Дуговая сталеплавильная печь

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(72) Авторы Андрианов Николай Викторович Маточкин Виктор Аркадьевич Андрианов Дмитрий Николаевич Прохоренко Виктор Николаевич Гуненков Валентин Юрьевич Шибченко Виталий Викторович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(57) 1. Дуговая сталеплавильная печь, содержащая корпус, подину, свод, систему электродов, устройство для эркерного выпуска металла, эркерную фурму-горелку, фурму-манипулятор, средство для продувки ванны с расплавом инертным газом, выполненное в виде системы подовых фурм, отличающаяся тем, что средство для продувки инертным газом снабжено устройством для подогрева инертного газа. 2. Дуговая сталеплавильная печь по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для подогрева инертного газа выполнено в виде системы трубок в форме змеевика, расположенной вокруг трех подовых фурм, либо на кожухе подины печи с наружной стороны, либо с внутренней стороны в футеровке печи. 3. Дуговая сталеплавильная печь по одному из пунктов 1 или 2, отличающаяся тем,что устройство для подогрева инертного газа работает за счет тепла, аккумулированного футеровкой подины. 25542006.02.28 Полезная модель относится к области металлургии, преимущественно к конструкциям дуговых сталеплавильных печей для производства кордовых сталей. В качестве прототипа принята дуговая сталеплавильная печь с эркерным выпуском,содержащая корпус, подину, свод, систему электродов, средство для продувки ванны с расплавом инертным газом, которое выполнено в виде системы подовых фурм, при этом печь снабжена эркерной фурмой-горелкой и фурмой-манипулятором 1. Задача, решаемая полезной моделью, состоит в повышении качества плавки стали,снижении расхода аргона, увеличении приходной части теплового баланса электродуговой плавки, предотвращении образования настыли и заметаллизовывания донных фурм за счет подогрева газа, подаваемого для перемешивания расплава через днище. Поставленная задача достигается тем, что дуговая сталеплавильная печь, содержащая корпус, подину, свод, систему электродов, устройство для эркерного выпуска металла, эркерную фурму-горелку, фурму-манипулятор, средство для продувки ванны с расплавом инертным газом, выполненное в виде системы подовых фурм. Согласно полезной модели, средство для продувки ванны с расплавом инертным газом снабжено устройством для подогрева инертного газа, причем устройство для подогрева инертного газа работает за счет тепла аккумулированного футеровкой подины. Устройство для подогрева инертного газа выполнено в виде системы трубок в форме змеевика, расположенной вокруг трех подовых фурм, либо на кожухе подины печи с наружной стороны, либо с внутренней стороны в футеровке печи. Дуговая сталеплавильная печь снабжена средством газового барботажа расплава ванны металла, размещенным в подине в форме трех подовых фурм и средством гомогенизации расплава. Полезная модель поясняется чертежом, где фиг. 1 показана общая схема дуговой сталеплавильной печи на фиг. 2 - схема прямого типа продувки с подогревом газа на фиг. 3 схема скрытого типа продувки с подогревом газа. Дуговая сталеплавильная печь (ДСП) содержит подину 1, корпус 2, свод 3, систему электродов 4 и средство для продувки ванны с расплавом инертным газом, эркерную фурму-горелку 8, фурму-манипулятор 9, устройство для эркерного выпуска металла 10,кислородное копье 11, средство загрузки шихты 12 и устройство для подогрева инертного газа 13. Средство для продувки ванны с расплавом инертным газом выполнено в виде системы подовых фурм 5, 6, 7. Дуговая сталеплавильная печь снабжена средством газового барботажа расплава ванны металла. Оно размещено в подине печи в форме трех подовых фурм 5, 6, 7, расположенных под углом у 12020 друг относительно друга. Устройство для подогрева инертного газа 13, выполнено в виде системы трубок, расположенных на кожухе подины печи в форме змеевика вокруг трех подовых фурм 5, 6, 7. Устройство для подогрева инертного газа может быть расположено с внутренней стороны футеровки печи вокруг трех подовых фурм 5, 6, 7. Оптимальные значения углов расположения фурм 5, 6, 7 при прямой продувке между их осями в интервале 12020 определены экспериментально и заданы в зависимости от конструкции подины 1 печи и условий равномерности продувки ванны с расплавом. Для гомогенизации ванны с расплавом металла ДСП снабжена системой продувочных трубок 14 скрытой продувки инертным газом с устройством для подогрева инертного газа в виде системы трубок в форме змеевика 13. В процессе работы ДСП осуществляют продувку подогретым инертным газом ванны с расплавом. Это способствует интенсивному перемешиванию металла со шлаком, снижению расхода используемого газа за счет его теплового расширения, увеличению приходной части теплового баланса электродуговой плавки за счет подогрева газа подаваемого для перемешивания через днище, предотвращению образования настыли и заметаллизо 2 25542006.02.28 вывания донных фурм. Кроме того, мелкие пузыри оказывают фильтрующее воздействие на металл. Слои металла, насыщенные инертным газом, вследствие снижения плотности,получают вертикальное перемещение, вызывая противоположное перемещение соседних слоев стали, в результате чего выравнивается температура и химический состав в объеме ванны. Перепад температуры металла снижают при этом на 15 . Заявленная конструкция предусматривает как прямую, так и скрытую систему продувки с использованием системы подогрева инертного газа 13 (фиг. 2, 3). При этом, конструктивно имеются отличия, как при подготовке металлического корпуса подины, так и при выполнении огнеупорной футеровки. Корпус подины перед футеровкой оборудуют тремя системами металлических трубок в форме змеевика 13 для подогрева газа за счет тепла аккумулированного футеровкой подины. Для получения чистой по неметаллическим включениям стали с низким содержанием газов, быстрой и эффективной гомогенизации и ускорения массообменных процессов используют донную продувку инертными газами в печи. Наряду с улучшением качества стали донная продувка с подогревом газа в ванне ДСП снижает расход электроэнергии и электродов, раскислителей и легирующих, увеличивает приходную часть теплового баланса электродуговой плавки за счет подогрева газа подаваемого для перемешивания через днище, предотвращает образования настыли и заметаллизовывания донных фурм, увеличивает производительность печной установки. Указанный эффект может быть использован для снижения температуры стали в печи перед выпуском примерно на 15 С, что позволит сократить продолжительность работы печи под током на 1,5-2 мин и сэкономить около 15-20 кВт ч/т электроэнергии. Несомненно, положительное влияние донной продувки ванны с подогревом газа на ускорение массообменных процессов между металлом и шлаком вследствие существенного увеличения удельной поверхности контакта фаз. Постоянное эффективное перемешивание металла и шлака подогретым газом способствует более раннему образованию гомогенного высокоосновного шлака. Интенсивное кипение и дополнительное перемешивание металлической ванны оказывают значительное влияние на термодинамику и кинетику процесса обезуглероживания и эффективную концентрацию кислорода в металле. Дополнительный поток газов при продувке ванны подогретым аргоном или азотом, во-первых, увеличивает массоперенос кислорода во-вторых, создает надшлаковый слой, обогащенный нейтральными газами и окисью углерода, и этим затормаживает переход кислорода из печных газов в шлак. В целом данное явление и интенсивное взаимодействие фаз приближает систему к равновесию содержание кислорода снижается в среднем на 150 рр. Снижение концентрации кислорода в металле и всплывание неметаллических включений при донной продувке в печи обеспечит уменьшение содержания оксидных включений в стали для металлокорда,угара раскислителей и увеличит выход годного металла. Внедрение системы донной продувки ванны подогретыми инертными газами в 100 тонной дуговой сталеплавильной печи позволит существенно улучшить качество металла и технико-экономические показатели плавки. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.