книги из ГПНТБ / Гилод В.Я. Сжигание мазута в металлургических печах

сжигания жидкого топлива в рабочем пространстве, обеспечиваемая хорошей предварительной подготовкой •к этому процессу (смешение воздуха с топливом, пред­ варительная газификация мазута и т. п.),.

На Серовском металлургическом комбинате с учас­ тием Уральского политехнического института им. С. М.

фикация мазута, подаваемого через форсунку, установ­ ленную вертикально в оводе бывшего газового кессона, во встречном потоке горячего воздуха (рис. 90). По

воздушному тракту поступал остальной воздух, необхо­ димый для горения. Одноканальная мазутная печь бы­ ла оборудована смесительным кессоном (рис. 91). Экс­ плуатация показала, что при содержании серы в ма­ зуте до 1,8—2,0% газифицированный мазут может по­ даваться в печи (по обоим вариантам) в течение всей плавки. Мазут с содержанием серы порядка 2,5—3,5%:

і

Компрессорный^ воздух Оля эжекции

Рис. 91. Одноканальная печь со смесительным кессоном:

рекомендуется вводить в печь только после заливки чу­ гуна [119]. Сравнительные исследования печей с раз­ личными системами отопления подтвердили преимуще­ ства предварительной газификации высокосернистого мазута [235]. -

На Нижне-Тагильском металлургическом комбинате (НТМК) в печах различного тоннажа с комбинирован­ ным отоплением (природный газ и мазут) применяются смеси сернистых и высокосернистых топлив с резуль­ тирующим содержанием серы до 1,7%. На трехканаль-

топлив, покрывающих до 13,5% тепловой нагрузки печи

вшихте

ВБельгии проводились эксперименты по предвари­ тельному нагреву лома в '180-г конвертере с помощью

температура предварительного нагрева 730—850°С. По­ догрев лома топливом привел к увеличению длительно­

18 мин, требующихся для нагрева лома, позволила по­

вые расходы жидкого топлива и кислорода составляли

ку (см. рис. 34) с регулируемой длиной факела, вводи­ мую в конвертер вместо кислородной фурмы на период нагрева металла. Расход мазута составлял 1 f/ч, коли­ чество кислорода соответствовало стехиометрическому соотношению [і239]. В зависимости от соотношения между массами скрапа и твердого чугуна в металличе­ ской части шихты были подобраны оптимальные значе­

Для того чтобы в ходе конвертерной плавки, после расплавления металла, избежать замены топливо-кис­ лородной горелки на обычную продувочную, применя­ ют комбинированные фурмы, позволяющие работать на последнем этапе плавки без ввода топлива, с подачей одного лишь кислорода.

Обстоятельный анализ конвертерной плавки с при­ менением топливо-кислородного дутья, проделанный отечественными металлургами [240], выявил ряд техно­ логических преимуществ нового процесса. Так, при ма-

0,2—0,3 кг на 1 м3 кислорода, дальнейшее же увеличе­ ние соотношения мазут— кислород практически не ока­ зывает влияния ,на вынос пыли. Снижение потерь с пы­ лью увеличивает выход годного металла при мазутокислородном дутье на 0,4%. Благодаря этому и другим факторам (один из важнейших— возможность увели­ чения доли агломерата в шихте) суммарный выход ме­ талла может быть повышен с 88,6 при обычной про­ дувке кислородом до 93,6% при мазуто-кислородном дутье.

Применение мазуто-кислородного дутья не ухудша­ ет качественные показатели стали. По газосодержанию •полученный в опытных плавках металл является вполне кондиционным.

Электрические печи

Предварительный подогрев стального лома из ших­ ты в последнее время все шире применяется и при вы­ плавке электростали. Существуют два метода нагрева: непосредственно в электропечи и в отдельном нагрева­ теле специальной конструкции.

Для подогрева и расплавления металлической части

ропечи. Средняя длительность плавки была снижена на

соответственно 39—40 кг/т и 58—60 м3 на 1 т стали по­

Удельный расход сжатого воздуха «а 1 кг мазута сос­

тавлял 1,2—(1,6, кислорода — 1,4—1,6 мъ при нормаль­

ных условиях. Не было обнаружено ни повышения уга­ ра металла, ни увеличения содержания серы в стали

[243].

Мазуто-кислородные форсунки (рис. '88), успешно испытанные на .мартеновских печах, нашли применение и в дуговой электропечи. Форсунку вводили в печь че­

ских печах и конвертерах упоминалось .ранее. Широкие возможности управления параметрами факела позволя­

установка в загрузочном окне форсунки производитель­

ностью 750—800 кг/ч.

Накоплен некоторый опыт применения 'комбиниро­ ванного мазуто-кислородного дутья и в период рафини­

была установлена в своде печи под углом 65° к поверх­ ности ванны ,на расстоянии от нее в 45—60 см. Б проти­ воположность рафинированию путем обычной продувки кислородом бурого дыма практически не было.

Следует отметить, что применение достаточно совер­

торым недостатком воздуха, что препятствует окислению железа шихты избыточным кислородом печной атмо­ сферы. Измерениями, проведенными на 30-г электропе­

возможность нагрева лома до температуры, близкой к температуре плавления, без потерь тепла, неизбежных при транспортировке нагретого лома к плавильному аг­ регату. Однако экономичный нагрев в электропечах с помощью дополнительного топлива имеет свои преде­ лы. Неравномерный односторонний нагрев материала, а также резко ухудшающиеся условия теплопередачи че­ рез шлак при появлении жидкой фазы, усугубляемые малой поверхностью ванны и большой ее глубиной, де­ лают топливный нагрев не экономичным по достижении

1200°С [247]. Полностью исключить электроэнергию из

печи не менее 30%,, лежит в пределах '55—60% от сум­ марных затрат энергии на плавку.

Предварительный нагрев лома вне электропечи сох-

сталеплавильных печей, рассматриваемых изолированно,

более низкой температуры нагрева, могут быть сниже­ ны общие капиталовложения, поскольку стоимость ус­ тановки, предназначенной для нагрева лома, значитель­

предварительный нагрев лома нашел довольно широкое распространение.

Накопленный к настоящему времени опыт позволяет судить о действительных возможностях и практических трудностях конструктивного и технологического харак­ тера, сопровождающих внедрение в промышленность описываемого способа интенсификации электроплавки.

Конструктивно установки для предварительного на­ грева лома выполняют по-разному. Самым простым ре­ шением является использование для этой. цели загру­ зочных емкостей — мульд, контейнеров, бадей. На Ки-

ровском заводе (г. Ленинград) бадью с днищем, выполненным в виде колосниковой решетки, устанавли­ вали сверху на мазутную топку. Продукты сгорания мазута, проходя через слой шихтовых материалов, на­ гревали их до 500—600°С и удалялись через вытяжной зонт, располагаемый над бадьей. При массе подогрева­ емой шихты 4,5—5 т и удельном расходе .мазута 41 кг

нагрева 360°С производительность электропечей увели­ чилась на 10%. В каждой бадье подогревают до 17,5 т лома [251].

На металлургических заводах США применяют ба­ дьи, стены и крышки которых футерованы, а днище вы­

расход электроэнергии на печах садкой около 30 т сни­ зился с 2200 до 1550 Мдж (610—430 квт-ч) на 1 г ста­ ли, а рост производительности составил 17—30%. Бла­ годаря устранению застревания крупного лома дли­ тельность периода загрузки сократилась на одну треть [252]. Однако, следует иметь в виду недостаточную стой­ кость футеровки корзин, разрушаемой в основном вследствие ударов при загрузке шихты. На одном из заводов эксплуатационные расходы на футеровку оказа­ лись выше расходов на топливо [253]. Эксплуатация показала, что футеровка из шамотного кирпича более надежна, чем из жаростойкого бетона.

Установлено, что сжигание топлива с незначитель­ ным избытком воздуха не дает существенных теплотех­ нических преимуществ при температуре подогрева ших­ ты до 700°С, но влечет за собой определенные техно­ логические трудности, связанные с интенсификацией окисления металла и с перегревом слоев шихты, сопри­ касающихся с высокотемпературными газами. Напри-

мер, если при средней температуре лома 820°С и темпе­ ратуре теплоносителя 950°С окисление не превышает 0,5%, то повышение температуры газа до 1150°С приво­ дит к пятикратному росту угара металла [254]. Поэто­ му в ряде случаев целесообразнее снижать температуру факела до 1200°С путем сжигания топлива с почти двух­ кратным избытком воздуха. Поскольку не всякое горелочное устройство может устойчиво работать в таких условиях, часто оказывается необходимой подача избы­ точного (вторичного) воздуха вне форсунки. Несмотря на снижение температуры факела, средняя за период нагрева температура газов может быть достаточно вы­ сокой для достижения необходимой экономичности ус­ тановки.

Для использования преимуществ и ликвидации не­

сматриваются сменные своды: один с горелочными ус­

груженной шахтой, происходит пламенный нагрев ших­ ты до максимально возможных температур, после чего осуществляется замена свода и металл плавится с по­ мощью электрической дуги. Продолжительность рас­ плавления должна быть равна времени подогрева. Та­ кой режим работы обеспечивает наиболее эффективное

Попытка решения проблемы более широкого исполь­ зования в производстве стали металлического лома сде­ лана в Италии, где сооружена и' опробована шахтная