RU2090621C1

RU2090621C1 - Method of preparing blowing-in blast furnace

Info

Publication number: RU2090621C1
Application number: RU95113917/02A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Абрамович Шепетовский; Ua]; Борис Федосеевич Чернобривец; Иван Сергеевич Яриков; Ru]
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1997-09-20

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: method includes emptying blast furnace below cast iron notch axis, drying and cooling dried lining, calculation and loading first-blow charge. According to invention, before drying, on surface of lining along hearth perimeter, titanium-containing materials are placed, their amount being found from the relationship: C = (10-20) x F where C is titanium usage, kg, and F hearth cross- section area, sq.m. EFFECT: increased service life of hearth lining caused by deposition of titanium carbide and nitride on it.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к доменному производству. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular, to blast furnace production.

Известны способы подготовки доменной печи к задувке, включающие опробование и регулировку механизмов и систем печи и воздухонагревателей, установку воздушных фурм м укладку клети из бревен в горне, расчет и загрузку шихты [1, 2] Недостатком этих способов является разрушение футеровки из-за резкого начального термического удара при обрушении на лещадь раскаленного кокса и стекании первых порций жидких чугуна и шлака. Known methods of preparing a blast furnace for blowing, including testing and adjusting the mechanisms and systems of the furnace and air heaters, installing air tuyeres, laying a crate of logs in the furnace, calculating and loading the charge [1, 2] The disadvantage of these methods is the destruction of the lining due to a sharp initial thermal shock during the collapse of hot coke on the bream and runoff of the first portions of molten iron and slag.

Известен также способ подготовки доменной печи к задувке, включающий загрузку на нагретую лещадь термозита в количестве 0,1 0,5 т/м² площади горна [3]
Способ позволяет снизить уровень начального термического удара на футеровку лещади, однако не устраняет последующего радиального разрушения футеровки боковой поверхности стен металлоприемника.There is also a method of preparing a blast furnace for blowing, comprising loading on a heated flask thermosite in an amount of 0.1 to 0.5 t / m ² area of the hearth [3]
The method allows to reduce the level of the initial thermal shock to the lining of the bream, but does not eliminate the subsequent radial destruction of the lining of the side surface of the walls of the metal receiver.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности является способ подготовки печи к задувке, включающий освобождение ее объема ниже оси чугунной летки, сушку и охлаждение просушенной футеровки, расчет и загрузку задувочной шихты [4 прототип]
Недостатком прототипа является интенсивное разрушение футеровки металлоприемника из-за отсутствия на ее поверхности защитного гарнисажа, образованного неплавкими массами. Применяемые методы защиты футеровки предназначены лишь для защиты поверхности лещади от начального термического удара при задувке.Closest to the alleged invention in technical essence is a method of preparing a furnace for blowing, including releasing its volume below the axis of the cast iron notch, drying and cooling the dried lining, calculation and loading of the blowing charge [4 prototype]
The disadvantage of the prototype is the intensive destruction of the lining of the metal due to the absence on its surface of a protective scull formed by non-meltable masses. The applied methods of protecting the lining are intended only to protect the surface of the bream from the initial thermal shock during blowing.

Задачей изобретения является совершенствование подготовки доменной печи к задувке (после капитального ремонта с заменой футеровки ниже уровня чугунной щетки) путем создания неплавкого гарнисажа на поверхности футеровки металлоприемника, что увеличит срок ее службы. Увеличение срока службы футеровки обеспечивается в предлагаемом способе подготовки доменной печи к задувке, включающем освобождение ее объема ниже оси чугунной летки, сушку и охлаждение просушенной футеровки, расчет и загрузку задувочной шихты за счет того, что перед сушкой печи на поверхности футеровки по периметру металлоприемника размещают титансодержащие материалы, причем количество их устанавливают из зависимости G=(10 20 )•F (где G-расход титана в кг, F-площадь поперечного сечения металлоприемника в м²).The objective of the invention is to improve the preparation of the blast furnace for blowing (after major repairs with the replacement of the lining below the level of the cast-iron brush) by creating a non-fusible skull on the surface of the lining of the metal receiver, which will increase its service life. An increase in the service life of the lining is provided in the proposed method for preparing a blast furnace for blowing, including releasing its volume below the axis of the cast iron notch, drying and cooling the dried lining, calculation and loading of the blowing charge due to the fact that before the drying of the furnace on the surface of the lining, titanium-containing ones are placed on the perimeter of the metal receiver materials, their amount being determined from the dependence G = (10 20) • F (where G is the titanium consumption in kg, F is the cross-sectional area of the metal receiver in m ² ).

Изобретение поясняется следующими положениями. В практике известна загрузка через колошник с шихтой работающей печи титансодержащих материалов в виде окатышей, агломерата или смеси с бетоном [4 5] Установлено, что их проплавке на поверхность футеровки металлоприемника осаждается защитный слой из карбонитридов титана. Причем положительный эффект ввода титансодержащих материалов наблюдается при расходе свыше 15 кг титана на тонну чугуна в лечение 5 10 суток, что эквивалентно расходу 1,5 3,0 т титана на 1 м² площади металлоприемника. Низкая эффективность использования титана объясняется тем, что более 80% введенного титана уходит из печи со шлаком и до 20% с чугуном. В печи остается в виде карбонитридов не более 1% от введенного количества титана. Увеличение доли титана, остающегося в печи, требует повышения нагрева горна печи, однако при этом интенсифицируется образование гренали, приводящей к загромождению горна. При подготовке печи к задувке по предлагаемому способу перед загрузкой шихты на поверхности остаточных после выгребки материалов по периметру металлоприемника размещают титансодержащие материалы, причем количество размещаемых материалов в пересчете на титан составляет 10 20 кг на 1 м² площади поперечного сечения металлоприемника, что в 150 200 раз снижает расход титана в сравнении с известной технологией ввода титансодержащих материалов через колошник.The invention is illustrated by the following provisions. In practice, it is known to load titanium-containing materials in the form of pellets, agglomerate, or a mixture with concrete through a furnace top with a charge of a working furnace [4–5]. It has been established that a protective layer of titanium carbonitrides is deposited on the lining surface of the metal receiver. Moreover, the positive effect of introducing titanium-containing materials is observed at a flow rate of more than 15 kg of titanium per ton of cast iron in treatment for 5 to 10 days, which is equivalent to the consumption of 1.5 3.0 tons of titanium per 1 m ^{2 of the} area of the metal receiver. The low efficiency of using titanium is explained by the fact that more than 80% of the introduced titanium leaves the furnace with slag and up to 20% with cast iron. In the furnace, no more than 1% of the introduced amount of titanium remains in the form of carbonitrides. An increase in the fraction of titanium remaining in the furnace requires an increase in the heating of the furnace hearth, however, the formation of grenaline, leading to clutter of the furnace, is intensified. When preparing the furnace for blowing according to the proposed method, before loading the charge, titanium-containing materials are placed on the surface of residual materials after scraping along the perimeter of the metal receiver, the amount of materials being placed in terms of titanium is 10 20 kg per 1 m ^{2 of} the metal receiver cross-sectional area, which is 150,200 times reduces the consumption of titanium in comparison with the known technology for introducing titanium-containing materials through the top.

После подготовки доменной печи к задувке с размещением титансодержащих компонентов поверхности остаточных материалов по периметру металлоприемника, загрузки шихты и задувки печи металлоприемник заполняется чугуном. При этом титиансодержащий материал растворяется м в контакте с коксом и растворенным в чугуне азотом образует карбиды и нитриды титана, осаждающиеся на футеровке. Образующийся низкотеплопроводный гарнисаж из карбонитридов титана обеспечивает медленный прогрев футеровки и снижает начальный термический удар. Кроме того, за счет диффузии карбонитридов в материал футеровки и образования износостойкого гарнисажа снижается эрозирующее воздействие чугуна и коксовой насадки. After preparing the blast furnace for blowing with the placement of titanium-containing components of the surface of the residual materials around the perimeter of the metal receiver, loading the charge and blowing the furnace, the metal receiver is filled with cast iron. In this case, the titanium-containing material is dissolved in contact with coke and nitrogen dissolved in cast iron forms titanium carbides and nitrides deposited on the lining. The resulting low-temperature skull of titanium carbonitrides ensures a slow heating of the lining and reduces the initial thermal shock. In addition, due to the diffusion of carbonitrides into the lining material and the formation of a wear-resistant skull, the erosive effect of cast iron and coke packing is reduced.

Следовательно размещение титансодержащих материалов у поверхности остаточных материалов по периметру металлоприемника обеспечивает увеличение срока службы футеровки в этой зоне печи. Восстановление титана из окислов происходит со значительным поглощением тепла и при низких температурах требует длительного времени, поэтому предпочтительнее использовать титансодержащий материал в виде чистого титана. Therefore, the placement of titanium-containing materials at the surface of residual materials around the perimeter of the metal receiver provides an increase in the service life of the lining in this zone of the furnace. The reduction of titanium from oxides occurs with significant heat absorption and at low temperatures requires a long time, so it is preferable to use a titanium-containing material in the form of pure titanium.

Анализ данных работы [6] показывает, что при расходе 20 кг окислов титана на 1 т чугуна скорость снижения температуры углеродистых блоков футеровки горна в течение 9 суток уменьшаясь от 25 30^o на 2^o в сутки и затем температура стабилизировалась, т.е. эффективное время ввода титансодержащих материалов составляет 5 8 суток. Время обновления чугуна в приямке колеблется от 1 до 16 суток для различных печей, следовательно, при заполнении объема печи ниже оси чугунной летки расплавом с содержанием титана 0,20 - 0,25% обеспечивается за один цикл его обновления карбонитридов в количестве, достаточном для образования защитного гарнисажа на поверхности футеровки.An analysis of the data of [6] shows that at a rate of 20 kg of titanium oxides per 1 ton of cast iron, the rate of decrease in the temperature of the carbon blocks of the hearth lining for 9 days decreases from 25 30 ^o by 2 ^o per day and then the temperature stabilized, i.e. the effective input time of titanium-containing materials is 5–8 days. The cast iron renewal time in the pit varies from 1 to 16 days for various furnaces; therefore, when filling the furnace volume below the axis of the cast iron notch with a melt with a titanium content of 0.20 - 0.25%, it is provided for one cycle of its renewal of carbonitrides in an amount sufficient to form protective skull on the surface of the lining.

При высоте замененной футеровки ниже уровня летки для выпуска чугуна 2,0 2,5 м концентрация титана в чугуне 0,20 0,25% обеспечивается при его расходе 10 20 кг на 1 м² площади поперечного сечения металлоприемника. При расходе титана менее 10 кг/м² площади поперечного сечения металлоприемника концентрация титана в чугуне будет ниже минимальной, определяющей количество образованных карбонитридов, достаточное для образования слоя гарнисажа на поверхности футеровки. При расходе титана более 20 кг/м² площади поперечного сечения металлоприемника из-за обильного выпадения карбонитридов могут образовываться гренали, что ведет к загромождению горна печи.When the height of the replaced lining is below the level of the notch for the production of cast iron 2.0 2.5 m, the concentration of titanium in cast iron 0.20 0.25% is provided at a flow rate of 10 20 kg per 1 m ^{2 of} the cross-sectional area of the metal receiver. When the titanium consumption is less than 10 kg / m ^{2 of} the cross-sectional area of the metal receiver, the titanium concentration in cast iron will be below the minimum, which determines the amount of carbonitrides formed, sufficient to form a layer of a skull on the surface of the lining. With a titanium flow rate of more than 20 kg / m ^2, the cross-sectional area of the metal receiver due to the abundant precipitation of carbonitrides can cause grenals, which leads to clutter of the furnace hearth.

Пример применения предлагаемого технического решения. An example of the application of the proposed technical solution.

В ходе ремонта n-го разряда с выпуском "козлового" чугуна на доменной печи заменили 8 рядов углеродистых блоков и диаметр металлоприемника после восстановления углеродистой футеровки составил 10,8 м. Перед загрузкой шихты у поверхности остаточных после выгребки материалов на углеродистых блоках нижнего восстановленного ряда разместили 1,5 т титановой стружки. Расход титана составил 16,38 кг на 1 м² площади поперечного сечения металлоприемника. Для уменьшения потерь титана на стружку перемешали с углеродистой массой в пропорции 1:10. Затем горячей трамбовкой уложили массу в нишу, образовавшуюся между нижним обновленным рядом углеродистых блоков и остаточным после выгребки монолитным материалом.During the repair of the nth discharge with the production of "gantry" cast iron in a blast furnace, 8 rows of carbon blocks were replaced and the diameter of the metal receiver after restoration of the carbon lining was 10.8 m. Before loading the charge at the surface of residual materials after scraping, carbon blocks of the lower restored row were placed 1.5 tons of titanium chips. The titanium consumption was 16.38 kg per 1 m ^{2 of} the cross-sectional area of the metal receiver. To reduce titanium losses to the chips, they were mixed with the carbon mass in a proportion of 1:10. Then, the mass was placed in a niche formed by hot tamping, formed between the lower updated row of carbon blocks and the monolithic material remaining after raking.

Источники информации. Sources of information.

2. Типовая технологическая инструкция по доменному производству. Днепропетровск, 1990, с. 139. 2. Typical technological instructions for blast furnace production. Dnepropetrovsk, 1990, p. 139.

2.Полтавец В.В.Доменное производство. М. Металлургия, 1981, с.347. 2.Poltavets V.V.Domain production. M. Metallurgy, 1981, p. 347.

3. А.с. СССР N 1201310. 3. A.S. USSR N 1201310.

4. Волков Ю.П. Шпарбер Л.Я. Гусаров А.К. Технолог-доменщик. М.Металлургия, 1986, с.185 188 прототип. 4. Volkov Yu.P. Sparber L.Ya. Gusarov A.K. Technologist-Domenshchik. M. Metallurgy, 1986, p.185 188 prototype.

5. Carmichael F.Lowing Y.Steel Times. 1981, v 209, N 8, p.416 420. 5. Carmichael F. Lowing Y.Steel Times. 1981, v 209, N 8, p. 416 420.

6. Higuchi M.Fron and Steelmaker, 1978, v 5, N 6, p.33 42. 6. Higuchi M. Fron and Steelmaker, 1978, v 5, N 6, p. 33 42.

Claims

A method of preparing a blast furnace for blowing, including freeing its volume below the axis of the cast iron notch, drying and cooling the dried lining, calculation and loading of the blowing charge, characterized in that before drying on the surface of the lining, titanium-containing materials are placed along the perimeter of the metal receiver, and their number is determined from G (10 20) F, where G is titanium consumption, kg, F is the cross-sectional area of the metal receiver, m ² .