RU2030458C1 - Способ подачи горячих восстановительных газов в фурменный очаг доменной печи - Google Patents
Способ подачи горячих восстановительных газов в фурменный очаг доменной печи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030458C1 RU2030458C1 SU5018577A RU2030458C1 RU 2030458 C1 RU2030458 C1 RU 2030458C1 SU 5018577 A SU5018577 A SU 5018577A RU 2030458 C1 RU2030458 C1 RU 2030458C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- tuyere
- gas
- coke
- blast furnace
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: способ подачи горячих восстановительных газов (ГВГ) в фурменный очаг доменной печи включает вдувание в фурменный прибор пылеугольного топлива и горячего окислительного дутья и газификацию пылеугольного топлива в фурменном приборе. Новым в способе является то, что пылеугольное топливо вдувают в количестве, обеспечивающем достижение коэффициента избытка окислителя в пределах 0,4 - 0,5, определяют содержание CO2 газа и температуру tгаза в ГВГ и изменяют расход пылеугольного топлива до получения минимального значения соотношения
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано в устройствах для подвода реагентов в шахтные печи, например в доменную печь.
Известен способ подачи пылеугольного топлива (ПУТ) в фурменный очаг доменной печи, включающий ввод ПУТ на ось потока горячего дутья в фурменном сопле.
Недостатком известного способа является ограничение увеличения расхода угольный пыли вследствие трудности полного сжигания угля в фурменном очаге.
Наиболее близким к изобретению является способ подачи пылеугольного топлива в фурменный очаг доменной печи, включающий вдувание угольный пыли в смонтированный на фурменном приборе реактор-газификатор (РГ) для получения горячего восстановительного газа (ГВГ), подаваемого в доменную печь.
Недостатком известного способа является то, что он не предусматривает повышение устойчивости процесса газификации и степени использования пылеугольного топлива за счет регулирования процесса газификации изменением расхода пылеугольного топлива.
Целью изобретения является снижение расхода кокса за счет повышения устойчивости процесса газификации и степени использования пылеугольного топлива.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подачи пылеугольного топлива в фурменный очаг доменной печи, включающему вдувание угольной пыли в смонтированный на фурменном приборе реактор-газификатор для получения горячего восстановительного газа, подаваемого в доменную печь, угольную пыль вдувают в количестве, определяемом из условия достижения коэффициента избытка окислителя в пределах 0,4-0,5, после чего варьируют его расход в указанных пределах до получения минимального значения соотношения .
Способ осуществляется следующим образом.
Пылеугольное топливо вдувают в РГ, смонтированный на фурменном приборе доменной печи, и газифицируют горячим дутьем, подаваемым из кольцевого коллектора горячего дутья, а горячий восстановительный газ из РГ подают в доменную печь с целью экономии кокса. Причем чем выше температура газа, ниже содержания окислителей и негазифицированного угля в нем, тем выше коэффициент замены кокса горячим восстановительным газом так как согласно данным коэффициент замены кокса ГВГ в зависимости от состава и температуры изменяется следующим образом:
КЗгвг=0,32(Н2)+0,20(СО)+0,12х10-3хtгвг-
-1,15х(СО2+Н2О)-0,09х(N2), кг/м3, где (Н2), (СО), (СО2+Н2О), (N2) - объемная доля соответствующих компонентов в ГВГ, м3/м3;
tгвг - температура ГВГ, оС; а непрореагировавший углерод угля может быть потерян для процесса вследствие удаления его из доменной печи вместе с шлаком. Кроме того, жидкотекучесть шлака ухудшается из-за попадания в него углерода угля, что может вызвать нежелательные последствия - ухудшение дренажной способности горна и газопроницаемости слоя шихты в доменной печи.
КЗгвг=0,32(Н2)+0,20(СО)+0,12х10-3хtгвг-
-1,15х(СО2+Н2О)-0,09х(N2), кг/м3, где (Н2), (СО), (СО2+Н2О), (N2) - объемная доля соответствующих компонентов в ГВГ, м3/м3;
tгвг - температура ГВГ, оС; а непрореагировавший углерод угля может быть потерян для процесса вследствие удаления его из доменной печи вместе с шлаком. Кроме того, жидкотекучесть шлака ухудшается из-за попадания в него углерода угля, что может вызвать нежелательные последствия - ухудшение дренажной способности горна и газопроницаемости слоя шихты в доменной печи.
На чертеже представлено изменение расчетных показателей работы РГ от изменения коэффициента избытка кислорода α при газификации угля горячим дутьем с температурой 1000оС и содержанием кислорода 21%.
При подаче ПУТ в РГ в таком количестве, что α будет менее 0,5, газифицируется только часть угля (до СО). Остальная часть удаляется из РГ вместе с шлаком и ГВГ. В результате коэффициент замены кокса углем будет снижаться. Согласно расчетам в получаемом газе не должно содержаться СО2, однако в силу кинетических особенностей процесс газификации идет не до конца и в ГВГ будет содержаться некоторое количество СО2 (≈0,5-3%) и негазифицированного углерода. При значительном количестве негазифицированного угля будет снижаться устойчивость процесса газификации с дополнительным ухудшением стабильности химсостава газа.
По достижении значения α =0,5 будет газифицироваться весь уголь (до СО). По мере возрастания α до 1 в продуктах газификации угля появляется и возрастает содержание СО2 (до 21% на атмосферном дутье), а СО уменьшается до 0% . При α =1 температура повышается до ≈2500-3000оС. Работа в таком тепловом режиме может привести к выходу из строя РГ и тракта подачи ГВГ в доменную печь.
Согласно расчетам наибольший коэффициент замены кокса ГВГ будет при подаче в РГ такого количества горячего дутья и ПУТ, при котором α =0,5 (α = где Ln - количество кислорода, поступающего для газификации топлива;
L - количество кислорода, необходимое для полного сгорания топлива).
L - количество кислорода, необходимое для полного сгорания топлива).
Однако по данным практических исследований вследствие кинетических и других факторов газ с низким содержанием окислителей и не содержащего негазифицируемого углерода угля можно получить при 0,4< < α < 0,5 (при α < 0,4 в газе появляется конденсированный углерод, а при α > 0,5 - высокое содержание СО2), а наибольший коэффициент замены кокса ГВГ будет при наименьшем отношении содержания СО2 к температуре ГВГ.
Количество горячего дутья, поступающего в РГ, не постоянно, а изменяется в зависимости от изменения сопротивления РГ по мере увеличения расхода ПУТ, изменения газопроницаемости столба шихты над данным фурменным прибором и перераспределения его расхода по окружности доменной печи. В соответствии с этим соотношение реагентов необходимо поддерживать изменением расхода ПУТ. Точное определение необходимого расхода ПУТ в конкретный момент работы фурменного прибора в этом случае затруднено в силу колеблемости расхода дутья. Первоначально ПУТ вдуваем в количестве, определяемом из условия достижения α в пределах 0,4-0,5 (расход ГОД определяем по максимальной пропускной способности фурменного прибора с смонтированным РГ), а затем определяем с помощью известных технических средств содержание СО2 и температуру газа и поддерживаем минималь- ное значение соотношения .При этом достигается устойчивый процесс газификации, полная газификация угля до СО при минимальном количестве окислителей и наиболее высокой температуре газа, что обуславливает высокий коэффициент замены кокса ГВГ. Следовательно, цель предлагаемого изобретения достигается.
Пример практической реализации способа подачи ПУТ в фурменный очаг доменной печи приведен на примере доменной печи N 2 полезным объемом 1033 м3 (16 фурм) НПО "Тулачермет". На доменной печи все фурменные приборы оборудованы РГ. Горячее дутье с температурой 1000оС и содержанием кислорода 21% из кольцевого коллектора горячего дутья подается в РГ. При работе печи в классическом режиме ГОД через РГ поступает в фурмы доменной печи. При работе с подачей ГВГ в доменную печь в РГ подается для газификации горячим дутьем ПУТ.
1. При пропускной способности фурменного прибора с смонтированным на нем РГ 5000 м3/ч в РГ необходимо подать ПУТ в количестве
Vу= = = 1608 ÷ 2010 кг/ч где Vд - расход ГОД на 1 фурму, м3/ч,
ω - объемная доля кислорода в дутье, м3/м3;
Су - доля углерода в угле, кг/ч;
1,866 - количество кислорода, необходимое для полного сжигания 1 кг углерода.
Vу= = = 1608 ÷ 2010 кг/ч где Vд - расход ГОД на 1 фурму, м3/ч,
ω - объемная доля кислорода в дутье, м3/м3;
Су - доля углерода в угле, кг/ч;
1,866 - количество кислорода, необходимое для полного сжигания 1 кг углерода.
Подаем в РГ 1750 кг/ч угля, при этом
α = = = 0,46
Определяем с помощью известных технических средств температуру и содержание СО2 в газе и получаем значение соотношения
= = 6,46·10-4 где СО2газа - содержание СО2 в ГВГ, %;
tгаза - температура ГВГ, оС.
α = = = 0,46
Определяем с помощью известных технических средств температуру и содержание СО2 в газе и получаем значение соотношения
= = 6,46·10-4 где СО2газа - содержание СО2 в ГВГ, %;
tгаза - температура ГВГ, оС.
Подаем в РГ 1650 кг/ч пылеугольного топлива, при этом
α =0,487; = = 2,46·10-4
Так как 2,46х10-4<6,46х10-4 расход ПУТ уменьшаем до 1600 кг/ч, при этом
α =0,502; = = 7,44·10-4
Так как 7,44х10-4>2,46х10-4, увеличиваем расход ПУТ до 1650 кг/ч, при этом
α =0,495; = = 2,46·10-4
Таким образом наименьшее значение будет в диапазоне расхода ПУТ 1625-1650 кг/ч. Коэффициент замены кокса углем в этом диапазоне составит 0,905-0,939 кг кокса/кг угля. При вдувании 1000 кг угля/т чугуна экономия кокса составит:
1000 кг/т х 0,92 кг/кг = 920 кг кокса/т чугуна. Постоянно поддерживая минимальное значение соотношения , достигаем того, что независимо от изменения расхода дутья, поступающего в РГ, поддерживаем режим газификации, при котором наибольшая степень газификации угля до СО, а газ имеет при низком содержании окислителей наибольшую температуру.
α =0,487; = = 2,46·10-4
Так как 2,46х10-4<6,46х10-4 расход ПУТ уменьшаем до 1600 кг/ч, при этом
α =0,502; = = 7,44·10-4
Так как 7,44х10-4>2,46х10-4, увеличиваем расход ПУТ до 1650 кг/ч, при этом
α =0,495; = = 2,46·10-4
Таким образом наименьшее значение будет в диапазоне расхода ПУТ 1625-1650 кг/ч. Коэффициент замены кокса углем в этом диапазоне составит 0,905-0,939 кг кокса/кг угля. При вдувании 1000 кг угля/т чугуна экономия кокса составит:
1000 кг/т х 0,92 кг/кг = 920 кг кокса/т чугуна. Постоянно поддерживая минимальное значение соотношения , достигаем того, что независимо от изменения расхода дутья, поступающего в РГ, поддерживаем режим газификации, при котором наибольшая степень газификации угля до СО, а газ имеет при низком содержании окислителей наибольшую температуру.
2. Подаем в РГ 2050 кг/ч ПУТ:
α = = = 0,39
= = 1,03·10-3
Часть угля газифицируется до СО:
= = 1608 кг/ч где 0,933 - расход кислорода на газификацию 1 кг углерода до СО, остальные 442 кг ПУТ/ч удаляются из РГ с шлаком и газом. Коэффициент замены кокса углем составит 0,697 кг кокса/кг угля. При вдувании 1000 кг ПУТ/т чугуна экономия кокса составит:
1000 кг/т х 0,697 кг/м3 = 697 кг кокса/т чугуна. В сравнении с оптимальным режимом работы РГ экономия кокса ниже на 223 кг кокса/т чугуна.
α = = = 0,39
= = 1,03·10-3
Часть угля газифицируется до СО:
= = 1608 кг/ч где 0,933 - расход кислорода на газификацию 1 кг углерода до СО, остальные 442 кг ПУТ/ч удаляются из РГ с шлаком и газом. Коэффициент замены кокса углем составит 0,697 кг кокса/кг угля. При вдувании 1000 кг ПУТ/т чугуна экономия кокса составит:
1000 кг/т х 0,697 кг/м3 = 697 кг кокса/т чугуна. В сравнении с оптимальным режимом работы РГ экономия кокса ниже на 223 кг кокса/т чугуна.
3. Подаем в РГ 1500 кг/час ПУТ:
α = = = 0,53
= = 1,42·10-3
Часть угля газифицируется до СО2, а остальная до СО:
Vу = = = 108 кг
VуСО= 1500-108= 1392 кг Коэффициент замены кокса углем составит 0,86 кг кокса/кг угля. При вдувании ПУТ 1000 кг/т чугуна экономия кокса составит: 1000 кг/т х 0,86 кг/кг = 860 кг кокса/т чугуна. В сравнение с оптимальным режимом работы РГ экономия кокса ниже на 60 кг/т.
α = = = 0,53
= = 1,42·10-3
Часть угля газифицируется до СО2, а остальная до СО:
Vу = = = 108 кг
VуСО= 1500-108= 1392 кг Коэффициент замены кокса углем составит 0,86 кг кокса/кг угля. При вдувании ПУТ 1000 кг/т чугуна экономия кокса составит: 1000 кг/т х 0,86 кг/кг = 860 кг кокса/т чугуна. В сравнение с оптимальным режимом работы РГ экономия кокса ниже на 60 кг/т.
Claims (1)
- СПОСОБ ПОДАЧИ ГОРЯЧИХ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ГАЗОВ В ФУРМЕННЫЙ ОЧАГ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий вдувание в фурменный прибор пылеугольного топлива и горячего окислительного дутья и газификацию пылеугольного топлива в фурменном приборе, отличающийся тем, что пылеугольное топливо вдувают в количестве, обеспечивающем достижение коэффициента избытка окислителя в пределах 0,4 - 0,5, определяют процентное содержание CO2 и температуру в горячем восстановительном газе и изменяют расход пылеугольного топлива до получения минимального значения соотношения CO2 газа / t газа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5018577 RU2030458C1 (ru) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Способ подачи горячих восстановительных газов в фурменный очаг доменной печи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5018577 RU2030458C1 (ru) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Способ подачи горячих восстановительных газов в фурменный очаг доменной печи |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2030458C1 true RU2030458C1 (ru) | 1995-03-10 |
Family
ID=21592576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5018577 RU2030458C1 (ru) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Способ подачи горячих восстановительных газов в фурменный очаг доменной печи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2030458C1 (ru) |
-
1991
- 1991-07-04 RU SU5018577 patent/RU2030458C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1527270, кл. C 21B 7/16, 1986. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR920004699B1 (ko) | 고로(高爐)의 조업방법 | |
KR100381931B1 (ko) | 분사공기류를고로내에공급하기위한방법 | |
US5149363A (en) | Process for smelting or melting ferrous or non-ferrous metal from self-reducing agglomerates or metal | |
JPS60159104A (ja) | 高炉操業方法 | |
US5632953A (en) | Process and device for melting iron metallurgical materials in a coke-fired cupola | |
RU2030458C1 (ru) | Способ подачи горячих восстановительных газов в фурменный очаг доменной печи | |
US5437706A (en) | Method for operating a blast furnace | |
US4514219A (en) | Method of producing molten metal | |
JPH0219165B2 (ru) | ||
JPH06128614A (ja) | 高炉操業法 | |
JP2622517B2 (ja) | 高炉操業方法 | |
JPH11241108A (ja) | 高炉への微粉炭吹き込み方法 | |
JPS6357704A (ja) | 高炉操業方法 | |
JP2889088B2 (ja) | 高炉の操業方法 | |
CZ292393B6 (cs) | Způsob provozu šachtové pece spotřebovávající kyslík | |
JP2002105517A (ja) | 高炉の操業方法 | |
BE1000893A7 (fr) | Procede pour la reduction des minerais au four a cuve. | |
CA1185433A (en) | Operating a blast furnace with the injection of hot reducing gases | |
JPH10306302A (ja) | 高炉の操業方法 | |
EP0027320B1 (en) | Method for lower-rate operation of blast furnace | |
RU2118989C1 (ru) | Способ выплавки чугуна | |
RU1827386C (ru) | Способ нагрева и плавлени твердой металлошихты в конвертере с комбинированным кислородно-топливным дутьем | |
KR100389240B1 (ko) | 고로내 하부 가스밀도 제어방법 | |
JPS6357705A (ja) | 高炉操業方法 | |
JPH04354810A (ja) | 高炉への微粉炭吹込み方法及び装置 |