Файл: Конюх, В. Я. Факельная продувка расплавов.pdf

Таблица 12

Расход многокомпонентного композитного флюса и

извлечение металла при ФШП латунной шихты

В результате проплавления при ФШП металлошихты

во флюсе растворяется ZnO. Поэтому шлак после ФШП со­ держит два ценных окисла—ZnO (25—30%) и В2О3 (до 20%). Полезно извлекать оба указанные компонента шлака.

ФАКЕЛЬНАЯ ПРОДУВКА ВАННЫ ПРИ ВЫПЛАВКЕ СТАЛИ В ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ПЕЧАХ

При выплавке стали в электропечах для введения до­ полнительного тепла применяются газокислородные го­ релки. Они позволяют уменьшить расход электроэнергии и сократить период плавления. Для интенсификации про­ цесса окисления углерода металл продувают кислородом. В большинстве случаев при этом газообразный кислород вводится в жидкий металл при помощи стальных труб, футерованных огнеупорными обмазками, водоохлаждаемых кислородных фурм, которые вводят в рабочее пространство печи через свод.

При продувке металла кислородом имеет место высокий

угар элементов стали. Это объясняется низкой температу-

70

рой начала продувки, когда сродство углерода к кислоро­ ду еще недостаточно высоко, а сродство у остальных компо­ нентов металла значительно. Нагрев металла в этот период в основном происходит за счет тепла экзотермических реак­ ций окисления его компонентов, он сопровождается интен­

сивным угаром железа и ле­ гирующих элементов и дымо-

образованием. Все это обу­ словливает безвозвратные по­ тери окисленных компонен­ тов металла и ухудшает усло­ вия труда в цехе.

Для уменьшения угара элементов продувку металла следует начинать при доста­ точно нагретом металле. Про­ дувают металл при помощи

погружной газокислородной

горелки (ГКГ). Необходимо отметить, что ГКГ является более гибким устройством для продувки металла кислоро­ дом, чем кислородная фурма,

мощностью до 7000 кВа.

Ранее разработанные конструкции горелок были не­ сколько усовершенствованы.

Так, с целью уменьшения наружного диаметра горелки и создания достаточной длины перемешивающего участка в сопле, соединение подводящих труб к головке было вы­ полнено эксцентричным. При этом смещение центров труб сделано в сторону, противоположную соплам. Головка горелки (рис. 27) изготовлялась путем литья.

Отработку технологии факельной продувки ванны с помощью погружной ГКГ проводили при выплавке высо­

71

колегированных сталей. Была изучена эффективность использования газокислородной горелки в период плав­ ления при переплаве замасленной стружки, когда вслед­ ствие неполного сгорания масла в рабочем пространстве печи выделяется большое количество дыма.Повышение окис­ лительного потенциала атмосферы печи в период плавления при помощи газокислородной горелки должно было обеспе­ чить полное сгорание масла и устранить дымовыделение.

В окислительный период плавки газокислородная го­ релка использовалась в качестве фурмы для продувки

металла. При этом продувку производили факелом при различных соотношениях расходов кислорода и попутного газа. Величину соотношения расходов регулировали сле­ дующим образом: в начале продувки через газокислород­ ную горелку подводили кислород, затем добавляли газ до полного подавления дымовыделения. При соответствую­ щих расходах компонентов смеси вели дальнейшую про­ дувку.

Газокислородная горелка (ее проектная мощность 5 МВт при расходах газа 500 м3/ч и кислорода 1000 м3/ч) должна повысить приход тепла в печь на 25—30%. Испыта­ ния горелки показали, что при расходах газа и кислорода более 250 м3/ч и 500 м3/ч соответственно работа горелки сопровождается сильным шумом. Это не позволяет исполь­ зовать расчетную мощность горелки в период плавления.

При работе ГКГ количество пыли в продуктах сгорания зависит от коэффициента избытка кислорода а в топливно­ кислородной смеси. С целью определения оптимального значения а в смеси и влияния его на дымообразование опыт­ ные плавки проводили при а — 2,0; 1,0; 0,5 (соответствен­

но варианты 1,2 и 3).

Вариант 1. В опытных плавках газокислородная го­ релка работала от начала периода плавления и до расплав­ ления 50—70% шихты, при этом а составлял 1,8. Резуль­

таты работы электропечи и горелки (табл. 13) свидетель­ ствуют о том, что расход электроэнергии был сокращен на 25—30% .

Впериод плавления отсутствуют условия для обеспе­ чения хорошей теплопередачи от факела к шихте. Тепло от сгорания топливной смеси в этот период передается кон­ векцией лишь той части шихты, в которую ударяется факел. При таком режиме работы большая часть тепла факела те­ ряется с отходящими продуктами сгорания.

Вначальный момент исследуемого периода плавления выделение дыма было незначительным, а ко времени про­

72

плавления шихты в зоне действия топливной струи оно увеличилось. Это объясняется высоким коэффициентом избытка кислорода в смеси.

Таблица 13

Технологические характеристики работы ГКГ в различные периоды плавления

Вариант 2. Газокислородная горелка работала с сере­ дины периода прогрева шихты (расплавление 50—70% шихты) до полного ее расплавления. Газокислородная смесь подавалась в печь с а = 1,01. Нагрев шихты сопровож­ дался незначительным образованием бурого дыма. Про­ должительность нагрева колебалась от 40 до 55 мин. Во время плавок было отмечено снижение расхода электро­ энергии. Наблюдения за ходом дымообразования показали, что на протяжении всего исследуемого периода плавления отходящие газы содержали незначительное количество пыли.

Вариант 3. Газокислородная горелка работала весь период плавления шихты. Результаты опытных плавок