EA 028477B1 20171130

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000028477b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Устройство (IM) непрерывной подачи нагретого металлического материала (5) в плавильную печь (1), включающее по меньшей мере одну линию (L) подачи, содержащую конвейер (2) для непрерывного перемещения указанного материала (5) в указанную печь (1), включающее по меньшей мере одну пару (С) рабочих модулей (17', 17"), содержащую первый (17') и второй (17") рабочие модули подачи и нагрева, при этом указанные первый (17') и второй (17") рабочие модули расположены последовательно по отношению друг к другу вдоль указанной линии (L); при этом указанный первый модуль (17') предназначен для формирования и нагрева первого слоя (5') указанного материала (5), размещенного на указанной линии (L), а указанный второй модуль (17") предназначен для формирования и нагрева второго слоя (5") указанного материала (5), нанесенного поверх указанного первого слоя (5'), отличающееся тем, что указанные первый и второй модули (17', 17") выполнены с возможностью прямого нагрева указанных первого слоя (5') и второго слоя (5") соответственно; указанные первый, второй модули (17', 17") включают первый, второй блоки (3', 3") подачи и загрузки указанного материала (5) для формирования указанных первого, второго слоев (5', 5") и первую, вторую секции (4', 4") нагрева указанных первого, второго слоев (5', 5"), расположенные непосредственно после указанных первого, второго загрузочных блоков (3', 3") по ходу технологического процесса; указанные первая и вторая секции (4', 4") нагрева являются независимыми друг от друга, так что указанные первый и второй слои можно подвергать различным формам тепловой обработки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанная вторая секция (4") нагрева расположена непосредственно перед зоной (10) загрузки указанного материала (5) в указанную печь (1) по ходу технологического процесса.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанная первая секция (4') нагрева включает активные средства (6) нагрева, направленные на указанный первый слой (5'), для нагревания указанного первого слоя (5').

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что указанные активные средства (6) включают горелки (6), действующие на указанной линии (L).

5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанная первая секция (4') нагрева включает систему (7) со средствами нагрева пассивного типа, направленную на указанный первый слой (5'), для нагревания указанного первого слоя (5').

6. Устройство по любому из предшествующих пп.1-5, отличающееся тем, что указанная вторая секция (4") нагрева включает систему (7) со средствами нагрева пассивного типа, направленную на второй слой (5"), для нагревания указанного второго слоя (5").

7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что указанные пассивные средства включают средства подачи дыма (9) или газов, выходящих из указанной печи (1).

8. Устройство по п.5 или 7, отличающееся тем, что оно включает дефлектор (29) для указанного дыма (9) и направляющие средства (12, 25), предназначенные для перемещения указанного дыма (9) из указанной печи (1) в указанную первую секцию (4') нагрева, в соответствии с выпускной заслонкой (22) указанной первой секции (4').

9. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что оно включает дефлектор (29) для указанного дыма (9) для направления указанного дыма (9) ко второму слою (5").

10. Устройство по любому из предшествующих пп.1-9, отличающееся тем, что указанная первая секция (4') нагрева также включает направляющие средства (20, 24, 12; 20, 26, 12), предназначенные для перемещения и откачивания отходящих газов (9'), выходящих из указанной первой секции (4').

11. Способ непрерывной подачи нагретого металлического материала (5) в плавильную печь (1) с помощью устройства по любому из пп.1-10, включающий стадию непрерывной подачи указанного материала (5) в указанную печь (1) вдоль по меньшей мере одной линии (L) подачи, включающий стадии формирования на указанной линии (L) и нагрева, по меньшей мере, первого слоя (5') указанного материала и, в быстрой последовательности, формирования, по меньшей мере, второго слоя (5") указанного материала (5), нанесенного поверх указанного первого слоя (5'), и нагрева указанного второго слоя (5"), отличающийся тем, что указанный нагрев указанных первого и второго слоев выполняют в двух секциях нагрева (4', 4"), не зависящих друг от друга, так что указанные первый и второй слои можно подвергать различным формам прямой тепловой обработки.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что стадию нагрева указанного второго слоя (5") осуществляют непосредственно перед загрузкой указанного материала (5) в указанную печь (1).

13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что указанную стадию нагрева указанного первого слоя (5') осуществляют посредством использования горелок (6), направленных на указанный первый слой (5').

14. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что указанную стадию нагрева указанного первого слоя (5') осуществляют с использованием дыма (9) или газов, выходящих из указанной печи (1) и направляемых к указанному первому слою (5').

15. Способ по любому из предшествующих пп.11-14, отличающийся тем, что указанную стадию нагрева указанного второго слоя (5") осуществляют с использованием дыма (9) или газов, выходящих из указанной печи (1) и направляемых к указанному второму слою (5").

16. Способ по любому из предшествующих пп.11-15, отличающийся тем, что он также включает стадии откачивания отходящих газов (9'), образующихся в ходе указанных стадий нагрева указанных первого и второго слоев (5', 5").

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Евразийское
патентное
ведомство
028477
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.11.30
(21) Номер заявки 201590168
(22) Дата подачи заявки
2013.07.03
(51) Int. Cl.
F27B 3/18 (2006.01) F27D 3/00 (2006.01) F27D 13/00 (2006.01)
(54)
УСТРОЙСТВО И СВЯЗАННЫЙ С НИМ СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ПОДАЧИ НАГРЕТОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА В ПЛАВИЛЬНУЮ ПЕЧЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ
(31) MI2012A001257
(32) 2012.07.19
(33) IT
(43) 2015.06.30
(86) PCT/EP2013/001941
(87) WO 2014/012623 2014.01.23
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ТЕНОВА С.П.А. (IT)
(72) Изобретатель:
Джавани Чезаре, Боттоне Эрнесто, Монти Никола Амброджио Мариа (IT)
(74) Представитель:
Поликарпов А.В. (RU)
(56) JP-A-7027489
(57) Устройство (IM) и связанный с ним способ непрерывной подачи нагретого металлического материала (5) в плавильную печь (1), согласно которому по меньшей мере одна линия (L) подачи, включающая конвейер (2) для непрерывного перемещения указанного материала (5) в указанную печь (1), включает одну пару (С) рабочих модулей (17', 17"), включающую первый (17') и второй (17") рабочие модули подачи и нагрева; при этом указанные первый (17') и второй (17") рабочие модули расположены последовательно по отношению друг к другу вдоль указанной линии (L); при этом указанный первый модуль (17') предназначен для формирования и прямого нагрева первого слоя (5') указанного материала (5), размещенного на указанной линии (L), а указанный второй модуль (17") предназначен для формирования и прямого нагрева второго слоя (5") указанного материала (5), расположенного поверх указанного первого слоя (5').
Настоящее изобретение относится к устройству и связанному с ним способу непрерывной подачи предварительно нагретого металлического материала в плавильную печь для производства стали.
Настоящее изобретение используют преимущественно в устройствах непрерывной горизонтальной подачи нагретой металлической шихты, состоящей из металлического лома, в электродуговые печи (ЭДП) в сталеплавильной промышленности, предпочтительно в устройствах, известных в данной области под зарегистрированной торговой маркой "Consteel", прямая ссылка на которые дана в последующем описании, в то же время при сохранении его родовой сущности; указанные устройства описаны, например, в патентных документах ЕР 0190313, ЕР 0592723, US 6155333 и WO 2012007105.
При производстве стали с использованием процесса плавки металлической шихты непрерывную подачу шихты обычно осуществляют с помощью горизонтальных конвейеров или транспортеров, которые в настоящее время представляют собой наиболее рациональное, простое и надежное решение.
Эти горизонтальные конвейеры преимущественно могут быть оснащены системами нагрева металлической шихты перед поступлением в плавильную печь, чтобы снизить энергию и время, необходимые для завершения процесса плавки шихты.
Широко известны используемые для этой цели пассивные системы нагрева и активные системы нагрева: пассивные системы нагрева используют термическую и химическую энергию (дожигание монооксида углерода и водорода), которая содержится в отходящих газах, выходящих из плавильной печи, в то время как активные системы нагрева используют нагревательные устройства, такие как, например, горелки, предназначенные для нагревания шихты, при необходимости, с применением смеси топлива и вещества, поддерживающего горение, в соотношении, близком к стехиометрическому, т.е. с помощью более гибкой и регулируемой подачи химической энергии, чем в случае пассивных систем, так как она не связана с флуктуациями потока отходящих газов, поступающих от процесса плавки в печи.
Особенно значительной проблемой в устройствах непрерывной горизонтальной загрузки с пассивным нагреванием, например, таких, как описанные в тексте ЕР 2112449 (Falkenreck and Schlueter), является правильное распределение тепла внутри подаваемой металлической шихты.
Фактически, металлическая шихта обычно состоит из металлического лома различной формы и размеров, который расположен вдоль конвейера, образуя слой, отличающийся наличием пустот, снижающих плотность и теплопроводность слоя.
В частности, низкая теплопроводность затрудняет и замедляет перенос тепла от верхних слоев, которые принимают тепло непосредственно от систем нагрева (независимо от того, являются они активными или пассивными), к нижним слоям, создавая более или менее заметную термическую стратификацию, в зависимости от типа обрабатываемого металлического лома.
Это неоднородное распределение тепла по вертикальному сечению препятствует достижению высоких средних температур и увеличивает риск достижения условий расплавления в поверхностных слоях шихты, что может повредить само устройство.
Проблема распределения тепла в металлической шихте дополнительно возрастает при постоянно увеличивающихся требованиях к производительности, что требует увеличения толщины слоев материала и сокращения времени нагрева.
В зависимости от рабочих условий, нагревание металлической шихты можно считать эффективным только для нескольких десятков сантиметров от поверхности, в то время как нижние слои остаются холодными.
С увеличением средней температуры шихты эффективность нагревания быстро падает, так как увеличение температуры поверхности слоя металлического лома резко снижает теплообмен между этим слоем и горячими газами.
Не принимая во внимание технические решения, неприменимые из-за их сложности, стоимости монтажа и необходимого технического обслуживания, такие как, например, решения, предложенные в JP10002673 (где металлический лом предварительно нагревают в современной обжиговой печи) или, подобным образом, в WO 2010/142104 или JP 7286785 (где металлический лом поднимают и перемешивают постоянными магнитами) или, наконец, в CN 2906510 Y (где пытаются перенести тепло к нижним слоям за счет принудительного откачивания снизу), единственным решением, ценность которого признана в международном масштабе, является решение, описанное в патентах "Consteel", упомянутых в начале данного описания.
Хотя эта технология была создана много лет назад, она остается технологической точкой отсчета, по меньшей мере, судя по многочисленным цитированиям (иногда некорректным), сделанным в более поздних патентах и полезных моделях (среди которых находятся и некоторые из процитированных в данном описании).
В японском патенте JP 7027489 А описано устройство, в котором помещают друг на друга различные слои металлического лома на горизонтальном конвейере, чтобы повысить эффективность теплообмена между отходящими газами (дымовыми газами) плавильной печи и указанными слоями.
Однако в описанном выше устройстве источник тепла (даже если он является составным), в любом случае и всегда, соединенный непосредственно с загрузочным каналом для металлического лома, производит определенное воздействие (и направляет поток тепла), которое является таким, что преимущест
вами обладают слои, ближайшие к плавильной печи, которые находятся в контакте с самыми горячими и наиболее быстро перемещающимися газами.
Фактически, при движении от источника тепла ранее нанесенные слои находятся в контакте с охлажденными газами, что, таким образом, гарантирует менее эффективный теплообмен.
В дополнение к этому имеет место тот факт, что слои, наиболее близкие к источнику тепла, забивают отверстие загрузочного канала, особенно в том месте, где газ протекает параллельно поверхности слоев в направлении последующих секций канала; и, наконец, большая часть кинетической энергии теряется в отводящей дым трубе или группе труб.
Это создает турбулентность, которая, с одной стороны, если и улучшает в небольшой степени теплообмен непосредственно под поверхностью, то, с другой стороны, снижает общее содержание энергии в газах, вследствие ее рассеяния.
Последующие (в направлении потока отходящих газов) секции канала становятся еще менее заполненными металлическим ломом, тем самым, оставляя все увеличивающееся сечение для газа, что позволяет ему расширяться, замедлять движение, и в конечном итоге приводит к прогрессирующему ухудшению теплообмена с металлической шихтой.
Таким образом, общий эффект устройства, описанного в вышеупомянутом японском патенте JP 7027489 А, заключается в плохом нагревании первых слоев, уложенных на конвейер (в направлении перемещения металлического лома в сторону печи), которые из-за того, что они немедленно оказываются под другими слоями холодного лома, обладающего низкой теплопроводностью, обеспечивают чрезвычайно ограниченный вклад в среднюю температуру шихты.
На практике, сильное усложнение конструкции устройства, привносимое решением, предложенным в вышеупомянутом японском патенте JP 7027489 А, не обеспечивает сколько-нибудь ценного результата в отношении средней температуры, которая может быть достигнута металлическим ломом, и, следовательно, в отношении достижения экономии электроэнергии.
Таким образом, это решение не обеспечивает ни необходимого прямого контроля степени теплообмена с металлическим ломом вдоль линии подачи, ни оптимизации нагревания путем регулирования режимов проникновения горячих газов внутрь металлического слоя.
Кроме того, оператор, управляющий линией подачи описанного выше устройства, не обладает никакой степенью свободы в отношении оптимизации процесса, например, в зависимости от типа металлического лома.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является решение указанных выше важных проблем существующего уровня техники.
В частности, задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства непрерывной подачи нагретого металлического материала в плавильную печь, посредством которого можно получить оптимальное регулируемое распределение энергии нагрева, при значительно более высокой общей эффективности по сравнению с устройствами существующего уровня техники.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства, посредством которого можно получить высокую среднюю температуру металлической шихты, подаваемой горизонтальным конвейером, без возникновения опасных явлений локального поверхностного плавления, которые появляются при использовании известных устройств.
Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение способа, который можно оптимизировать в зависимости от типа обрабатываемого металлического лома.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является обеспечение непрерывного способа подачи нагретого металлического материала в плавильную печь, работающую в вышеупомянутом устройстве, который позволяет обеспечить высокую гибкость в выборе систем нагрева металлической шихты перед тем, как последняя достигает плавильной печи, и который способен гарантировать значительное снижение потребления электроэнергии в процессе производства стали.
Конструктивные и функциональные характеристики настоящего изобретения и его преимущества по сравнению с существующим уровнем техники станут более очевидными из прилагаемой формулы изобретения, а также из последующего описания, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых в схематическом виде изображены два предпочтительных (но не ограничивающих) воплощения устройства непрерывной подачи нагретого металлического материала в плавильную печь, где:
фиг. 1 представляет собой схематическое изображение первого предпочтительного воплощения устройства подачи нагретого металлического материала в плавильную печь;
фиг. 2 представляет собой схематическое изображение второго предпочтительного воплощения устройства подачи нагретого металлического материала в плавильную печь;
фиг. 3а представляет собой вид сверху устройства, образованного различными линиями и различными секциями нагрева с активными и пассивными средствами; и
фиг. 3b представляет собой вид сверху устройства, аналогичного устройству, изображенному на фиг. 3а, в котором слои наносят полностью перемежающимся образом: холодный слой поверх горячего слоя.
На фиг. 1 и 2 IM обозначает в целом устройство непрерывной подачи металлической шихты 5, со
стоящей из металлического лома, в электродуговую печь (ЭДП) 1, в которой имеется ванна 11 расплавленного металла в жидком состоянии.
Устройство IM включает по меньшей мере один горизонтальный конвейер 2, предназначенный для непрерывного перемещения шихты 5 по направлению к электродуговой печи 1, определяющий соответствующую непрерывную горизонтальную линию L подачи шихты 5 в зону 10 загрузки указанной печи 1.
Согласно воплощению, проиллюстрированному на фиг. 1 и 2, линия L включает по меньшей мере пару C рабочих модулей 17' и 17".
Пара C включает первый рабочий модуль 17', который включает первый блок 3' формирования и загрузки первого слоя 5' шихты 5 на конвейер 2 и первую секцию 4' нагрева, с помощью которой соответствующим образом нагревают первый слой 5' шихты 5 на конвейере 2.
Пара С также включает второй рабочий модуль 17", который расположен после первого модуля 17' и включает второй блок 3" формирования и загрузки второго слоя 5" шихты 5, нанесенного на первый слой 5', и вторую секцию 4" нагрева, с помощью которой соответствующим образом нагревают второй слой 5", нанесенный на первый слой 5'.
Таким образом, в направлении, обозначенном линией L, модуль 17' предшествует модулю 17", при этом первая секция 4" нагрева расположена непосредственно после блока 3' по ходу технологического процесса, между указанным блоком 3' и блоком 3", в то время как вторая секция 4" нагрева расположена непосредственно после блока 3" и перед печью 1 по ходу технологического процесса.
Каждая из вышеупомянутых секций 4', 4" имеет входную часть 21 и выходную часть 22.
Согласно воплощению, проиллюстрированному на фиг. 1, первая секция 4' нагрева первого модуля 17' включает систему 6 со средствами нагрева активного типа, включающими горелки 6 (четыре на фиг. 1), предназначенные для нагревания первого слоя 5', сформированного на конвейере 2 блоком 3'.
Непосредственно после секции 4' нагрева по ходу технологического процесса также имеется система 20 извлечения дыма 9', выходящего из этой секции; указанная система 20 включает трубопровод 24, который соединен с выводящей трубой 12 для дыма 9, поступающего из печи 1, и снабжен соответствующими устройствами регулирования расхода (которые известны и не проиллюстрированы).
Согласно альтернативному воплощению, проиллюстрированному на фиг. 2, первая секция 4' нагрева первого модуля 17' включает систему 7 со средствами нагрева пассивного типа с использованием дыма 9 или горячих отходящих газов (печной газ и поддерживающий горение газ) процесса плавки, выходящих из ЭДП 1.
После прохождения за дефлектором 29, изменяющим направление потока высокотемпературного газа, дым 9 идет к трубе 12 и достигает трубопровода 25, который снабжен устройствами регулирования расхода (которые известны и не проиллюстрированы) и способен направлять этот горячий дым 9 к первому модулю 17' и, таким образом, к первому слою 5', чтобы осуществить нагревание указанного первого слоя 5', сформированного на конвейере 2 первым блоком 3'.
После того, как первый слой 5' нагрет, отходящие газы 9', полученные при нагревании, могут идти к трубе 12 через систему 20 извлечения, вход в которую расположен сразу после входной заслонки 21 секции 4' по ходу технологического процесса, которая также включает трубопровод 26, снабженный устройствами регулирования расхода (которые известны и не проиллюстрированы), и средство 27 рекуперации тепла.
Согласно обоим воплощениям, проиллюстрированным на фиг. 1 и 2, секция 4" нагрева второго модуля 17" включает систему 7 со средствами нагрева пассивного типа с использованием дыма 9 или горячих отходящих газов процесса плавки, выходящих из ЭДП 1, и вышеупомянутыми регулируемыми дефлекторами 29, ориентированными в направлении конвейера 2, для увеличения конвективного теплообмена между указанным горячим дымом 9 и шихтой 5, перед тем, как оставшуюся часть дыма 9 направляют к трубе 12.
Вышеупомянутая труба 12 снабжена средствами 13 анализа расхода дыма и средствами 14 анализа температуры и состава этого дыма, а также дожигающими устройствами 23 для завершения сгорания отходящих газов, выходящих из ЭДП 1; указанные средства 14 представляют собой датчики для анализа состава и расхода.
Наконец, составной частью линии L устройства IM, как в воплощении, изображенном на фиг. 1, так и в альтернативном воплощении, изображенном на фиг. 2, является следующее оборудование: средства 13 анализа расхода дыма и средства 14 анализа температуры и состава этого дыма; датчики 15 заполнения и датчики 16 скорости перемещения шихты 5 на конвейере 2; ограничители 18 высоты шихты 5 на конвейере 2; средства 19 герметизации и удержания отходящих газов внутри секции 4" нагрева; а также система 28 управления линией L, способная регулировать на основе данных, полученных от датчиков 8 (на фиг. 1 изображены четыре датчика, а на фиг. 2 - три датчика), расположенных в соответствии с первой секцией 4" нагрева, степень заполнения и добавление шихты 5 на конвейер 2, перемещение указанной шихты 5, режим работы активной 6 и пассивной 7 систем нагрева и, возможно, распределение отходящих газов.
В устройстве IM, выполненном в соответствии с фиг. 2, также имеются средства 26 и 27 рекуперации тепла и регулируемое вспомогательное средство 30 для увеличения расхода горячих отходящих га
зов.
При использовании способ, осуществляемый на описанном выше устройстве IM вдоль линии L, включает, в соответствии с первым блоком 3' первого модуля 17', нанесение и формирование на конвейере 2 первого слоя 5', имеющего регулируемую толщину, который направляют через первую секцию 4' нагрева и оптимально нагревают внутри нее с помощью активной системы 6 (фиг. 1) или с помощью пассивной системы 7 (альтернативное воплощение, изображенное на фиг. 2).
На выходе из первой секции 4' нагрева первый слой 5', уже горячий, немедленно покрывают вторым, холодным, слоем 5", также имеющим регулируемую толщину, который вводят из второго блока 3" второго модуля 17". Полученную таким образом загрузку 5 шихты в целом, или термическую "вафлю" ("wafer"), затем вводят в последующую секцию 4" указанного второго модуля 17".
Таким образом, в итоге последний добавленный холодный слой 5", вместе с горячим нижележащим слоем, поступает вдоль линии L в зону 10 загрузки электродуговой плавильной печи 1 и перед падением в жидкую ванну 11 подвергается нагреванию отходящими газами 9, выходящими непосредственно из указанной печи 1.
Следует отметить, что в каждой секции 4', 4" нагрева конвективному теплообмену между отходящими газами и металлической шихтой способствует тот факт, что поток нагревающих газов направлен в сторону шихты (благодаря наклонному пламени, если используют активные системы нагрева, или благодаря вертикальному входу в случае пассивных систем), а использование дефлекторов 29.
В частности, второй слой 5" металлического материала наносят в быстрой последовательности на первый слой 5' непосредственно на выходе из соответствующей секции 4' нагрева: таким образом, более горячую поверхность первого слоя 5' сразу же покрывают холодным (и обладающим более низкой теплопроводностью) материалом, а введение в последующую секцию 4" позволяет нагревать поверхность только что нанесенного холодного слоя (посредством горелок 6 или с помощью отходящих газов 9, выходящих из электродуговой плавильной печи 1), а в глубине - за счет расхода количества тепла, ранее накопленного горячим нижележащим слоем 5'.
Такое прохождение тепла устраняет любой возможный локальный перегрев (поверхностная часть первого слоя 5', которая является более горячей, находится в тесном контакте с новым, холодным, металлическим ломом 5"), даже если тепло удерживается внутри самой загрузки шихты 5. В результате, на практике тепловые потери снижаются за счет использования той же самой низкой теплопроводности металлического лома, которая является основным препятствием для достижения однородного нагрева металлической шихты в известных традиционных устройствах.
Также следует отметить, что одна из инновационных отличительных особенностей описанного выше устройства IM заключается в высокой гибкости при выборе применяемых систем нагрева.
Помимо описанного выше принципа распространения тепла по последовательно нанесенным слоям металлического лома, конфигурация устройства IM зависит от характеристик типа металлического материала, который следует обработать, от процесса плавки, который следует осуществить в ЭДП, и от стоимости энергии в данном регионе. В связи с этими параметрами можно сделать наиболее подходящий выбор решения по нагреванию шихты, которое включает применение горелок (фиг. 1) или нагревание технологическими газами (фиг. 2) или, помимо этого, применение других известных средств нагрева (например, на основе электромагнитного излучения) или сочетаний всех или некоторых из этих источников тепла.
Этот выбор можно сделать или окончательно на стадии проектирования устройства, или в качестве предварительной подготовки, оставляя управляющему системой возможность сделать наиболее подходящий выбор в зависимости от характеристик рассматриваемого процесса производства стали, материалов в шихте и наиболее удобных источников энергии.
Дополнительная отличительная особенность рассматриваемых устройства и способа заключается в благоприятной возможности разделения шихты, в соответствии с двумя вышеупомянутыми рабочими модулями, на два или более слоев, которые можно подвергнуть различным формам тепловой обработки, выбранным на основе характеристик применяемых материалов (размеры, форма, состав, степень загрязнения органическими веществами и т.д.), чтобы повысить энергетическую эффективность самого процесса нагревания и снизить воздействие на окружающую среду. Загрузку металлического лома, загрязненного маслами, жирами или пластиком, можно сосредоточить, например, в первом слое 5', который подвергают нагреванию горелками 6, отрегулированными таким образом, чтобы полностью использовать наличие горючих материалов в металлическом ломе (например, при несбалансированной работе горелок 6 в смысле избытка вещества, поддерживающего горение) и обеспечить достижение условий, необходимых для полного термического разложения загрязняющих веществ, до того, как будет достигнута конечная секция 4" предварительного нагрева, расположенная у последующего входа в печь 1. В этом случае второй слой 5", состоящий из материалов, более подходящих для нагревания посредством только технологических газов 9, добавляют в загрузочном блоке 3".
Другой характерной отличительной особенностью описанного устройства и связанного с ним инновационного способа является его модульность и эксплуатационная гибкость. Из-за существенной независимости секций нагрева и низкой теплопроводности перемещаемого/нагреваемого материала, фактиче
ски не существует теоретического предела по обработке металлического лома перед окончательным наложением, которое производят в последнем загрузочном блоке.
Другими словами, в устройстве IM можно использовать сочетание различных загрузочных элементов 3' и нагревательных элементов 4' (где i = 1, n) и/или пар С модулей 17' и 17", расположенных последовательно, таким образом формируя, по желанию, последовательные ветви (состоящие из одного или более модулей в последовательности) и/или параллельные ветви (расположенные рядом модули и/или ветви для одновременной обработки); следует сделать ссылку, например, на устройства IM, схематически изображенные на фиг. 3a и 3b.
Ограничения связаны с чисто экономическими соображениями и/или со сложностью размещения (расположения оборудования) линии L.
Из представленного выше очевидно, что описанное выше устройство IM преодолевает значительные проблемы существующего уровня техники, что позволяет получить следующие преимущества:
оптимизация характеристик предварительного нагрева металлического лома способом, который по существу не зависит от осуществляемого процесса производства стали;
более однородное нагревание слоя шихты;
достижение эффективности предварительного нагрева, достаточной для обеспечения значительного снижения потребления электроэнергии в процессе производства стали;
оптимальное деление на модули структуры устройства (схемы расположения оборудования) и способа в соответствии с текущими требованиями к металлургическим заводам.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство (IM) непрерывной подачи нагретого металлического материала (5) в плавильную печь (1), включающее по меньшей мере одну линию (L) подачи, содержащую конвейер (2) для непрерывного перемещения указанного материала (5) в указанную печь (1), включающее по меньшей мере одну пару (С) рабочих модулей (17', 17"), содержащую первый (17') и второй (17") рабочие модули подачи и нагрева, при этом указанные первый (17') и второй (17") рабочие модули расположены последовательно по отношению друг к другу вдоль указанной линии (L); при этом указанный первый модуль (17') предназначен для формирования и нагрева первого слоя (5') указанного материала (5), размещенного на указанной линии (L), а указанный второй модуль (17") предназначен для формирования и нагрева второго слоя (5") указанного материала (5), нанесенного поверх указанного первого слоя (5'), отличающееся тем, что
указанные первый и второй модули (17', 17") выполнены с возможностью прямого нагрева указанных первого слоя (5') и второго слоя (5") соответственно;
указанные первый, второй модули (17', 17") включают первый, второй блоки (3', 3") подачи и загрузки указанного материала (5) для формирования указанных первого, второго слоев (5', 5") и первую, вторую секции (4', 4") нагрева указанных первого, второго слоев (5', 5"), расположенные непосредственно после указанных первого, второго загрузочных блоков (3', 3") по ходу технологического процесса;
указанные первая и вторая секции (4', 4") нагрева являются независимыми друг от друга, так что указанные первый и второй слои можно подвергать различным формам тепловой обработки.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанная вторая секция (4") нагрева расположена непосредственно перед зоной (10) загрузки указанного материала (5) в указанную печь (1) по ходу технологического процесса.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанная первая секция (4') нагрева включает активные средства (6) нагрева, направленные на указанный первый слой (5'), для нагревания указанного первого слоя (5').
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что указанные активные средства (6) включают горелки (6), действующие на указанной линии (L).
5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанная первая секция (4') нагрева включает систему (7) со средствами нагрева пассивного типа, направленную на указанный первый слой (5'), для нагревания указанного первого слоя (5').
6. Устройство по любому из предшествующих пп.1-5, отличающееся тем, что указанная вторая секция (4") нагрева включает систему (7) со средствами нагрева пассивного типа, направленную на второй слой (5"), для нагревания указанного второго слоя (5").
7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что указанные пассивные средства включают средства подачи дыма (9) или газов, выходящих из указанной печи (1).
8. Устройство по п.5 или 7, отличающееся тем, что оно включает дефлектор (29) для указанного дыма (9) и направляющие средства (12, 25), предназначенные для перемещения указанного дыма (9) из указанной печи (1) в указанную первую секцию (4') нагрева, в соответствии с выпускной заслонкой (22) указанной первой секции (4').
9. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что оно включает дефлектор (29) для указанного дыма (9) для направления указанного дыма (9) ко второму слою (5").
2.
10. Устройство по любому из предшествующих пп.1-9, отличающееся тем, что указанная первая секция (4') нагрева также включает направляющие средства (20, 24, 12; 20, 26, 12), предназначенные для перемещения и откачивания отходящих газов (9'), выходящих из указанной первой секции (4').
11. Способ непрерывной подачи нагретого металлического материала (5) в плавильную печь (1) с помощью устройства по любому из пп.1-10, включающий стадию непрерывной подачи указанного материала (5) в указанную печь (1) вдоль по меньшей мере одной линии (L) подачи, включающий стадии формирования на указанной линии (L) и нагрева, по меньшей мере, первого слоя (5') указанного материала и, в быстрой последовательности, формирования, по меньшей мере, второго слоя (5") указанного материала (5), нанесенного поверх указанного первого слоя (5'), и нагрева указанного второго слоя (5"), отличающийся тем, что указанный нагрев указанных первого и второго слоев выполняют в двух секциях нагрева (4', 4"), не зависящих друг от друга, так что указанные первый и второй слои можно подвергать различным формам прямой тепловой обработки.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что стадию нагрева указанного второго слоя (5") осуществляют непосредственно перед загрузкой указанного материала (5) в указанную печь (1).
13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что указанную стадию нагрева указанного первого слоя (5') осуществляют посредством использования горелок (6), направленных на указанный первый слой (5').
14. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что указанную стадию нагрева указанного первого слоя (5') осуществляют с использованием дыма (9) или газов, выходящих из указанной печи (1) и направляемых к указанному первому слою (5').
15. Способ по любому из предшествующих пп.11-14, отличающийся тем, что указанную стадию нагрева указанного второго слоя (5") осуществляют с использованием дыма (9) или газов, выходящих из указанной печи (1) и направляемых к указанному второму слою (5").
16. Способ по любому из предшествующих пп.11-15, отличающийся тем, что он также включает стадии откачивания отходящих газов (9'), образующихся в ходе указанных стадий нагрева указанных первого и второго слоев (5', 5").
2.
10.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
028477
028477
- 1 -
- 1 -
028477
028477
- 1 -
- 1 -
028477
028477
- 1 -
- 1 -
028477
028477
- 1 -
- 1 -
028477
028477
- 1 -
- 1 -
028477
028477
- 1 -
- 1 -
028477
028477
- 4 -
- 3 -
028477
028477
- 6 -
028477
028477
- 6 -
028477
028477
- 8 -