производство чугуна

Формула изобретения

1. Способ производства чугуна в твердой форме, который включает в себя операции: (а) прямого плавления железосодержащего металлосодержащего шихтового материала для получения расплавленного чугуна и непрерывной выдачи расплавленного чугуна после операции прямого плавления (а) во множество ковшей, (b) десульфурации расплавленного чугуна, полученного в ходе операции прямого плавления (а), осуществляемой путем периодической десульфурации расплавленного чугуна в ковшах на первом участке десульфурации, (с) передачу ковшей, содержащих десульфурированный расплавленный чугун, на второй участок десульфурации, отделенный определенным промежутком от первого участка, отделение шлака от расплавленного чугуна на втором участке, и выпуск освобожденного от шлака и десульфурированного расплавленного чугуна из ковшей на втором участке десульфурации, и формирование непрерывного потока расплавленного чугуна, направленного к разливочному устройству, (d) разливки десульфурированного в ходе операции десульфурации чугуна с приданием ему твердой формы.

2. Способ по п.1, который включает в себя непрерывную выдачу расплавленного чугуна после операции прямого плавления (а), десульфурацию порций расплавленного чугуна, полученного в ходе операции (а), при операции десульфурации, и непрерывную подачу десульфурированного расплавленного чугуна на разливочное устройство, и разливку расплавленного чугуна с приданием ему твердой формы в ходе операции разливки (d).

3. Способ по п.1, который включает в себя наклон ковшей в первом направлении на втором участке десульфурации для скачивания шлака из ковшей и наклон ковшей во втором направлении, противоположном первому направлению, на втором участке десульфурации для выпуска расплавленного чугуна из ковшей.

4. Способ по п.1, который предусматривает такое управление процессом, при котором, по меньшей мере, один ковш находится на установочной площадке участка заполнения ковшей, готовый к заполнению расплавленным чугуном, в дополнение к указанному ковшу, который уже заполняется расплавленным чугуном в то время, когда этот ковш заполнен на 50%.

5. Способ по п.3 или 4, который включает в себя такое управление процессом, при котором, по меньшей мере, один ковш всегда находится на втором участке десульфурации, выпуская освобожденный от шлака и десульфурированный расплавленный чугун в разливочное устройство, чтобы обеспечить формирование непрерывного потока расплавленного чугуна, направленного к разливочному устройству.

6. Способ по п.5, который включает в себя такое управление процессом, при котором, по меньшей мере, непосредственно перед завершением выпуска освобожденного от шлака и десульфурированного чугуна в разливочное устройство из ковша на втором участке десульфурации на установочной площадке второго участка десульфурации находится, по меньшей мере, другой ковш, готовый к выпуску расплавленного чугуна в разливочное устройство.

7. Способ по п.1, который включает в себя передачу ковшей с первой установочной площадки участка заполнения ковшей на первую установочную площадку второго участка десульфурации и передачу ковшей со второй установочной площадки участка заполнения ковшей на вторую установочную площадку второго участка десульфурации.

8. Способ по п.1, который включает в себя следующую последовательность производственных операций с каждым ковшом, начиная с ковша на участке заполнения ковшей: непрерывный выпуск расплавленного чугуна после операции прямого плавления (а) в ковш на участке заполнения ковшей, после заполнения ковша в нужной степени переключение подачи расплавленного чугуна с ковша на другой ковш на участке заполнения ковшей и непрерывный выпуск расплавленного чугуна в другой ковш на участке, десульфурация расплавленного чугуна в ковше на первом участке десульфурации, передача ковша с первого участка десульфурации на второй участок десульфурации после завершения десульфурации расплавленного чугуна в ковше, удаление шлака из расплавленного чугуна в ковше на втором участке десульфурации, выпуск освобожденного от шлака и десульфурированного расплавленного чугуна из ковша в разливочное устройство, передача пустого ковша со второго участка десульфурации на площадку выдерживания, и подогрев ковша на этом участке, и передача ковша с площадки выдерживания на участок заполнения ковша.

9. Цех для производства чугуна в твердой форме, содержащий (а) устройство прямого плавления, которое включает в себя агрегат прямого плавления, предназначенный для прямого плавления железосодержащего металлосодержащего шихтового материала для производства непрерывного потока расплавленного чугуна, и участок заполнения ковшей, на котором расплавленный чугун после операции прямого плавления выдают во множество ковшей, (b) устройство десульфурации, предназначенное для десульфурации расплавленного чугуна, полученного в устройстве прямого плавления и включающее первый участок десульфурации, предназначенный для десульфурации расплавленного чугуна, и второй участок десульфурации, предназначенный для удаления шлака и последующего выпуска освобожденного от шлака и десульфурированного расплавленного чугуна в разливочное устройство, и (с) разливочное устройство, предназначенное для разливки расплавленного чугуна в изделия твердой формы, при этом первый участок десульфурации располагают на участке заполнения ковшей устройства прямого плавления, и расплавленный чугун, поступающий из агрегата прямого плавления в ковши на участке заполнения ковшей, подвергают десульфурации на этом участке, причем второй участок десульфурации располагают на расстоянии от первого участка десульфурации.

10. Цех по п.9, в котором устройство прямого плавления приспособлено для выпуска непрерывного потока жидкого чугуна.

11. Цех по п.9, в котором устройство десульфурации приспособлено для периодической десульфурации расплавленного чугуна.

12. Цех по п.9, в котором разливочное устройство приспособлено для приема непрерывного потока расплавленного чугуна для его разливки в изделия в твердой форме.

13. Цех по п.9, который снабжен множеством ковшей или иных подходящих средств для передачи расплавленного металла, предназначенных для приема расплавленного чугуна из агрегата прямого плавления и транспортировки расплавленного чугуна от устройства десульфурации к разливочному устройству и для выпуска десульфурированного и освобожденного от шлака расплавленного чугуна в разливочное устройство.

14. Цех по пп.9-13, в котором второй участок десульфурации располагают рядом с разливочным устройством.

15. Цех по п.14, который включает в себя комплекс перемещения ковшей, предназначенный для переноса ковшей по пути между участком заполнения ковшей устройства прямого плавления и вторым участком десульфурации.

16. Цех по п.9, в котором участок заполнения ковшей включает в себя две установочные площадки для ковшей, а агрегат прямого плавления включает в себя литейную систему и выпускной желоб, приспособленный для быстрого переключения подачи расплавленного чугуна с одного ковша, расположенного на одной установочной площадке, на другой ковш, расположенный на другой установочной площадке.

17. Цех по п.16, в котором первый участок десульфурации включает в себя две установочные площадки для ковшей, и второй участок десульфурации включает в себя две установочные площадки для ковшей.

18. Цех по п.17, в котором комплекс перемещения ковшей включает в себя (а) первую передаточную тележку, которая приспособлена для передачи ковшей с первой установочной площадки первого участка десульфурации на первую установочную площадку второго участка десульфурации и (b) вторую передаточную тележку, которая приспособлена для передачи ковшей со второй установочной площадки первого участка десульфурации на вторую установочную площадку второго участка десульфурации.

19. Способ производства чугуна в твердой форме, который включает в себя производство расплавленного чугуна в агрегате прямого плавления, и подачу расплавленного чугуна в ковши на участке заполнения ковшей, и получение таким образом ковшей с расплавленным чугуном, и выпуск расплавленного чугуна из ковшей в разливочное устройство, расположенное на удалении от указанного участка заполнения, при котором выполняются операции: (а) размещения первого ковша на первой установочной площадке участка заполнения ковшей, и обеспечения подачи расплавленного чугуна из агрегата прямого плавления в первый ковш, и получения ковша с расплавленным чугуном, десульфурации расплавленного чугуна в первом ковше на первой установочной площадке, удаления шлака из десульфурированного чугуна на разливочном устройстве и выпуска десульфурированного расплавленного чугуна из первого ковша в разливочное устройство, (b) размещения второго ковша на второй установочной площадке участка заполнения ковшей, и переключения подачи расплавленного чугуна с первого ковша на второй ковш после завершения подачи расплавленного чугуна в первый ковш, и получения ковша с расплавленным чугуном, десульфурации расплавленного чугуна во втором ковше на второй установочной площадке, удаления шлака из десульфурированного чугуна на разливочном устройстве и выпуска десульфурированного расплавленного чугуна из второго ковша в разливочное устройство после завершения выпуска расплавленного чугуна из первого ковша в разливочное устройство, и (с) продолжения размещения ковшей на установочных площадках участка заполнения, и повторения операций подачи расплавленного чугуна в ковши, десульфурации расплавленного чугуна и выпуска десульфурированного расплавленного чугуна в разливочное устройство при непрерывной подаче расплавленного чугуна на участок заполнения и непрерывном выпуске расплавленного чугуна в разливочное устройство.

20. Способ по п.19, при котором операция продолжения размещения ковшей на установочных площадках участка заполнения включает также в себя передачу ковшей обратно на участок заполнения после опорожнения ковшей на разливочном устройстве.

21. Способ по п.20, который включает в себя передачу ковшей обратно на участок заполнения через участок подогрева ковшей после опорожнения ковшей на разливочном устройстве.

22. Способ по п.21, который включает в себя выдерживание, по меньшей мере, одного ковша на участке подогрева ковшей до тех пор, пока он не потребуется на установочной площадке участка заполнения.

23. Способ по любому из пп.19-22, который включает в себя передачу первого ковша с первой установочной площадки участка заполнения на первую установочную площадку разливочного устройства для опорожнения ковшей в разливочном устройстве и передачу второго ковша на вторую установочную площадку разливочного устройства перед завершением выпуска расплавленного чугуна из первого ковша в разливочное устройство.

24. Способ по п.23, который включает в себя размещение третьего ковша на первой установочной площадке участка заполнения ковшей в момент между передачей первого ковша на разливочное устройство и завершением подачи расплавленного чугуна во второй ковш.

25. Способ по п.23, который включает в себя передачу ковшей с участка заполнения на разливочное устройство, по меньшей мере, частично транспортным средством и передачу ковшей от разливочного устройства на участок заполнения, по меньшей мере, частично мостовым краном.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к способу производства чугуна.

Более конкретно настоящее изобретение относится к способу производства чугуна, который включает в себя процесс прямого плавления в расплавленной ванне, позволяющий получить расплавленное железо из железосодержащего металлосодержащего шихтового материала, и последующую обработку расплавленного чугуна, включающую десульфурацию чугуна.

Настоящее изобретение относится к цеху для производства чугуна. Термин «железосодержащий металлосодержащий шихтовой материал» понимается здесь как включающий в себя железные руды, частично восстановленные железные руды и железосодержащие отходы (например, с предприятий черной металлургии).

Известен способ прямого плавления в расплавленной ванне, обычно обозначаемый как процесс HIsmelt. При производстве расплавленного чугуна процесс HIsmelt включает следующие операции:

(а) образование в агрегате прямого плавления ванны из расплавленного чугуна и шлака;

(b) вдувание в ванну (i) металлосодержащего шихтового материала, обычно железорудной мелочи и (ii) твердого углеродосодержащего материала, обычно угля, который служит восстановителем железной руды и источником энергии; и

(с) плавление железосодержащего шихтового материала в ванне с образованием чугуна.

Термин «плавление» означает в данном случае высокотемпературную обработку, при которой имеют место химические реакции восстановления оксидов металла для получения расплавленного металла.

В процессе HIsmelt металлосодержащий шихтовой материал и твердый углеродосодержащий материал вдувают в расплавленную ванну через ряд фурм/сопел, которые наклонены относительно вертикали таким образом, чтобы проходить вниз и внутрь через боковую стенку плавильного агрегата и в нижнюю область агрегата, так чтобы доставлять, по меньшей мере, часть твердого материала в слой металла на дне агрегата. Для осуществления дожигания образующихся в ходе реакции газов в верхней части агрегата в верхнюю область агрегата через опущенную вниз фурму вдувают горячий кислородосодержащий газ, обычно воздух или воздух, обогащенный кислородом. Отходящие газы, образующиеся в агрегате в результате дожигания образующихся в ходе реакции газов, отводят из верхней части агрегата через газоход для отходящих газов. Агрегат включает в себя футерованные огнеупорами панели с водяным охлаждением на боковых стенках и своде агрегата, причем вода непрерывно циркулирует в панелях по замкнутой схеме.

Обычно в расплавленном чугуне, полученном процессом прямого плавления, таким как процесс HIsmelt, содержание серы значительно превышает уровень, допустимый для стали. Поэтому для того, чтобы можно было использовать полученный чугун для производства стали, необходима десульфурация чугуна, полученного процессом прямого плавления.

В широком смысле в настоящем изобретении предлагается способ производства чугуна в твердой форме, который включает в себя следующие операции:

(а) прямое плавление железосодержащего металлосодержащего шихтового материала и получение расплавленного чугуна;

(b) десульфурация расплавленного чугуна, полученного в ходе операции прямого плавления (а); и

(с) разливка десульфурированного в ходе операции десульфурации (b) чугуна с приданием ему твердой формы, такой как чушки.

Предпочтительно способ включает в себя непрерывную выдачу расплавленного чугуна после операции прямого плавления (а), десульфурацию порций расплавленного чугуна, полученного в ходе операции (а), при операции десульфурации (b) и непрерывную подачу десульфурированного расплавленного чугуна на разливочное устройство и разливку расплавленного чугуна с приданием ему твердой формы, такой как чушки, в ходе операции разливки (с).

Предпочтительно способ включает в себя непрерывную выдачу расплавленного чугуна после операции прямого плавления (а) во множество ковшей или других подходящих передаточных емкостей для расплавленного металла на участке заполнения ковшей.

Предпочтительно способ включает в себя десульфурацию расплавленного чугуна после операции прямого плавления (а) на периодической основе в ковшах на первом участке десульфурации.

Предпочтительно способ включает в себя передачу ковшей, содержащих десульфурированный расплавленный чугун, на второй участок десульфурации, отделенный определенным промежутком от первого участка, и отделение шлака от расплавленного чугуна на втором участке.

Предпочтительно способ включает в себя выдачу освобожденного от шлака и десульфурированного расплавленного чугуна из ковшей на втором участке десульфурации и формирование непрерывного потока расплавленного чугуна, направленного к разливочному устройству.

Предпочтительно способ включает в себя наклон ковшей в первом направлении на втором участке десульфурации для скачивания шлака из ковшей и наклон ковшей во втором направлении, противоположном первому направлению на втором участке десульфурации для выпуска расплавленного чугуна из ковшей.

Предпочтительно способ включает в себя такое управление процессом, при котором, по меньшей мере, один ковш находится на установочной площадке участка заполнения ковшей, готовый к заполнению расплавленным чугуном, в дополнение к указанному ковшу, который уже заполняется расплавленным чугуном. Это требование к управлению важно для того, чтобы справляться с внезапными прорывами металла.

Предпочтительно способ включает в себя такое управление процессом, при котором, по меньшей мере, один ковш находится на загрузочной площадке участка заполнения ковшей, готовый к заполнению расплавленным чугуном, в дополнение к указанному ковшу, который уже заполняется расплавленным чугуном, в то время, когда этот ковш заполнен на 50%.

Предпочтительно способ включает в себя такое управление процессом, при котором, по меньшей мере, один ковш находится на втором участке десульфурации, выпуская освобожденный от шлака и десульфурированный расплавленный чугун в разливочное устройство, чтобы обеспечить формирование непрерывного потока расплавленного чугуна, направленного к разливочному устройству.

Предпочтительно способ включает в себя такое управление процессом, при котором, по меньшей мере, непосредственно перед завершением выпуска освобожденного от шлака и десульфурированного чугуна в разливочное устройство из ковша на втором участке десульфурации, на установочной площадке второго участка десульфурации находится, по меньшей мере, другой ковш, готовый к выдаче расплавленного чугуна в разливочное устройство.

Предпочтительно способ включает в себя передачу ковшей с первой установочной площадки участка заполнения ковшей на первую установочную площадку второго участка десульфурации и передачу ковшей со второй установочной площадки участка заполнения ковшей на вторую установочную площадку второго участка десульфурации.

Предпочтительно способ включает в себя следующую последовательность производственных операций с каждым ковшом, начиная с ковша на участке заполнения ковшей: непрерывный выпуск расплавленного чугуна после операции прямого плавления (а) в ковш на участке заполнения ковшей; после заполнения ковша в нужной степени переключение подачи расплавленного чугуна с ковша на другой ковш на участке заполнения ковшей и непрерывный выпуск расплавленного чугуна в другой ковш на участке; десульфурация расплавленного чугуна в ковше на первом участке десульфурации, передача ковша с первого участка десульфурации на второй участок десульфурации после завершения десульфурации расплавленного чугуна в ковше; отделение шлака от расплавленного чугуна в ковше на втором участке десульфурации; выпуск освобожденного от шлака и десульфурированного расплавленного чугуна из ковша в разливочное устройство, передача пустого ковша со второго участка десульфурации на площадку выдерживания и подогрев ковша на этом участке и передача ковша с площадки выдерживания на участок заполнения ковша.

В общем, настоящее изобретение предлагает также цех для производства чугуна в твердой форме, который включает в себя:

(а) устройство прямого плавления, которое включает в себя агрегат прямого плавления, предназначенный для прямого плавления железосодержащего металлосодержащего шихтового материала и производства расплавленного чугуна;

(b) устройство десульфурации, предназначенное для десульфурации расплавленного чугуна, полученного в устройстве прямого плавления; и

(с) разливочное устройство, предназначенное для разливки расплавленного чугуна в изделия твердой формы, такие как чушки.

Предпочтительно устройство прямого плавления приспособлено для выпуска непрерывного потока жидкого чугуна.

Предпочтительно устройство десульфурации приспособлено для десульфурации расплавленного чугуна в ходе периодического процесса.

Предпочтительно разливочное устройство приспособлено для приема непрерывного потока расплавленного чугуна в изделия твердой формы.

Предпочтительно устройство десульфурации включает в себя первый участок десульфурации, предназначенный для десульфурации расплавленного чугуна, и второй участок десульфурации, предназначенный для удаления шлака и последующего выпуска освобожденного от шлака и десульфурированного расплавленного чугуна в разливочное устройство.

Предпочтительно цех снабжен множеством ковшей или иных подходящих средств для передачи расплавленного металла, предназначенных для приема расплавленного чугуна из агрегата прямого плавления и транспортировки расплавленного чугуна от устройства десульфурации к разливочному устройству и для выпуска десульфурированного и освобожденного от шлака расплавленного чугуна в разливочное устройство.

Предпочтительно устройство прямого плавления включает в себя участок заполнения ковшей, на котором в процессе использования расплавленный чугун может подаваться в ковши, находящиеся на участке.

Предпочтительно первый участок десульфурации располагается на участке заполнения ковшей устройства прямого плавления, и в процессе использования расплавленный чугун, поступающий из агрегата прямого плавления в ковши на участке заполнения ковшей, подвергается десульфурации на этом участке.

Предпочтительно второй участок десульфурации располагается на определенном расстоянии от первого участка десульфурации. Раздельное размещение двух участков является предпочтительным с точки зрения согласования по времени и наличия ковшей и передаточных тележек для ковшей в связи с ограниченностью площадей.

Предпочтительно второй участок десульфурации располагается рядом с разливочным устройством.

Предпочтительно цех включает в себя комплекс перемещения ковшей, предназначенный для переноса ковшей по пути между участком заполнения ковшей устройства прямого плавления и устройством десульфурации.

Предпочтительно участок заполнения ковшей включает в себя две установочных площадки для ковшей, а агрегат прямого плавления включает в себя литейную систему и выпускной желоб, приспособленный для быстрого переключения подачи расплавленного чугуна с одного ковша, расположенного на одной установочной площадке, на другой ковш, расположенный на другой установочной площадке.

Предпочтительно первый участок десульфурации включает в себя две установочные площадки для ковшей, и второй участок десульфурации включает в себя две установочные площадки для ковшей.

Предпочтительно комплекс перемещения ковшей включает в себя (а) первую передаточную тележку, которая приспособлена для передачи ковшей с первой установочной площадки первого участка десульфурации на первую установочную площадку второго участка десульфурации, и (b) вторую передаточную тележку, которая приспособлена для передачи ковшей со второй установочной площадки первого участка десульфурации на вторую установочную площадку второго участка десульфурации.

Согласно настоящему изобретению предлагается также способ производства чугуна в твердой форме, который включает в себя производство расплавленного чугуна в агрегате прямого плавления и подачу расплавленного чугуна в ковши на участке заполнения ковшей и получение таким образом ковшей с расплавленным чугуном и выпуск расплавленного чугуна из ковшей в разливочное устройство, расположенное на удалении от указанного участка заполнения, отличающийся наличием операций:

(а) размещение первого ковша на первой установочной площадке участка заполнения ковшей и обеспечение подачи расплавленного чугуна из агрегата прямого плавления в первый ковш и получение ковша с расплавленным чугуном, десульфурация расплавленного чугуна в первом ковше и выпуск десульфурированного расплавленного чугуна из первого ковша в разливочное устройство;

(b) размещение второго ковша на второй установочной площадке участка заполнения ковшей и переключение подачи расплавленного чугуна с первого ковша на второй ковш после завершения подачи расплавленного чугуна в первый ковш и получение ковша с расплавленным чугуном, десульфурация расплавленного чугуна во втором ковше и выпуск десульфурированного расплавленного чугуна из второго ковша в разливочное устройство после завершения выпуска расплавленного чугуна из первого ковша в разливочное устройство; и

(с) продолжение размещения ковшей на установочных площадках участка заполнения и повторение операций подачи расплавленного чугуна в ковши, десульфурации расплавленного чугуна и выпуска десульфурированного расплавленного чугуна в разливочное устройство при непрерывной подаче расплавленного чугуна на участок заполнения и непрерывном выпуске расплавленного чугуна в разливочное устройство.

Предпочтительно операция продолжения размещения ковшей на установочных площадках участка заполнения включает в себя передачу ковшей обратно на участок заполнения после опорожнения ковшей на разливочном устройстве.

Предпочтительно способ включает в себя передачу ковшей обратно на участок заполнения через участок подогрева ковшей после опорожнения ковшей на разливочном устройстве.

Предпочтительно способ включает в себя выдерживание, по меньшей мере, одного ковша на участке подогрева ковшей до тех пор, пока он не потребуется на установочной площадке участка заполнения.

Предпочтительно способ включает в себя передачу первого ковша с первой установочной площадки участка заполнения на первую установочную площадку разливочного устройства для опорожнения ковшей в разливочном устройстве и передачу второго ковша на вторую установочную площадку разливочного устройства перед завершением выпуска расплавленного чугуна из первого ковша в разливочное устройство.

Предпочтительно способ включает в себя размещение третьего ковша на первой установочной площадке участка заполнения ковшей в момент времени между передачей первого ковша на разливочное устройство и завершением подачи расплавленного чугуна во второй ковш.

Предпочтительно способ включает в себя десульфурацию расплавленного чугуна в ковшах на первой и второй установочных площадках участка заполнения.

Предпочтительно способ включает в себя отделение шлака из десульфурированного чугуна в разливочном устройстве.

Предпочтительно способ включает в себя передачу ковшей с участка заполнения на разливочное устройство, по меньшей мере, частично транспортным средством и передачу ковшей от разливочного устройства на указанный участок заполнения, по меньшей мере, частично мостовым краном.

Предпочтительно способ включает в себя десульфурацию расплавленного чугуна в ковшах на участке десульфурации, расположенном между участком заполнения и разливочным устройством.

Предпочтительно способ включает в себя удаление шлака из десульфурированного чугуна на участке десульфурации, расположенном между участком заполнения и разливочным устройством.

Настоящее изобретение описано далее со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 и 2 показаны виды сверху, которые показывают общее расположение компонентов в одном варианте реализации установки для производства чугуна согласно настоящему изобретению, которая включает в себя агрегат прямого плавления устройства прямого плавления, устройство десульфурации и разливочное устройство;

на фиг.3 показана боковая проекция, которая показывает участок заполнения ковшей агрегата прямого плавления и первый участок десульфурации устройства десульфурации;

на фиг.4 показана проекция с торца части установки, показанной на фиг.3;

на фиг.5-10 схематически показан один вариант реализации способа производства чугуна согласно настоящему изобретению; и

на фиг.11 показана схема, которая показывает работу машины для скачивания шлака устройства десульфурации.

Показанная на фигурах установка прямого плавления включает в себя:

(а) устройство прямого плавления, которое включает в себя агрегат прямого плавления (SRV) и участок заполнения ковшей, прилегающий к агрегату (SRV);

(b) разливочное устройство 23, которое включает в себя две разливочные машины 43 для литья твердых чугунных чушек из расплавленного чугуна, поступающего от агрегата (SRV);

(с) устройство десульфурации, которое включает в себя первый участок десульфурации 19 (фиг.3 и 4), прилегающий к агрегату (SRV), и второй участок десульфурации 21 (фиг.1 и 2), прилегающий к разливочному устройству 23; и

(d) четыре ковша 7 для передачи расплавленного чугуна, выпущенного из агрегата (SRV) в ковши 7 на участке заполнения ковшей, через устройство десульфурации 21 и к разливочному устройству 23.

Упомянутые выше агрегат (SRV), устройство десульфурации, разливочное устройство 23 и ковши 7 являются только частями цеха прямого плавления. Нет необходимости упоминать другие части цеха для правильного описания изобретения.

Агрегат (SRV) выпускает расплавленный чугун непрерывно.

Разливочные машины для чугуна 43 также работают по существу непрерывно и обладают производительностью (выраженной в тоннах в час), по существу равной производительности агрегата (SRV). Это означает, что расплавленный чугун должен поступать к разливочным машинам для чугуна 43 по существу в таком же объеме, в котором он вытекает из агрегата (SRV).

Агрегатом (SRV) может быть любой агрегат, который подходит для осуществления процесса HIsmelt.

Австралийская патентная заявка 27990/01, поданная от имени заявителя, включает в себя описание типовой конструкции агрегата HIsmelt. Описание из австралийской патентной заявки включено сюда в качестве перекрестной ссылки.

В целом, агрегат HIsmelt, который описан в австралийской патентной заявке 27990/01, содержит: под, который включает в себя основание и стороны, выполненные из огнеупорного кирпича; боковые стенки, образующие имеющую в целом цилиндрическую форму камеру, идущую вверх от сторон пода и включающую в себя верхнюю зону камеры и нижнюю зону камеры; свод; выпускное отверстие для отработавших газов; выпускные отверстия для непрерывного выпуска расплавленного чугуна и периодического выпуска шлака. Агрегат (SRV) оборудован опущенной вниз фурмой для вдувания газа (не показана), которая подает горячее воздушное дутье в верхнюю часть агрегата, и восемью фурмами для вдувания твердого материала, идущими внутрь и вниз сквозь боковые стенки в слой шлака, через которые вдувают в слой металла железную руду, твердый углеродосодержащий материал и флюсы, которые все захвачены газом-носителем с низким содержанием кислорода.

В частности, агрегат HIsmelt включает в себя выпускное отверстие для расплавленного металла в форме переднего горна 13 (фиг.5 и 3), и литейную систему 71, а также качающийся желоб 31 (фиг.5-11), предназначенные для непрерывной передачи расплавленного чугуна из переднего горна 13 в ковш 7 на одной из двух установочных площадок участка заполнения ковшей, прилегающего к агрегату (SRV). На фиг.3 и 4 показан один такой ковш 7, находящийся на установочной площадке участка заполнения ковшей.

Как указано выше, устройство десульфурации включает в себя первый участок десульфурации 19, предназначенный для десульфурации на участке расплавленного чугуна, поступающего из агрегата (SRV) в ковшах 7, и второй участок десульфурации 21, предназначенный для удаления на участке шлака из расплавленного чугуна, поступающего в ковшах 7. На фиг.3 и 4 показан такой ковш 7, находящийся на первом участке десульфурации 19. На фиг.2 показан один такой ковш 7, находящийся на втором участке десульфурации 21.

Первый и второй участки десульфурации 19 и 21 разделены определенным расстоянием, причем первый участок десульфурации 19 располагается над участком заполнения ковшей агрегата (SRV), а второй участок десульфурации 21 располагается рядом с разливочным устройством 23. В других вариантах реализации участок заполнения ковшей может быть удален от первого участка десульфурации 19, и в этом случае удаление шлака из расплавленного чугуна может происходить на первом участке десульфурации.

Цех снабжен четырьмя ковшами 7. Объяснение выбора четырех ковшей 7 приведено в описании далее.

Ковши 7 перемещаются между участком заполнения ковшей и вторым участком десульфурации 21 на передаточных тележках 29.

Первый участок десульфурации 19 включает в себя две десульфуризационные станции 25 (фиг.3 и 4). Каждая станция 25 располагается над установочной площадкой участка заполнения ковшей, т.е. в том месте, где ковши 7 могут принимать расплавленный чугун из агрегата (SRV). Качающийся желоб 31 (фиг.5-11), который принимает расплавленный чугун из литейной системы 71, направляет расплавленный чугун в соответствующий ковш 7 и, следовательно, на станцию 25. Когда ковш 7 заполняется, качающийся желоб 31 направляет расплавленный чугун в ковш 7 на другой станции 25, а заполненный ковш 7 подвергается десульфурации путем вдувания в расплавленный чугун десульфурирующих реагентов.

После завершения десульфурации передаточная тележка 29, на которой установлен ковш 7, передает ковш, который содержит десульфурированный чугун, к опрокидывающей машине 33, находящейся на втором участке десульфурации 21. Опрокидывающая машина 33 снимает ковш с передаточной тележки 29, и передаточная тележка 29 отходит от опрокидывающей машины 33 и возвращается назад к станции 25, от которой она пришла. Опрокидывающая машина 33 сначала наклоняет ковш 7 в направлении станции 25 десульфурации, и шлаковый скребок 35 (фиг.11) удаляет шлак с поверхности десульфурированного расплавленного чугуна в шлаковую чашу 37; шлаковая чаша является подвижной и может в зависимости от необходимости перемещаться в нужное положение, обычно в направлении, поперечном относительно направления движения передаточных тележек 29 и ковшей 7. После удаления шлака ковш 7 опрокидывают в направлении системы питателей 41 и сливают в нее освобожденный от шлака и десульфурированный расплавленный чугун, который доставляют к действующей разливочной машине 43 разливочного устройства. По этой причине второй участок десульфурации можно также называть выпускным участком.

После опорожнения ковш 7 поднимают в опрокидывающей машине 33 мостовым краном 61 (фиг.3, 4 и 11) и переносят на участок подогрева 45 (фиг.5-11), где его сохраняют теплым вплоть до момента, когда он потребуется.

После передачи заполненного ковша 7 на опрокидывающую машину 33 передаточная тележка 29 перемещается в положение, в котором она принимает с помощью мостового крана 61 с участка подогрева 45 подогретый ковш 7. Передаточная тележка 29 и новый ковш 7 перемещаются после этого в позицию на установочной площадке под десульфуризационной станцией 25 на этой установочной площадке.

Описанный выше цикл сведен воедино ниже со ссылкой на фиг.5-10.

В следующем описании, относящемся к фиг.5-10, ковши 7 обозначаются как «ковш 1», «ковш 2», «ковш 3» и «ковш 4».

Фигура 5

Ковш 1 располагается под станцией В первого участка десульфурации 19 и заполняется расплавленным чугуном из агрегата (SRV).

Ковш 2 располагается на установочной площадке А второго участка десульфурации 21 и проходит процедуру удаления шлака.

Ковш 3 располагается на установочной площадке В второго участка десульфурации и сливает десульфурированный и освобожденный от шлака расплавленный чугун в систему питателей, соединенную с разливочной машиной А.

Ковш 4 располагается под станцией А первого участка десульфурации и ожидает заполнения расплавленным чугуном из агрегата (SRV).

Фигура 6

Ковш 1 располагается под станцией В первого участка десульфурации 19, заполнение окончено, расплавленный чугун подвергается десульфурации.

Ковш 2 располагается на установочной площадке А второго участка десульфурации, удаление шлака завершено, и ковш 2 сливает десульфурированный и освобожденный от шлака расплавленный чугун в систему питателей, соединенную с разливочной машиной А.

Ковш 3 пуст и перемещается на участок выдержки 45 мостовым краном и подогревается для поддержания температуры ковша.

Ковш 4 располагается под станцией А первого участка десульфурации и заполняется расплавленным чугуном из агрегата (SRV).

Фигура 7

Ковш 1 располагается на установочной площадке В второго участка десульфурации после десульфурации и транспортировки на установочную площадку на передаточной тележке В.

Ковш 2 располагается на установочной площадке А второго участка десульфурации, удаление шлака завершено, и продолжается слив десульфурированного и освобожденного от шлака расплавленного чугуна в систему питателей, соединенную с разливочной машиной А.

Ковш 3 пуст и находится в процессе перемещения с участка выдержки для установки на передаточной тележке В во время возвращения передаточной тележки обратно к станции В первого участка десульфурации.

Ковш 4 располагается под станцией А первого участка десульфурации и продолжает заполняться расплавленным чугуном из агрегата (SRV).

Фигура 8

Ковш 1 располагается на установочной площадке В второго участка десульфурации и проходит процедуру удаления шлака.

Ковш 2 располагается на установочной площадке А второго участка десульфурации продолжает слив десульфурированного и освобожденного от шлака расплавленного чугуна в систему питателей, соединенную с разливочной машиной А.

Ковш 3 пуст и располагается на передаточной тележке В на станции В первого участка десульфурации.

Ковш 4 располагается под станцией А первого участка десульфурации и продолжает заполняться расплавленным чугуном из агрегата (SRV).

Фигура 9

Ковш 1 располагается на установочной площадке В второго участка десульфурации, удаление шлака завершено, и происходит слив десульфурированного и освобожденного от шлака расплавленного чугуна в систему питателей, соединенную с разливочной машиной А.

Ковш 2 пуст и перемещается на участок выдержки мостовым краном и подогревается для поддержания температуры ковша.

Ковш 3 располагается под станцией В первого участка десульфурации и заполняется расплавленным чугуном из агрегата (SRV).

Ковш 4 располагается под станцией А первого участка десульфурации, заполнение закончено, и расплавленный чугун подвергается десульфурации.

Фигура 10

Ковш 1 располагается на установочной площадке В второго участка десульфурации, и продолжается слив десульфурированного и освобожденного от шлака расплавленного чугуна в систему питателей, соединенную с разливочной машиной А.

Ковш 2 пуст и находится в процессе перемещения с участка выдержки для установки на передаточной тележке А во время возвращения передаточной тележки обратно к станции А первого участка десульфурации.

Ковш 3 располагается под станцией А первого участка десульфурации и продолжает заполняться расплавленным чугуном из агрегата (SRV).

Ковш 4 располагается на установочной площадке А второго участка десульфурации после десульфурации и транспортировки к установочной площадке на передаточной тележке А.

На фиг.11 очень схематично показаны шлаковый скребок 35 и отдельный мостовой кран 61, который перемещает ковши между вторым участком десульфурации, участком подогрева ковшей и передаточными тележками (которые затем перемещают ковши обратно в направлении участка заполнения и под первый участок десульфурации).

Обычно шлаковый скребок 35 располагается под мостовым краном 61 и работает независимо от мостового крана. Шлаковый скребок перемещается в поперечном направлении относительно мостового крана 61 и обслуживает обе установочные площадки А и В второго участка десульфурации 21.

Обычно ковши 7 имеют емкость 80 тонн.

На обычном промышленном предприятии средних масштабов агрегат (SRV) рассчитан на производство расплавленного чугуна при производительности максимум 108 т/час (за исключением условий выброса, когда выход может значительно превысить 108 т/час).

Выбор четырех ковшей 7 основан на стремлении гарантировать надежную работу установки, когда агрегат (SRV) выпускает расплавленный чугун при максимальной производительности 108 т/час.В частности, выбор основан на гарантии постоянного нахождения ковшей 7 в ключевых точках, таких как участок заполнения ковшей и участок выпуска.

Устройство десульфурации может надежно работать всего лишь с тремя 80-т ковшами, если установка работает с производительностью приблизительно 105 т/час.

При наличии всего лишь двух ковшей 7 возможно нарушение потока расплавленного чугуна к разливочным машинам 43 разливочного устройства 23 во время удаления шлака и перемещения ковшей 7 между первым участком десульфурации 19 и вторым участком десульфурации 21.

Агрегат SRV может перейти в состояние, при котором происходит выброс расплавленного чугуна (как при условиях избыточного давления), и ожидается, что из агрегата может вытекать до 10 т/мин расплавленного чугуна. При нормальных условиях эксплуатации из агрегата вытекает около 1,8 т/мин расплавленного чугуна, так что состояние выброса может быть важным событием, ведущим к избыточному поступлению металла на участок десульфурации, если его не учесть заранее. Ожидается, что состояние выброса может продолжаться до трех минут и корректируется путем прекращения подачи горячего воздушного дутья (НАВ) в агрегат.

Для учета возможности состояния выброса максимальное время, в течение которого одна из десульфуризационных станций 25 может находиться без пустого ковша на установочной площадке рядом с заполняемым ковшом, должно быть меньше минимального времени заполнения ковша в случае возникновения состояния выброса. При выходе чугуна в количестве 10 т/мин, который продолжается три минуты, это составляет 30 т жидкого металла на ковш. Соответственно желательно, чтобы второй ковш был установлен на площадке в то время, когда первый ковш заполнен на 50%.

В вариант реализации настоящего изобретения, описанный выше, можно внести много изменений без отклонения от существа и объема изобретения.

Например, потребность в по существу непрерывном потоке расплавленного металла к разливочным машинам для чугуна 43 означает, что одновременно может работать только одна разливочная машина 43. Питатель 77 (фиг.5-11) между двумя разливочными машинами для чугуна 43 не является качающимся питателем в целях безопасности. Существует практически только один питатель, который переключается из стороны в сторону в зависимости от необходимости, чтобы обеспечить изоляцию другой разливочной машины от расплавленного чугуна. Поэтому две разливочные машины для чугуна 43 не являются обязательными для изобретения, хотя на практике они необходимы для того, чтобы обеспечить возможность технического обслуживания.