RU2001110C1 - Способ доменной плавки - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : в предложенном способе расход топливных добавок поддерживают таким , чтобы количество содержащегос  в них углерода составл ло 0.07 - 024 кг на 1 м вдуваемых газов, содержащих кислород более 3%, и 0,16 1 ,05 кг на 1 м вдуваемых топливных газов, содержащих кислород не менее 3%. Способ предусматривает также поддержание расхода кислорода о дуть  в пределах 2,0 - 3.9 м на 1 кг углерода вдуваемых топливных добавок. Применение способа позвол ет при вдувании в доменную печь отход щих газов металлургических агрегатов обеспечить стабильный нагрев и ход печи и уменьшить расход кокса 1 табл

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к доменному производству , и может быть использовано дл  улучшени  экологической обстановки на металлургических предпри ти х путем утилизации отход щих газов, образующихс  при сжигании топлив в металлургических агрегатах .

Известен способ доменной плавки, включающий вдувание в фурмы продуктов горени  КвлЬш никового га.за с температурой 50(Ь700°С, содержащих 9,75% С02, 3,07% Н20. 73-26% М2 и 13,92% 02, к которым добавл етс  холодный кислород в количестве , обеспечивающем температуру чугуна на выпуске 1510°С.

Недостатками способа  вл ютс :

-сложность системы подачи смеси кислорода и продуктов горени  колошникового газа в фурмы доменной печи, обусловленна  наличием смесител  и устройств дл  сжигани  колошникового газа;

-узость целевой функции способа, направленного на сохранение на посто нном уровне теплового состо ни  горна;

-увеличение расхода кокса из-за затрат тепла на реакции газификации углерода углекислотой и парами воды, содержащимис  в продуктах горени .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к за вл емому способу  вл етс  известный способ доменной плавки, улучшающий экологическую обстановку на металлургическом предпри тии , включающий вдувание в печь топливных добавок, обогащенного кислородом гор чего дуть  и очищенных от пыли отход щих газов металлургических агрегатов , в частности агломерационных газов, подаваемых на всас воздуходувной машины. Содержащиес  в отход щих газах оксиды серы и азота преобразуютс  внутри доменной печи. Сера поглощаетс  шлаком, оксиды азота восстанавливаютс  до азота, который переходит в колошниковый газ.

К недостаткам известного способа относ тс :

-перерасход кокса на реакцию газификации углекислоты, содержащейс  в аглога- зах;

-низка  стабильность теплового состо ни  доменной печи при изменении расхода вдуваемых отход щих газов.

Целью насто щего изобретени   вл етс  снижение расхода кокса на выплавку чугуна и повышение стабильности теплового состо ни  печи.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе доменной плавки, включающем вдувание в печь топливных добавок, обогащенного кислородом гор чего дуть  и очищенных от пыли отход щих газов металлургических агрегатов, поддерживают расход углерода вдуваемых топливных добавок в

пределах 0,07-0,24 кг/м вдуваемых отход щих газов, содержащих кислород, и в пределах 0,16-1,05 кг/м вдуваемых отход щих газов, не содержащих кислород, а расход кислорода дуть  при этом поддерживают в

0 пределах 2,0-3,9 м3/кг углерода вдуваемых топливных добавок,

Сущность за вл емого способа состоит в следующем.

Очищенные от пыли отход щие газы ме5 таллургических агрегатов в смеси с технологическим кислородом подаютс  на всас воздуходувки, нагреваютс  до заданной температуры в воздухонагревател х и через фурменные приборы вдуваютс  в доменную

0 печь. В фурмы вдуваютс  также топливные добавки в виде природного газа, мазута, пылеугольного топлива или других заменителей кокса. При этом расходы кислорода на обогащение дуть  и топливной добавки ус5 танавливаютс  исход  из состава вдуваемых отход щих газов и из расчета минимизации расхода кокса в услови х стабильного теплового состо ни  горна, определ емого диапазоном теоретических

0 температур горени  топлива в фурменных зонах 1800-2300°С.

С достаточной степенью точности отход щие газы металлургических агрегатов могут быть квалифицированы как не

5

содержащие кислород, когда его содержание в них не превышает 3% (например, отход щие газы воздухонагревателей), и содержащие кислород, в которых содержание кислорода превышает 3% (например,

0 аглогазы).

При вдувании в доменную печь отход щих газов указанных типов минимизаци  расхода кокса на выплавку чугуна возможна только при определенных значени х расхо5 да углерода топливных добавок на 1 м3 вду- ваемых отход щих газов и при относительно узком интервале значений расхода кислорода дуть  (вдуваемых отход щих газов и технологического кислорода)

0 на 1 кг углерода топливных добавок. Конкретные значени  этих расходов определили путем компьютерного эксперимента с помощью металлической модели доменного процесса, разработанной в МИСиС. В экс5 периментах использовали два крайних состава отход щих газов, содержащих (аглогазы) и не содержащих (дымовые газы воздухонагревателей) кислород:

02 С02 СО S02 NOX N2 № 1 17,0 5,0 0,7 0,03 0,01 остальное

№2 1.0 20,2 0,1 0,02 0,01 остальное

Результаты экспериментов показали, что при различных дутьевых услови х доменной плавки дл  стабилизации теплового состо ни  печи и снижени  расхода кокса на выплавку чугуна расход углерода топливных добавок на 1 м вдуваемых отход щих газов должен поддерживатьс  в пределах 0,07-0,24 кг, содержащих кислород, и в пределах 0,16-1.05 кг на 1 м отход щих газов, не содержащих кислород. При этом суммарный расход кислорода дуть  (отход щих газов и технологического кислорода) следует поддерживать в пределах 2,0-3.9 м на 1 кг углерода топливной добавки (см. таблицу).

При расходах углерода топливных добавок менее 0,07 кг на 1 м вдуваемых отход щих газов, содержащих кислород, расход кокса на выплавку чугуна увеличиваетс , а температура фурменных газов снижаетс  за допустимый предел (1800°С), что приводит к похолоданию печи и делает ход ее неустойчивым . Повышение расхода углерода топливных добавок сверх 0,24 кг на 1 м3 отход щих газов, содержащих кислород, вызывает рост теоретической температуры горени  топлива у фурм сверх 2300°С, что нарушает стабильность теплового состо ни  и хода печи развити  процессов возгон- ки монооксида кремни , ухудшени  газодинамических условий в нижней части печи и других известных негативных  влений , привод щих в результате к резкому ухудшению технико-экономических показателей плавки.

При вдувании в печь отход щих газов, не

топливных

жен по описанным выше причинам поддерживатьс  в пределах 0.16-1,05 кг/м .

В обоих случа х необходимым условием обеспечени  стабильности теплового состо ни  печи и заданных температурных условий в фурменной зоне (в интервале температур 1800-2300°С)  вл етс  поддержание расхода кислорода дуть  (технологического кислорода и вдуваемых отход щих газов) в интервале 2,0-3,9 м на 1 кг топливных добавок. При этом расход кислорода дуть  близкий к нижнему пределу (2,0-2,4 м3/кг С) поддерживаетс  при вдувании в печь отход щих газов, не содержащих кислород , и топливных добавок, незначительно вли ющих на теоретическую температуру горени  (мазут, пылеугольное топливо). Расход кислорода, близкий к верхнему пределу (2.75-3.9 м3/кг С), поддерживаетс  при вду- вании отход щих газов, содержащих кислород , и топливных добавок, значительно

содержащих кислород, расход углерода пливных добавок на 1 м этих газов долвли ющих на теоретическую температуру горени  (например, природный газ).

Предложенный способ, улучша  экологическую обстановку на металлургических 5 предпри ти х за счет утилизации отход щих газов металлургических агрегатов, позвол ет снижать расход кокса на выплавку чугуна и обеспечивать стабильный нагрев печи, что способствует поддержанию высо0 кой производительности печи и высокого качества выплавл емого чугуна.

Изобретение иллюстрируетс  следующими примерами.

П р и м е р 1. Доменна  печь № 1 Чере5 ловецкого меткомбината работает в базовом режиме на шихте, состо щей из агломерата, окатышей и руды в соотношении 65,7% : 32,2% : 2,1 % при вдувании природного газа в количестве 101 м /т чугуна и

0 гор чего (1150°С) дуть , обогащенного (до 28.6%) кислородом. При этом теоретическа  температура горени  топлива у фурм равна 2140°С, а расход кокса составл ет 448,3 кг/т чугуна.

5П р и м е р 2. Доменна  печь 1 Череповецкого комбината работает на той же шихте (пример 1) в режиме, соответствующем способу-прототипу. При этом в печь вдуваютс  аглогаэы и обогащенное кисло0 родом дутье (28,6%) с температурой 1150°С. Расход вдуваемых аглогазов составл ет 670 м /т чугуна, а расход кокса 473,7 кг/т. Теоретическа  температура горени  1790°С. П р и м е р 3. Та же доменна  печь

5 (пример 1) работает а аналогичных шихтовых услови х при вдувании смеси отход щих газов металлургических агрегатов (газы составов № 1 и № 2) и технологического кислорода с температурой 1150°С. природ0 ного газа, мазута (87% С, 12% Нз, 1% S) и пылеугольного топлива (90% С, 4,5% Н2, 0.5°/0 S, 5% золы) с расходами согласно изобретени  при предельных значени х теоретической температуры горени  (1800 и

5 2300°С) или близких к ним. Расходы вдуваемых отход щих газов, топливных добавок, кокса и кислорода дуть  приведены в таблице .

В сравнении с базовым способом до0 менной плавки, используемым на ЧерМК, работа доменной печи по предложенному способу обеспечивает экономию кокса не менее 1 и до 67 кг/т чугуна (в зависимости от вида вдуваемых отход щих газов и топ5 ливных добавок и поддерживаемой теоретической температуры горени ) при стабильном тепловом состо нии печи и заметном улучшении экологической обстановки на предпри ти  за счет исключени  выбросов в атмосферу части отход щих газов аглофабрики или воздухонагревателей доменных печей

(56) Патент Японии Nfc 52-25830, С 21 В 5/06,

1977

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ,ВКЛЮЧЭЮЩИЙ

   вдувание в печь обогащенного кислородом гор чего дуть , топливных добавок и очищенных от пыли отход щих газов металлургических агрегатов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности теплового состо ни  печи и снижени  расхода кокса, определ ют содержание кислорода в отход щих газах и прилодержании кислорода в них менее 3% расход углерода топливных добавок поддерживают в пределах 0,16 - 1,05 кг/м3 отход щих газов, а при содержании кислорода более 3% - в пределах 0,07 - 0,24 кг/м3, при этом расход кислорода в дутье поддерживают в пределах 2,0 - 3,9 м /кг углерода топливных добавок .