SU709688A1 - Способ пр мого получени жидкой стали - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к металлургии келеза и может быть использовано при производстве жидкой стали пр мым путем .

Известен способ пр мого получени  .стали в шахтной печи, включающий восстановление окислов железа в твердой фазе, плавление и довосстановленне же- леза из расплава с использованием ппаз- менной струи и акустических колебаний, подводимых в зону высоких температур с частотой пульсации 20-35 кГц l.

Недостаток указашюго способа соеixJKT в том, что он не устран ет лимитирующее звено процесса (низкотемпературное восстановление), так как ультразвукова  энерги  направлена в зону высоких температур (в присоплЬвую область плазмотрона) дл  деформации образующегос  свода, состо щего из разм гченных продуктов плавки. Этим обеспечиваетс  только ровность хода всего столба шихты

а что касаетс  интенсификации процес- сов восстановлени  железа в сьтучем материале , наход щемс  в в низкотемпературной зоне, то скорость восстановлени  остаетс  неизменной. Таким образом, процесс плавлени  опережает процесс восстановлени , что приводит к незавершенности восстановительного процесса в шахте . Недовосста ювлошые окислы нуждаютс  в довосстановленки.

Наиболее близким к описьгоаемому изобретению по технической сущности  вл етс  способ пр мого получени  жидкой стали, вюючакший частичное восстешовление окислов железа в фазе и последующее их расплавление и довосстановление из расплава с использованием плазмы с температурой 250О-ЗООО С, вводимой со сверхзвуковой скоростью в зону раздела металл-расплав

К недостаткам известного способа пр мого получени  стали относитс  то, что из-аа низких температур газа и железорудного материала в большей части по высоте шахты 1в зоне сьтучегхэ материала) степень восстановлени  сы . пучего материала достш ает всего лишь 1О-12%, скорость плавлени  при этом очень высока. Таким образом, скорость плавлени  опережает скорость воссташв лени . Недовосстановленные окислы поступают в камеру ;ровоссталовлеии , где происходит довосстановление из расплава. Следовательно, лимитирующим звеном про цесса также  вл етс  мала  скорость вос стаиовлени  окислов в кусковом материале низких TSvmepatyp в этой зоне, . Цепь изофете и  - Ш1тенс0фикашга „, процесса путем подачи путлируюиего на :гретого восстановител  в зону низких температур и активизации процесса диффузии восстановител  чф«з поры жепе зэрудного материала, чем обес11е чЕИваетс  вьюока  скорость восстанов айи  железа. Цеш достигаетс  тем, что на ннжней части шажгы отбирают часть ж)низв|К ванного восстановите   и направпшот с температурой 8iO«. ч«|з«э аикусти . HppKjjte йзлучатешЕ с частотой пупьсашш кГц в зону кускового материала, который загружают по сечши ; шшс толщщюй 5-6 максимального куска желвзорудЕюго В аккустические излучатели посту- пает газ, состо щий кз водорода и окиси (продукты пр5фодного газа). При 81О С водород и окнсь углерода обладают одинаковым сродством к кислороду, а следоватешзно, и одинаковой активностью. При такой темп атуре при прочих равных услови х наиболее полно используетс  восстановитегьный потен овал газа и поэтому в качестве нижнего предела выбрана тет шература газа 81О°С. При верхнем пределе тонпературы llSCPc шихтовь материал еще полностью находитс  в сьшучем состо нии . Выше этой температуры материал начинает разм гчатьс  и слипатьс . Из механики сьтучих сред известно, что вьтуск кусковых материалов требует определенного соотношени  между размерами отверстий { бр ) .и разме рами куска ( 6 к ) При нарушении этого соотношени  в отверсти х могут образовьгеатьс  зависани . Минимальный расалер отверсти , обеспечивающего нор.мальное движение материалов, колеблет с  от 3-4 до 7-8 диаметров куска. Так как этот размер зависит от свойств сы пучего материала, то дл  каждого конкре ого материала отношение do/ds имеет вое значение. Опытным путем было усановлено , что дл  окатьплей величина отошени  не должна превышать 5-6 диаетров максимального куска. Излучатегаз до 15О Дб с частотой ульсадии газа 5Oi-65 кГц не только щ иодит прилегающие к нему кусочки в коебательное движение относительно их поожени  равновесий,  о и вызывает постонное смещение их. У поверхности воссанавливаемохчэ окисла имеетс  диффузионый слой, перенос восстановител  через оторый осушестбл етс  исключительно олекул рной диффузией. Ультразвуковые колебаний активизируют ча:тицы восстановители , что способствует бьлстрейшему преодол шю диффузионного сло . Вместе с тетл распростран ющиес  в любой среде упругие волны поглощаютс , что обусловлено многими факторами, например силами внутрениего трешш, тетслопрово- дймостью и др. Опытным путем было установпетю , что дл  полной офаботки сло  ультразвуковой толщина сло  не должна превышать 5-6 диаметров максимального куска материала. Пример. Перед началом плавки реактор раетгревают до рабочих т ъ ператур (16ОО С) и затем загружают кускоBbfM материалом (окатыши или агломерат ), Прсшзвод т запуск шах-йгых плазматронов и плазматронов камеры довосста- новлени . Поток плазмы, образующийс  в шахтных плазма тронах, поступает через анод-сопло в нижнюю часть шахты дл  частичного восстановлени  и полного плавлени  материала, а через сопло - катод из этих же плазматронов (п азматроны двустороннего истечени  газа) отбирают часть ионизированного восстановительного газа с те т атурой 81О-115О С и направл ют через акустические излу- чатели (с частотой пульсашш газа 5О65 кГц) в зону низких температур шахты . В эту зону засьтным аппаратом и специальнь1М устройством подают железорудный материал по кольцевому сечению шахты, где происходит интенсивное восстановление кускового материала. Дл  полной обработки движушегос  материала ультразвуком толщина кольцевой щели равна 5-6 диаметрам максимального куска шихты. В нижней части шахты восстановленный материал расплавл етс  и перетекает в камеру довосстановлени  и доводки стали по наклонной летцади. После 5то доводки металла до заданного состава продукты плавки периодически выпускают. Пульсирующий поток еосстаиовитепь- иого газа повышает сред емассовую темп атуру материала, находашегос  в низкотемпературной зоне до 95О С и активизирует реагирующие компонакты. Это дает возможность интенсифи в вать про884 цесс плавлогш , yMfjiibunrrb врем  допосстановлени  окислов из шлака, перешедшего в камеру до мгсстановленн , н в ро- зультате высокой скорости тепло- и массообмена производительность агрегата резко возрастает. Данные об эффективиости изобретени  с учетом роста производительности приведа{ы в таблице.

Срвднемассова  температура газа зоне кускового материала.С

Степень восстановлвЕШЯ кускового

материала, %

rt Производительность

Посто нные расхода, по переделу,

Электроэнерги 

Природный газ

Кислород

.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2375981/22-О2 КЛ..С 21 В 13/ОО, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 489462, кл. С 21 В 13/ОО, 1974.