КНИГИ
СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛ 13.1

Повышение температуры заливаемого в конвертер чугуна

В настоящее время наиболее широко используются следующие способы увеличения доли лома в металлической шихте кислородных конвертеров верхнего дутья:

  • повышение температуры заливаемого в конвертер чугуна;
  • дожигание СО отходящих газов до СО2 в рабочем пространстве конвертера;
  • использование химических теплоносителей, включая ввод твердого топлива;
  • предварительный нагрев металлического лома в рабочем пространстве конвертера с использованием жидкого и газообразного топлива;
  • предварительный нагрев металлического лома с использованием тепла отходящих газов;
  • выплавка стали под минимальным количеством шлака.

Повышение температуры заливаемого в конвертер чугуна

Температура передельного чугуна на выпуске из доменных печей обычно составляет 1500 – 1550оС.

Традиционная технология доставки чугуна к сталеплавильным агрегатам предусматривает выпуск его в 100-т или 140-т чугуновозные ковши и доставку в миксерное отделение сталеплавильного цеха. В миксерных отделениях из чугуновозных ковшей скачивают ковшевой шлак и сливают металл в миксер, где происходит накопление чугуна и усреднение химического состава металла, поступающего из разных доменных печей. Из миксера необходимое для плавки количество чугуна переливают в заливочный ковш, в котором металл транспортируют к сталеплавильному агрегату, и заливают в конвертер. При таком способе доставки температура заливаемого в конвертер чугуна обычно не превышает 1300 – 1350оС.

В современных сталеплавильных цехах для доставки чугуна из доменного цеха используются 480 – 600-т ковши миксерного типа (рисунок 13.1).

Чугуновозный ковш миксерного типа

Рисунок 13.1 – Чугуновозный ковш миксерного типа

В сталеплавильном цехе из ковшей миксерного типа металл переливают в заливочный ковш и после скачивания шлака заливают в сталеплавильный агрегат. Такая технология доставки чугуна позволяет уменьшить потери температуры металла на 50 – 70оС.

Для увеличения доли лома в металлической шихте зарубежными фирмами опробована работа кислородных конвертеров с предварительным нагревом чугуна. В качестве примера на рисунке 13.2 приведена схема установки для нагрева чугуна фирмы «Ajax Magnethermix». Она представляет собой сходный с обычным миксером цилиндрический сосуд, футерованный огнеупорным кирпичом и вращающийся вокруг своей оси для выпуска чугуна через летку. Длина этой установки 15 м, диаметр 5,7 м, вместимость 1500 т.

Схема устройства для нагрева чугуна с шестью индукционными нагревателями канального типа

Рисунок 13.2 – Схема устройства для нагрева чугуна с шестью индукционными нагревателями канального типа

Нагрев чугуна ведется с помощью шести высокопроизводительных индукционных нагревателей канального типа, расположенных на нижней стороне цилиндра. Под действием электромагнитных сил металл циркулирует по каналам индукционных нагревателей, в которых происходит его нагрев, и возвращается в ванну. Источником тепла является электрический ток промышленной частоты. Мощность каждого из индукторов может быть доведена до 2,5 МВт.

Расход электроэнергии на нагрев 1 т чугуна на 100оС с учетом электрических и тепловых потерь в нагревателе составляет 28 кВт•ч. Отсюда следует, что установка с шестью индукторами суммарной мощностью 15 МВт будет иметь производительность 536 т/ч при нагреве металла на 100оС или 179 т/ч при нагреве на 300оС. Коэффициент полезного действия нагревателей равен 84%.

Так как в рассматриваемом устройстве нагрев металла выполняется при наличии на его поверхности минимального количества шлака, износ футеровки незначителен. Имеются сведения о том, что ее меняют раз в 2 года после переработки 3 млн. т чугуна.

Согласно данным фирмы «Energy Materials Conservation Corporation» (США) производительность кислородно-конвертерного цеха при использовании оборудования для предварительного нагрева чугуна может увеличиться на 13 – 15% без роста его потребления. При этом расход электроэнергии на 1 т дополнительно выплавленной стали составляет 450 кВт•ч, что на 25% ниже, чем в дуговых электросталеплавильных печах.

Вместе с тем не следует забывать, что на тепловых электростанциях ко-эффициент полезного использования энергии топлива составляет менее 40%, а также о потерях в электрических сетях. В результате суммарный коэффициент использования энергии топлива при применении установок такого типа для нагрева чугуна составляет ~ 30%. Он выше чем при переработке металлического лома в электропечах (20 – 24%), но существенно ниже чем при непосредственном сжигании топлива в рабочем пространстве конвертера и частичном использовании тепла отходящих газов в котлах-утилизаторах. Поэтому экономическая целесообразность повышения температуры чугуна с использованием индукционного нагрева окончательно не ясна и требует дополнительной проработки для условий каждого завода.

СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛ 13.1

СТАТЬИ

ПОПУЛЯРНОЕ

КОНФЕРЕНЦИИ

КНИГИ