Электрометаллургия

Кислородные фурмы для дожигания CO в рабочем пространстве дуговой печи

При окислении 1 кг углерода газообразным кислородом в рабочем пространстве печи образуется около 1,87 м3 СО и выделяется около 2,62 кВт·ч энергии (с учетом затрат тепла на нагревание газообразного кислорода). Кроме того, СО образуется при протекании эндотермиче­ской реакции восстановления оксидов железа шлака вдуваемым в него порошком углерода. При дожигании СО до СО2 выделяется дополни­тельно 6,44 кВт·ч энергии на 1 кг окислившегося углерода.

В случае интенсивного использования кислорода во время плавки и вдувания в расплав углеродистого порошка степень дожигания СО до СО2 в рабочем пространстве печи за счет избыточного кислорода из подсасываемого воздуха невелика и обычно составляет 30…60%. Дожигание остальной части СО приходится производить в га­зоотводящем тракте. В таком случае не только не используется в про­цессе производства стали энергия дожигания СО, но и усложняется система удаления и очистки печных газов. Требуются установка в га­зоотводящем тракте камеры дожигания СО и принятие специальных мер по охлаждению печных газов перед газоочисткой: применение во­доохлаждаемых газоходов, вспрыскивания воды, воздушных охлади­телей. При этом неизбежно увеличивается общее количество газов, пропускаемых через газоочистку, за счет подсоса воздуха для их охла­ждения перед газоочисткой и возрастают эксплуатационные затраты на удаление и очистку печных газов.

Во многих современных дуговых печах для дожигания СО до СО2 устанавливают специальные кислородные фурмы. При высокой темпе­ратуре в рабочем пространстве печи дожигание СО протекает сравни­тельно медленно. Поэтому кислород для дожигания вводится в печь «мягко» в режиме, обеспечивающем возможно большую продолжи­тельность его пребывания в печи.

Кислородные фурмы для дожигания СО являются элементом об­щей системы использования кислорода в процессе плавки. Схема рас­положения кислородных фурм для дожигания СО, стационарно уста­новленных в верхней части стеновых панелей, показана на рис. 5.11. Иногда фурмы для дожигания СО устанавливают в своде печи. На 160-тонной печи фирмы SAM Neuves-Maisons (Франция) три водоох­лаждаемые фурмы для дожигания СО установлены по периферии сво­да на равном расстоянии одна от другой с небольшим наклоном от вертикали по направлению к центру печи.

Схема установки кислородных фурм для дожигания СО в рабочем пространстве

Расход кислорода в фурмах для дожигания регулируется автомати­чески по результатам анализа состава отходящих из печи газов (О2, СО, СО2 ) в сводовом патрубке. Обычно в период плавления рас­ход кислорода на дожигание в печи большой емкости поддерживается в пределах 500…600 м3/ч, в окислительный период интенсивность подачи кислорода для дожигания СО увеличивается. Удельный рас­ход кислорода для дожигания СО составляет 9…10 м3/т стали. Когда не требуется дожигать СО, через фурму для дожигания подается не­ большое количество кислорода, чтобы исключить возможность заку­поривания сопел фурм.

Использование фурм для дожигания СО обеспечивает снижение удельного расхода электроэнергии на 4…8% и сокращение времени работы печи подтоком на 4…7 %.