроме того, при измерении определенной температуры отходящего газа можно также приводить в действие задерживающее приспособление 5 с помощью управляющего устройства 10. При превышении температуры отходящего газа, например, определенного порогового значения, при которой можно с уверенностью ожидать плавления загружаемого материала 50 в шахте, можно автоматически инициировать процесс поворота, так что загружаемый материал 50 может в направлении силы тяжести падать или скользить вниз из шахты 2 через выпускное отверстие 4, так что предотвращается сильное склеивание с задерживающими приспособлениями 5.In addition, when measuring a certain temperature of the exhaust gas, the
На фиг. 3-5 показан подогреватель 1 загружаемого материала, согласно фиг. 1, в соответствующем возможном виде сверху. Одинаковые с фиг. 1 и 2 элементы обозначены теми же позициями.In FIG. 3-5 a
Как показано на фиг. 3, периметр шахты 2 подогревателя 1 загружаемого материала выполнен, например, прямоугольным. Загрузочное отверстие 3 и не видимое здесь выпускное отверстие 4 выполнены квадратными, при этом все четыре стороны шахты 2 выполнены с равномерным наклоном относительно вертикали. При поднимании шахты 2 относительно загружаемого материала 50 образуется кольцеобразное вспомогательное отверстие 7.As shown in FIG. 3, the perimeter of the
Как показано на фиг. 4, периметр шахты 2 также выполнен прямоугольным. Однако лишь две из четырех сторон шахты 2 выполнены наклонными, в то время как две остальные стороны ориентированы вертикально. При поднимании шахты 2 относительно загружаемого материала 50 образуются два щелевидных прямоугольных вспомогательных отверстия 7 в зоне наклонных боковых стенок шахты 2.As shown in FIG. 4, the perimeter of the
Как показано на фиг. 5, периметр шахты 2 подогревателя 1 загружаемого материала выполнен, например, круглым. Загрузочное отверстие 3 и не видимое здесь выпускное отверстие 4 выполнены в данном случае круглыми, при этом диаметр шахты 2 равномерно расширяется в направлении выпускного отверстия 4, начиная с загрузочного отверстия 3. При поднимании шахты 2 относительно загружаемого материала 50 в этом случае образуется также кольцеобразное вспомогательное отверстие 7.As shown in FIG. 5, the perimeter of the
Предпочтительно, при этом средние точки загрузочного отверстия 3 и выпускного отверстия 4 лежат на продольной оси шахты 2. Однако это не обязательно. Окружные формы загрузочного отверстия 3 и выпускного отверстия 4 могут также отличаться друг от друга, как показано, например, на фиг. 4.Preferably, the midpoints of the
На фиг. 6 схематично показана установка 100 плавильной печи, содержащая плавильную печь 110 и расположенный над плавильной печью 110 подогреватель 1 загружаемого материала, согласно фиг. 1, в положении загрузки. На фиг. 7 схематично показана установка 100 плавильной печи, согласно фиг. 6, с подогревателем 1 загружаемого материала, согласно фиг. 2, в положении предварительного нагревания. Одинаковыми позициями обозначены одинаковые с фиг. 1 и 2 элементы. Для того чтобы при вертикальном поднимании шахты 2 относительно загружаемого материала 50 не провоцировать выход отходящего газа в зоне перехода между плавильной печью 110 и подогревателем 1 загружаемого материала, возможно имеется по меньшей мере одна гибкая уплотнительная система 8, которая в положении загрузки, положении предварительного нагревания и в каждом другом положении между положением загрузки и положением предварительного нагревания шахты 2 относительно задерживаемого загружаемого материала 50 образует непроницаемое для газа соединение между шахтой 2 и в данном случае плавильной печью 110. В данном случае в качестве уплотнительной системы 8 имеется шлангообразное сильфонное уплотнение из устойчивого к высокой температуре материала, который непроницаем для отходящего газа из плавильной печи 110.In FIG. 6 schematically shows a
На фиг. 8-12 схематично показан способ работы подогревателя 1 загружаемого материала, согласно фиг. 1 и 2, на основании установки 100 плавильной печи, согласно фиг. 6 и 7. При этом по меньшей мере одно измерительное устройство 9, управляющее устройство 10 и провода для передачи данных и сигналов управления между управляющим устройством 10, по меньшей мере одним измерительным устройством 9 и задерживающими приспособлениями 5, соответственно, их электрическими приводами, для наглядности не изображены.In FIG. 8-12 schematically shows the method of operation of the
Как показано на фиг. 8, шахта 2 подогревателя 1 загружаемого материала расположена в положении загрузки над плавильной печью 110, печное пространство 110а которой здесь уже заполнено кусковым загружаемым материалом 50 в виде металлического скрапа. Подогреватель 1 загружаемого материала расположен здесь над отверстием 110d в крышке 110с плавильной печи 110, которая закрывает сверху кожух 110b плавильной печи 110. Выпускное отверстие 4 сидит в этом примере выполнения точно над отверстием 110d в крышке 110с печи, так что задерживающие приспособления 5 можно поворачивать в печное пространство 110а. Непроницаемое для газа соединение между крышкой 110с печи и шахтой 2 выполнено с помощью шлангообразной гибкой уплотнительной системы 8.As shown in FIG. 8, the
Для отсасывания отходящего газа 12а из печного пространства 110а имеется отсос 12 отходящего газа. Отходящий газ 12а из печного пространства 110а всасывается через выпускное отверстие 4 в шахту 2, поднимается в шахтном отверстии 2а вверх и отсасывается через загрузочное отверстие 3 или в зоне загрузочного отверстия 3. При прохождении через шахтное отверстие 2а шахты 2 отходящий газ 12а нагревает следующий предусмотренный для плавления, накапливаемый с помощью задерживающих приспособлений 5 заряд кускового загружаемого материала 50а. При этом загружаемый материал 50а подают в шахту 2 так долго, пока не будет заполнена загружаемым материалом 50а по меньшей мере одна горизонтальная зона поперечного сечения шахтного отверстия 2а. Образуется механически стабильный, самоудерживающийся конус из загружаемого материала 50а.For suction of the
Как показано на фиг. 9, затем осуществляется вертикальный подъем шахты 2 относительно загружаемого материала 50а, исходя из положения загрузки, в положение предварительного нагревания, при этом образуется по меньшей мере одно вспомогательное отверстие 7 между внутренней стенкой шахты 2 и загружаемым материалом 50а. Отходящий газ 12а проходит теперь через это по меньшей мере одно вспомогательное отверстие 7, а также через кусковой загружаемый материал 50а в направлении отсоса 12 отходящего газа. Если во время предварительного нагревания требуется коррекция положения шахты 2, то ее можно снова соответствующим образом позиционировать вертикально. Возможен также перевод шахты 2а в положение загрузки уже еще во время предварительного нагревания, когда достаточное количество отходящего газа 12а может проходить через конус загружаемого материала 50а. Это может осуществляться, например, при небольшой плотности засыпки загружаемого материала.As shown in FIG. 9, then the
В то же время в печном пространстве 110а плавится имеющийся там загружаемый материал 50 и образует расплав 60, как показано на фиг. 10. Если загружаемый материал 50 расплавился или имеется достаточно высокий уровень расплава, то расплав 60 полностью или по меньшей мере частично выпускают из плавильной печи 110 через отверстие 70. Для этого печной кожух 110b часто наклоняют, как показано на фиг. 10. Однако можно использовать также имеющийся в зоне дна печного кожуха 110b выход, при этом не требуется наклонять печной кожух 110b.At the same time, the
Предварительно нагретый за это время желаемым образом с помощью отходящего газа 12а загружаемый материал 50а в шахте 2 опустошается в печной кожух 110b, как показано на фиг. 11, посредством поворота задерживающих приспособлений 5 в направлении печного пространства 110а.Pre-heated during this time in the desired manner with the help of the
Затем, как показано на фиг. 12, задерживающие приспособления 5 поворачиваются обратно. Начинается следующий цикл плавления тем, что предварительно нагретый загружаемый материал 50а плавится в печном пространстве 110а, и новый заряд кускового загружаемого материала 50b, изображенного здесь лишь схематично в виде стрелки, загружается в шахту 2. Для этого может быть необходимо на короткое время удалять отсос 12 отходящего газа с загрузочного отверстия 3, для обеспечения возможности загрузки нового, еще холодного загружаемого материала 50b в шахтное отверстие 2а. Однако, можно также применять отсос 12 отходящего газа, который можно открывать с помощью по меньшей мере одного золотника и/или по меньшей мере одной заслонки так, что новый загружаемый материал 50b можно загружать через отсос 12 отходящего газа в шахтное отверстие 2а.Then, as shown in FIG. 12, the
Как только шахта 2 снова заполнена, как показано на фиг. 8, способ повторяется.Once the
Следует отметить, что как показанный здесь подогреватель загружаемого материала, так и показанная лишь схематично установка плавильной печи служат в качестве примера для иллюстрации способа, согласно изобретению. Также расположение подогревателя загружаемого материала относительно плавильной печи выбрано лишь в качестве примера. Кроме того, подробно не показано, что плавильная печь может быть электродуговой печью, в которой через крышку печи проходят электроды, при этом работающие на ископаемом топливе блоки горелок проходят через стенку кожуха печи. Также лишь схематично показано подъемное устройство (устройства), которое способно поднимать шахту относительно загружаемого материала в вертикальном направлении. Так, наряду с краном или потолочным краном можно применять также один или несколько подъемных цилиндров. При этом подъемный цилиндр или несколько подъемных цилиндров могут быть смонтированы на крышке печи, рабочей площадке печи, фундаменте и т.д. и находиться в зацеплении с шахтой для ее поднимания, соответственно, опускания. Так смонтированные подъемные приспособления могут быть также предназначены для вертикального опускания или поднимания задерживающих приспособлений и тем самым расположенного на них загружаемого материала, без отхода от идеи изобретения.It should be noted that both the feed material heater shown here and the installation of the melting furnace shown only schematically serve as an example to illustrate the method according to the invention. Also, the location of the feed material heater relative to the melting furnace is selected as an example only. In addition, it has not been shown in detail that the melting furnace can be an electric arc furnace in which electrodes pass through the furnace lid, while fossil fuel-fired burner blocks pass through the wall of the furnace casing. Also only schematically shown a lifting device (s) that is capable of lifting the shaft relative to the feed material in the vertical direction. Thus, in addition to a crane or ceiling crane, one or more lifting cylinders can also be used. In this case, the lifting cylinder or several lifting cylinders can be mounted on the lid of the furnace, the working platform of the furnace, the foundation, etc. and be in mesh with the shaft for raising, respectively, lowering. So mounted lifting devices can also be designed to vertically lower or raise the holding devices and thereby the material loaded on them, without departing from the idea of the invention.
Claims (19)
используют подогреватель (1) загружаемого материала для подогрева загружаемого в плавильную печь (110) материала, содержащий вертикальную шахту (2), которая на своем верхнем конце имеет по меньшей мере одно загрузочное отверстие (3) для заполнения шахты кусковым загружаемым материалом (50), а на своем нижнем конце имеет выпускное отверстие (4), в зоне которого расположено по меньшей мере одно задерживающее приспособление (5) для временного задерживания загружаемого материала (50) в шахте (2), при этом поперечное сечение (2а) шахты расширяется, начиная с загрузочного отверстия (3), в направлении выпускного отверстия (4),
и осуществляют следующие стадии:
a) располагают шахту (2) в положении загрузки над и/или сбоку от плавильной печи (110);
b) вводят загружаемый материал (50) в загрузочное отверстие (3) до заполнения по меньшей мере одной горизонтальной зоны поперечного сечения (2а) шахты загружаемым материалом (50), при этом загружаемый материал (50) задерживается в шахте (2) с помощью по меньшей мере одного задерживающего приспособления (5);
c) поднимают вертикально шахту (2) относительно загружаемого материала (50), исходя из положения загрузки, в положение предварительного нагревания с образованием по меньшей мере одного вспомогательного отверстия (7) между внутренней стенкой шахты (2) и загружаемым материалом (50);
d) вводят отходящий газ (12а) плавильной печи (110) в шахту (2) в направлении загрузочного отверстия (3) шахты (2), при этом через загружаемый материал (50) проходит по меньшей мере часть потока отходящего газа (12а) для его нагрева; и
e) опустошают шахту (2) с помощью по меньшей мере одного задерживающего приспособления (5), при этом предварительно нагретый загружаемый материал (50) направляют вертикально вниз через выпускное отверстие (4).1. The method of heating the feed material in the melting plant (100), in which
using a feed material heater (1) for heating a feed material loaded into the melting furnace (110), comprising a vertical shaft (2), which at its upper end has at least one loading hole (3) for filling the shaft with lumpy loading material (50), and at its lower end has an outlet (4), in the area of which there is at least one stopper (5) for temporarily holding the feed material (50) in the shaft (2), while the cross section (2a) of the shaft expands, starting with a feed inlet (3) towards the outlet (4),
and carry out the following steps:
a) position the shaft (2) in the loading position above and / or to the side of the melting furnace (110);
b) introduce the feed material (50) into the feed opening (3) until at least one horizontal zone of the cross-section (2a) of the mine is filled with feed material (50), while the feed material (50) is held in the shaft (2) by at least one restraint (5);
c) vertically raise the shaft (2) relative to the feed material (50), based on the loading position, in the pre-heating position with the formation of at least one auxiliary hole (7) between the inner wall of the shaft (2) and the feed material (50);
d) introducing the off-gas (12a) of the smelting furnace (110) into the shaft (2) in the direction of the feed opening (3) of the shaft (2), with at least a portion of the off-gas stream (12a) passing through the feed material (50) for its heating; and
e) empty the shaft (2) with at least one holding device (5), with the preheated feed material (50) being directed vertically downward through the outlet (4).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102010039112.3 | 2010-08-10 | ||
| DE102010039112 | 2010-08-10 | ||
| PCT/EP2011/062914 WO2012019913A1 (en) | 2010-08-10 | 2011-07-27 | Method for operating a charging material preheater and charging material preheater and smelting furnace system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013110305A RU2013110305A (en) | 2014-09-20 |
| RU2576973C2 true RU2576973C2 (en) | 2016-03-10 |
Family
ID=44629688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013110305/02A RU2576973C2 (en) | 2010-08-10 | 2011-07-27 | Method of heating of loaded metal in melting unit, and heater of loaded material and melting unit |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2603757A1 (en) |
| MX (1) | MX2013001556A (en) |
| RU (1) | RU2576973C2 (en) |
| WO (1) | WO2012019913A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014115671A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-12 | Gerhard Fuchs | MELTING DEVICE AND MELTING METHOD |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5647288A (en) * | 1992-10-16 | 1997-07-15 | Nippon Steel Corporation | Scrap conveyor having improved scrap pre-heating construction |
| EP1060275A1 (en) * | 1998-02-23 | 2000-12-20 | Arcmet Technologie Gmbh | Device for preheating charging stock, comprising replaceable stack wall sections |
| RU2293938C1 (en) * | 2005-09-29 | 2007-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СЛОТ" | Scrap heater of electric-arc steel-melting mean- and low- power furnace by means of flue gases |
| RU2295683C2 (en) * | 2001-08-20 | 2007-03-20 | Фаи Фукс Гмбх | Metallurgical furnace and charging basket for it |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3940558A1 (en) | 1989-12-07 | 1991-06-13 | Fuchs Technology Ag | Arc melting furnace |
| DE3906653A1 (en) | 1989-03-02 | 1990-09-06 | Fuchs Technology Ag | Melt-down unit with shaft-type charging-material preheater |
-
2011
- 2011-07-27 RU RU2013110305/02A patent/RU2576973C2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-07-27 MX MX2013001556A patent/MX2013001556A/en active IP Right Grant
- 2011-07-27 EP EP11740625.6A patent/EP2603757A1/en not_active Withdrawn
- 2011-07-27 WO PCT/EP2011/062914 patent/WO2012019913A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5647288A (en) * | 1992-10-16 | 1997-07-15 | Nippon Steel Corporation | Scrap conveyor having improved scrap pre-heating construction |
| EP1060275A1 (en) * | 1998-02-23 | 2000-12-20 | Arcmet Technologie Gmbh | Device for preheating charging stock, comprising replaceable stack wall sections |
| RU2295683C2 (en) * | 2001-08-20 | 2007-03-20 | Фаи Фукс Гмбх | Metallurgical furnace and charging basket for it |
| RU2293938C1 (en) * | 2005-09-29 | 2007-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СЛОТ" | Scrap heater of electric-arc steel-melting mean- and low- power furnace by means of flue gases |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX2013001556A (en) | 2013-03-07 |
| RU2013110305A (en) | 2014-09-20 |
| WO2012019913A1 (en) | 2012-02-16 |
| EP2603757A1 (en) | 2013-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6886476B2 (en) | Vertical refuse incinerator for incinerating wastes and method for controlling the same | |
| CN102177221B (en) | Gas distribution device for primary air in a coke oven | |
| CN104949105B (en) | One kind automatically controls biomass combustion system | |
| CN203836974U (en) | Garbage incinerator feeding device with water cooling and fire fighting functions | |
| CN103939916A (en) | Garbage incinerator feeding device having water-cooling and fire-fighting functions | |
| CN1902329A (en) | Method for pre-heating, transforming and melting a metal charge and relative plant | |
| RU2576973C2 (en) | Method of heating of loaded metal in melting unit, and heater of loaded material and melting unit | |
| JP2014126232A (en) | Waste charging apparatus | |
| MXPA05000620A (en) | Process for burning of particulate mineral solids. | |
| RU2293938C1 (en) | Scrap heater of electric-arc steel-melting mean- and low- power furnace by means of flue gases | |
| CN217383738U (en) | Flat pendulum type metallurgical furnace | |
| CN102052834A (en) | Improvement structure of regenerative fuel gas aluminum melting furnace | |
| RU2606349C1 (en) | Rotary inclined furnace | |
| JP5436784B2 (en) | Vertical firing furnace | |
| CN210267927U (en) | Alloy heating furnace | |
| CN209415435U (en) | A kind of biological particles combustion furnace convenient for quick feeding | |
| JP2921380B2 (en) | Electric arc furnace with pre-tropics | |
| JP2000039267A (en) | Refuse melting furnace and refuse melting equipment using the same | |
| CN205425017U (en) | Automatic burning furnace that fires of numerical control | |
| CN203286865U (en) | Efficient directly-heated type powdery material dryer | |
| JP2006064206A (en) | Lime baking furnace and its operation method | |
| CN109059540A (en) | A kind of waste aluminum smelting furnace | |
| JP2921381B2 (en) | Electric furnace with rotating pre-tropics | |
| CN211552500U (en) | Automatic roasting temperature adjusting system | |
| CN105423350B (en) | A kind of material wind steadily lacks the biomass combustion furnace of Mars |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170728 |