SU1201322A1 - Способ производства стали из стального лома - Google Patents

Abstract

1.СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ ИЗ СТАЛЬНОГО ДрМА, включакнций предварительный подогрев лома, его расплавление в шахтной печи с использованием газообразного топлива и последующую доводку расплава до требуемого состава и температуры в конвертере с получением стали, шлака и газообразного топлива путем подачи в ванну конвертера углеродсодержащих материалов, окислительного газа и флюсующих добавок, отличающийс  тем, что, с цепью сокращени  энергетических затрат и повышени  выхода годного, окислительный газ и углеродсодержапще добавки подают с коэффициентом расхода окислител  0,50-0,53 с учетом кислорода восстанавливаемых окислов железа, газообразное топливо подают в зону расплавлени  лома вместе с газообразным окислителем с коэффициентом расхода окислител  0,5-0,8 oT стехиометрического . 2, Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  более полного использовани  тепла газообразного топлива, в зону подогрева лома дополнительно поND дают 1 азообразный окислитель с коэффициентом расхода 1,0-1,5 от стехиометрического . СО IVD

Description

,

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к производству ртали , и-может быть использовано в непрерывном сталеплавильном процессе.

Цель изобретени  - сокращение энергетических затрат и повышение выхода годного.

Способ осуществл ют следующим образом .

В шахтной печи производ т предварительньш подогрев и расплавление лома за счет физического и химического тепла газообразного топлива , поступающего из конвертера. Образующийс  в шахтной печи расплав самотеком поступает в конвертер, в который подают углеродсодержащие материалы, газообразный окислитейь и флюсующие добавки. В ванне конвер.тера металлический расплав довод т по составу и температуре. Газообразный окислитель и углеродсодержащие добавки подают в ванну с коэффициентом расхода окислител  об 0,5-0,53.

Расход вдуваемого в ванну кислорода назначают с учетом кислорода

Параметры

oi

asu,

Удельный приход тепла

ккал

от 1 кг угл , q

УЗ кг

Расход угл  в плавильный конвертер, р кг/т

Окисленность железа в

-п -07

шлаке, л

Потери железа со шлаком

Как следует из табл.1, расход газообразного окислител  в пределах 0,50-0,53 обеспечивает оптимальную Окисленность конечного шлака.

I

При этих значени х достигаютс 

умеренные потери железа в шлаке до 2% при расходе угл  90-95 кг/т. Уменьшение oiijg 0,5 уменьшает окисленность шлака и соответственно потери железа, но при этом резко сокращаетс  приход тепла от угл  и растет его необходимый расход.

01322

окислов железа, освобождаемого при восстановлении последнего. Этот расход обеспечивает выделение из ванны

гор чих технологических газов, содержащих не менее 90 объемных процентов окиси углерода и водорода.

Указанные газы поступают в шахтную печь, куда в зону плавлени  подают газообразный окислитель с расходом в пределах 0,5-0,8 от стехиометрического дп  сжигани  части технологических газов и поддержани  восстановительного потенциала в газовой фазе , снижающего окисление железа при плавлении, а в зону предварительного подогрева лома подают газообразный окислитель с коэффициентом расхода в пределах 1,0-1,5 от .стехиометрического , полностью дожига  технологический газ в низкотемпературной

зоне шахтной печи.

, В табл.1 приведены данные изменени  основных параметров в зависимости от - коэффициента расхода окислени  дл  углеродсодержащих добавок .

Т а б л и ц а 1

.1

Значени  параметров

г0 ,6 0,53 0,5 1500 1200 1100

90

85

15-20 8-12

2,5-3,0 1,5-2,0 С увеличением aijji 0,53 растет окисленность шпака и потер  железа с ним. Расход угл  при этом уменьшаетс , но весьма незначительно, поскольку дальнейшее его сокращение невозможно из-за необходимости обеспечить теплопитание продуктами газификации угл  шахтной части агрегата. В табл.2 приведены данные изменеки  основных параметров плавки в зависимости от.ог - коэффициента расхода окислител  и газообразного топлива в зоне расплавлени  лома.

Т а б л и ц а 2

2-4

85

еРасход газообразного окислител , подаваемого в плавильную зону шахтной печи в пределах 0,5-0,8 от стехиометрического , позвол ет получить расплав, окисленность которого не превышает 10%, что. снижает энергозатраты на его восстановление. При этом расход углеродсодержащего материала , мен етс  в незначительных пределах 85-95 кг/т, а температура в камере сгорани  достаточно высока  (1700-2200 °С), чтобы обеспечить плавление лома.

Дальнейшее увеличение о( приводит к повышенному окислению

Параметры

-дом

Наличие в отход щих газах продуктов неполного горени ,% СО 0,5-1,5 Температура в зоне дожигани , С

Расход газообразного окислител , подаваемого в зону шахтной печи, где происходит предварительный подогрев лома, в пределах 1,0-1,5 от стехиометрического обеспечивает полное дожигание технологических Газов в самой шахтной печи в ус- . лови х относительно невысоких температур , при которых окисление железа незначительно, что сокращает общие удельные энергозатраты и

4-6

6-8

8-10 85 95 105

1400

1700 2200

2300

лома

росту расхода топлии ва.

Снижение oi г 0,5 недопустимо из-за уменьшени  температуры в камере сгорани  - 1700°С, при которой отсутствует достаточный температурный напор дл  плавлени  стального , лома (tn ).

В табл. 3 приведены данные изменени  параметров плавки в зависимости -коэффициента расхода газообразного окислител  при дожигании газообразных продуктов в зоне подогрева лома.

ТаблицаЗ

Значени  параметров

1,5

1,0

900

1000

1000

.1000

исключает выбрось за пределы печи несгоревших токсичных газов, содержащих СО.

При снижении в отход щих газах по в тс  продукты неполного горени  (со), что недопустимо по нормам техники безопасности.

При увеличении «г 1,5 будет излишне снижатьс  температура дожигаемых газов. Уменьшение энергетических затра снижение удельного расхода углерод держащих материалов, достигаетс  п держанием в конвертере оптимальног BoccTaHOBHTejibHoro потенциала системы , при котором в газовой фазе с держитс  не более СО + Н,,0, что соответствует коэффициенту рас да окислител  при конвертерной про дувке ганны углбкислородной фурмой в пределах 0,5-0,53 с учетом кислорода восстанавливаемых окислов железа. Такой коэффициент расхода окислител  обеспечивает восстановление большей части железа, окисленного при расплавлении лома, что в свою очередь приводит к увеличению выхода годного. Экономи  расхода углеродсодержащих материалов достигаетс  также за счет того, что в зону расплавлени  лома подают окислитель с коэффициентом расхода в пределах 0,5-0,8 от стехиометрического, что позвол ет в требуемых пределах независимо измен ть температурные и окислительные услови  рас лавлени  лома, обеспечивающие заданную производительность шахтной чи с минимальным окислением железа Этой же цели служит и подача газообразного окислител  в низкотемпературную зону подогрева лома с коэффициентом расхода в пределах 1,0 1,5, обеспечивающим полное дожигание газообразного топлива в зоне с температурой, при которой окисление железа в. факеле с окислительным потенциалом незначительно. В примере, описанном ниже, количество и состав реагентов энергоносителей , участвующих в процессе, приведень: в расчете на 1 т жидкой стали., В ломоплавильную шахту загружают стальной лом в количестве Од 1,02 т/т, которьй в верхних горизонтах шахты может подогреватьс  продуктами сгорани , образующимис  при дожигании газов, поступающих из горна (ниже в тексте приводитс  характеристика и состав дожигаемых газов). По мере нагрева лом опускаетс  в горн шахты, где за счет физического и химического тепла газов (температура 1600с, состав, % по объему: СО 68,3; СО г 3,5; Hj, 21,9; Н.О 1,7; N 4,6 при соотношении CO:CO, и :Hjp 93:7, сжигав мых с коэффициентом избытка воздуха ос - 0,8, лом расплавл етс  с частичным окислением, пор дка 6,0%. Поддержанием в продуктах сгорани  содержани  восстановительных по отношению к железу газов (СО и Н) в количестве 25-7% достигают..получение окисленности лома в шихте, не превышающей 6% при плотности лома 1-1,5 т/м. Расплав лома, окисленного до 6%, поступает в восстановительный конвертер общей массой 1038 кг/т (в том числе 79 кг/т окислов железа, в которых содержитс  17,5 кг/т кислорода ) . В конвертер через фурму подаетс  .углеродсодержащий материал уголь кузнецкий, следующего состава ,%: с 75,8; Н 3,6; N 1,7; W 2,0; о 1,7; А 14,7; S 0,4, в количестве 92,7 кг/т стали (определ етс  по тепловому балансу из выражени  CTU (,7) кг/т, где х дол  окисленного железа в конкретном случае х 0,06). Через ту же фурму в конвертер подают газообразный окислитель технический кислород в количестве G,. 75,6 кг/т (или G| (708,1х+ +33,1) кг/т. . . Коэффициент расхода окислител  определ етс  как отношение расхода кислорода, введенного с газообразным окислителем и окислами железа, к стехиометрическому расходу, необходимому дл  полного окислени  углеродсодержащей части угл . В данном примере Vo- дл  кузнецкого угл  составл ет 2 кг/кг угл  или 184,2 кг/т в общем виде 2Gu (1962х+67,4) кг/т. Коэффициент расхода окислител  дл  конкретного примера составл ет «С 0,504. 11пи в общем виде 21Сц+5 708,х ЗЗИ+292х при ,05-0,1 (5-10% окислени  железа ) , оеобц 0,503-0,506.

/

При другом составе угл  of. может достигать значени , равного 0,53.

При поддержании такого из конвертерной ванны выдел етс .газ, параметры которого указаны вьпаё (при описании процесса расплавление лома).

Такой газ  вл етс  восстановительным по отношению к окислам .железа и в конвертерной ванне восстанавливаетс  больша  часть окислов, поступающих с расплавом.

В шлаке остаетс  около 20 кг закиси железа, что соответствует потере 1,5% железа, а с учетом угара железа, который при углекислородной продувке составл ет 0,5%, выход жидкой стали в процессе по предлагаемому способу составит величину пор дка 98%.

Расход условного топлива, включа  производство кислорода и электроэнергии дл  работы агрегата, составит 140 кг.

013228 .

В способе rio прототипу (КУЗ-процесс ) расход первичных энергоносителей на 40% ниже, чем при электропереплаве лома. Поскольку при элект5 ропереплаве расход энергии составл ет 300-305 кг/т, в прототипе он будет не менее 180 кг/т, то на 40 кг/т вьше,чем в предлагаемом способе .

10 В зависимости от характера ne jeрабатываемого лома, например стружки , может оказатьс  целесообразным

сжигание газа в горне производить с минимальным об 0,5, чтобы не увеличивалось окисление железа.

В этом случае дл  ув зки теплового баланса конвертерами шихты без увеличени  расхода угл , необходимо

осуществить дожигание продуктов сгорани , поступающих из горна, в верхней части шихты с коэффициентом расхода окислител  1,0-1,5 и использовать тепло дл  нагрева лома примерно до 1000°С.

Claims (2)

1.СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ ИЗ СТАЛЬНОГО ЛС1МА, включающий предверительный подогрев лома, его расплавление в шахтной печи с использованием газообразного топлива и последующую доводку расплава до требуемого состава и температуры в кон вертере с получением стали, шлака и газообразного топлива путем подачи в ванну конвертера углеродсодержащих материалов, окислительного газа и флюсующих добавок, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергетических затрат и повышения выхода годного, окислительный газ и углеродсодержащие добавки подают с коэффициентом расхода окислителя 0,50-0,53 с учетом кислорода восстанавливаемых окислов железа, газообразное топливо подают в зону расплавления лома вместе с газообразным окислителем с коэффициентом расхода окислителя 0,5-0,8 от стехиометрического .

2, Способ поп.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения более полного использования тепла газообразного топлива, в зону подогрева лома дополнительно подают Газообразный окислитель с коэффициентом расхода 1,0-1,5 от стехиометрического.