RU2263150C1

RU2263150C1 - Blast furnace

Info

Publication number: RU2263150C1
Application number: RU2004115257/02A
Authority: RU
Inventors: С.К. Сибагатулин (RU); С.К. Сибагатулин; А.В. Терентьев (RU); А.В. Терентьев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Диагностика металлургических агрегатов"
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2005-10-27

Abstract

FIELD: metallurgy; construction of blast furnaces.

SUBSTANCE: proposed blast furnace has hearth, tap-hole and blast-furnace bottom with at least three layers of refractory lining in form of rows of refractory blocks. External surface of blast-furnace bottom formed by surface of lining of upper row of refractory blocks is located below level of tap-hole by magnitude H (m) determined from the following relationship: H=(0.9-1.1)•(750d-22d²-3000); height of blast-furnace bottom (H_b) is determined from the following relationship: H_b.f.b=(4000-7000)-H and thickness of hearth wall (b) engageable with blast-furnace bottom is determined from the following relationship: b=(0.05-0.15), where d is inner diameter of blast-furnace bottom surface, m. Invention ensures reduction of intensity of breaking of refractory masonry of hearth walls and blast-furnace bottom due to forming refractory protective lining slag on surface of blast-furnace bottom and adjoining section of hearth.

EFFECT: enhanced efficiency and reliability.

1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкции доменной печи.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the design of a blast furnace.

Известна доменная печь с лещадью, футерованной тремя слоями огнеупорной футеровки, коэффициенты теплопроводности верхнего и нижнего слоев которой меньше коэффициента теплопроводности промежуточного слоя. Для верхнего, промежуточного и нижнего слоев футеровки, отношение их толщин по отношению к диаметру слоев равны и составляют, соответственно: 0,035-0,045; 0,07-0,09 и 0,035-0,045. Отношение коэффициента теплопроводности верхнего и нижнего слоев по отношению к промежуточному слою равно, соответственно, 0,29-0,34 и 0,03-0,05, см. пат. СССР №722493, М. кл. С 21 В 7/00.Known blast furnace with a flask lined with three layers of refractory lining, the thermal conductivity of the upper and lower layers of which is less than the thermal conductivity of the intermediate layer. For the upper, intermediate and lower layers of the lining, the ratio of their thicknesses with respect to the diameter of the layers are equal and are, respectively: 0.035-0.045; 0.07-0.09 and 0.035-0.045. The ratio of the thermal conductivity of the upper and lower layers with respect to the intermediate layer is, respectively, 0.29-0.34 and 0.03-0.05, see US Pat. USSR No. 722493, M. cl. With 21V 7/00.

Недостатком этого аналога является быстрый выход лещади из строя.The disadvantage of this analogue is the rapid failure of the bream.

Известна также доменная печь, лещадь которой футерована тремя слоями огнеупорной футеровки с различными коэффициентами теплопроводности. Кроме того, лещадь снабжена дополнительным слоем футеровки, расположенным между верхним и промежуточным слоями, и состоящим из нескольких элементов с различными коэффициентами теплопроводности, уменьшающимися от центра к периферии лещади. Между элементами периферийного участка и промежуточным слоем, выходящим к радиаторам периферийного водяного охлаждения, помещена прокладка из материала с низким коэффициентом теплопроводности, см. пат. RU №2083678, М. кл. С 21 В 7/06.A blast furnace is also known, the flask of which is lined with three layers of refractory lining with different coefficients of thermal conductivity. In addition, the bream is provided with an additional lining layer located between the upper and intermediate layers, and consisting of several elements with different heat conductivity coefficients, decreasing from the center to the periphery of the bream. Between the elements of the peripheral section and the intermediate layer facing the radiators of the peripheral water cooling, a gasket of material with a low coefficient of thermal conductivity is placed, see US Pat. RU No. 2083678, M. cl. From 21 to 7/06.

Однако из-за затрудненной передачи тепла из объема горна в лещадь и обратно в горн не обеспечивается достаточная стабилизации теплового состояния доменной печи, а также происходит ускоренное разрушение лещади.However, due to the hindered transfer of heat from the furnace volume to the bream and back to the furnace, sufficient stabilization of the thermal state of the blast furnace is not provided, and accelerated destruction of the bream occurs.

Наиболее близким аналогом является доменная печь с горном, выпускной леткой и лещадью, футерованной не менее чем тремя слоями огнеупорной футеровки в виде рядов огнеупорных блоков. Наружная поверхность лещади, образованная поверхностью футеровки верхнего ряда огнеупорных блоков, расположена ниже уровня выпускной летки (см. Огнеупоры для промышленных агрегатов и топок, справочник под ред. И.Д.Кащеева и др. М.: Интермет инжиниринг, 2002, кн. 2, Служба огнеупоров, с.70-78).The closest analogue is a blast furnace with a mine, a final notch and a flask lined with at least three layers of refractory lining in the form of rows of refractory blocks. The outer surface of the bream, formed by the surface of the lining of the upper row of refractory blocks, is located below the level of the outlet notch (see Refractories for industrial units and furnaces, reference book, edited by I.D. Kashcheev and others M .: Intermet engineering, 2002, book 2 Refractory Service, pp. 70-78).

Недостатком этого аналога является произвольное расположение поверхности лещади относительно осей леток, что не обеспечивает условий гарантированного формирования защитного гарнисажа и стабилизации теплового состояния доменной печи.The disadvantage of this analogue is the arbitrary location of the surface of the bream relative to the axes of the recesses, which does not provide the conditions for the guaranteed formation of a protective skull and stabilization of the thermal state of the blast furnace.

Задачей, на достижение которой направлено изобретение, является обеспечение стабилизации теплового состояния доменной печи.The objective to which the invention is directed is to ensure stabilization of the thermal state of the blast furnace.

Решение указанной задачи обеспечено тем, что доменная печь с горном, выпускной леткой и лещадью с не менее чем тремя слоями огнеупорной футеровки в виде рядов огнеупорных блоков согласно изобретению, имеет наружную поверхность лещади, образованную поверхностью футеровки верхнего ряда огнеупорных блоков, расположенную ниже уровня выпускной летки доменной печи на величину Н (м), определенную из соотношения: Н=(0,9÷1,1)·(750d-22d²-3000), при этом высота лещади - Н_д определена из соотношения: Н_д=(4000÷7000)-Н, а толщина стенки горна - b, сопряженного с лещадью, определена из соотношения: b=(0,05÷0,15) d,The solution to this problem is ensured by the fact that the blast furnace with a mining, exhaust tap hole and flask with at least three layers of refractory lining in the form of rows of refractory blocks according to the invention has an outer flap surface formed by the lining surface of the upper row of refractory blocks located below the level of the exhaust tap hole of a blast furnace by the value of N (m), determined from the ratio: N = (0.9 ÷ 1.1) · (750d-22d ² -3000), while the height of the flask - N _{d is} determined from the ratio: N _d = (4000 ÷ 7000) -N, and the wall thickness of the hearth - b, paired with bream w, determined from the relation: b = (0,05 ÷ 0,15) d,

где d - внутренний диаметр поверхности лещади, м;where d is the inner diameter of the surface of the bream, m;

b - толщина стенки горна, м;b - hearth wall thickness, m;

(0,9÷1,1), 750; 22; 3000 (4000÷7000), (0,05÷0,15) (эмпирические коэффициенты).(0.9 ÷ 1.1), 750; 22; 3000 (4000 ÷ 7000), (0.05 ÷ 0.15) (empirical coefficients).

Техническим результатом изобретения является снижение интенсивности разрушения кладки стен горна и лещади, что достигается за счет формирования тугоплавкого защитного гарнисажа на поверхностях лещади и участка горна, прилегающего к лещади.The technical result of the invention is to reduce the intensity of the destruction of the masonry walls of the hearth and the bream, which is achieved due to the formation of a refractory protective skull on the surfaces of the bream and the portion of the hearth adjacent to the bream.

На чертеже показана часть общего вида доменной печи (продольный разрез).The drawing shows a part of a General view of the blast furnace (longitudinal section).

Доменная печь включает горн 1, выпускную летку 2 и лещадь 3.The blast furnace includes forge 1, outlet 2 and bream 3.

Футеровка лещади доменной печи состоит из трех слоев огнеупорной футеровки, включающей нижний 4, средний 5 и верхний 6 ряды. Нижний 4 и средний 5 ряды лещади состоят из вертикально установленных графитированных и углеродистых блоков 6 в центре и горизонтально расположенных графитированных и углеродистых блоков 7 по периферии. Верхний ряд 6 выполнен из высокоогнеупорных муллитовых огнеупоров 8 в центре и горизонтально расположенных углеродистых блоков 9 по периферии. Наружная поверхность лещади 3, образованная поверхностью футеровки верхнего ряда 6 огнеупорных блоков 8, расположена ниже уровня выпускной летки 2 доменной печи на величину Н (м), которая определяется следующим соотношением: Н=(0,9÷1,1)·(750d-22d²-3000), при этом высота лещади - Н_д определяется по следующему соотношению: Н_д=(4000÷7000)-Н, а толщина стенки горна - b, сопряженного с лещадью, определяется по следующему соотношению: b=(0,05÷0,15) d,The lining of the blast furnace bottom consists of three layers of refractory lining, including the lower 4, middle 5 and upper 6 rows. The lower 4 and middle 5 rows of the bream consist of vertically mounted graphitized and carbon blocks 6 in the center and horizontally arranged graphitized and carbon blocks 7 on the periphery. The upper row 6 is made of high refractory mullite refractories 8 in the center and horizontally located carbon blocks 9 around the periphery. The outer surface of the bream 3, formed by the surface of the lining of the upper row 6 of the refractory blocks 8, is located below the level of the outlet 2 of the blast furnace by the value of N (m), which is determined by the following ratio: N = (0.9 ÷ 1.1) · (750d- 22d ² -3000), while the height of the bream - N _d is determined by the following ratio: N _d = (4000 ÷ 7000) -N, and the wall thickness of the hearth - b, coupled with the bream, is determined by the following ratio: b = (0, 05 ÷ 0.15) d,

b - толщина стенки горна, м;b - hearth wall thickness, m;

(0,9÷1,1), 750, 22, 3000, (4000÷7000), (0,05÷0,15), - эмпирические коэффициенты.(0.9 ÷ 1.1), 750, 22, 3000, (4000 ÷ 7000), (0.05 ÷ 0.15), are empirical coefficients.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В период пуска печи, например, после завершения строительства или после очередного ремонта, вначале выплавляется высококремнистый чугун, которым заполняется внутренняя полость горна 1 на высоту Н и лещади, имеющей дно на высоте Н_д. В этой полости чугун находится в течение всей компании - более 15 лет, вплоть до ремонта первого разряда. В результате длительного контакта этого чугуна с углеродистой футеровкой создаются условия для формирования защитного гарнисажа на основе карбида кремния, при этом толщина гарнисажа прямо пропорциональна времени контакта чугуна с углеродистой футеровкой. Вследствие повышенной температуры плавления, составляющей 2830°С, карбид кремния эффективно защищает футеровку, что повышает срок службы лещади. Поскольку количество чугуна в полости горна на высоте Н в 2-3 раза превышает количество его, накапливающееся выше в горне, за период между выпусками этого металла из печи, то вследствие теплообмена происходит стабилизация теплового состояния печи, приближая ее температуру к средней величине, что обеспечивает снижение удельного расхода кокса и повышение производительности доменной печи.During the start-up of the furnace, for example, after the completion of construction or after the next repair, first high-silicon cast iron is smelted, which fills the internal cavity of the furnace 1 to a height of H and a bottom having a bottom at a height of H _d . Cast iron has been in this cavity for the entire company for more than 15 years, right up to the repair of the first category. As a result of prolonged contact of this cast iron with a carbon lining, conditions are created for the formation of a protective skull based on silicon carbide, while the thickness of the skull is directly proportional to the contact time of cast iron with a carbon lining. Due to the increased melting temperature of 2830 ° C, silicon carbide effectively protects the lining, which increases the service life of the flask. Since the amount of pig iron in the furnace cavity at a height of H is 2–3 times higher than the amount that accumulates higher in the furnace during the period between releases of this metal from the furnace, stabilization of the thermal state of the furnace occurs due to heat transfer, bringing its temperature closer to the average value, which ensures reduction of specific coke consumption and increase of blast furnace productivity.

Пример. На доменной печи №1 ОАО "ММК" внутренний диаметр лещади составляет 8,4 м, толщина углеродистых блоков в ряду равна 0,55 м. Образованию стенки горна из целого числа рядов углеродистых блоков соответствует коэффициент, равный 1,003 (из пределов 0,9-1,1). При этом наружная поверхность футеровки верхнего ряда лещади разместилась ниже уровня выпускной летки доменной печи на расстоянии:Example. At blast furnace No. 1 of OJSC MMK, the inner diameter of the flask is 8.4 m, the thickness of the carbon blocks in the row is 0.55 m. The formation of the hearth wall from a whole number of rows of carbon blocks corresponds to a coefficient of 1.003 (from the limits of 0.9 1.1). At the same time, the outer surface of the lining of the upper row of bream is located below the level of the outlet notch of the blast furnace at a distance:

Н=1,003·(750·8,4-22·8,4²-3000)=1753 м.H = 1.003 · (750 · 8.4-22 · 8.4 ² -3000) = 1753 m.

Эмпирический коэффициент (0,05-0,15) зависит от коэффициента теплопроводности образующих стенку горна углеродистых блоков и имеет минимальные значения при низком коэффициенте теплопроводности и максимальные - при высоком коэффициенте теплопроводности. При меньшем или большем значениях этого коэффициента, чем в указанных пределах, затрудняется формирование защитного гарнисажа.The empirical coefficient (0.05-0.15) depends on the coefficient of thermal conductivity of the carbon blocks forming the wall of the hearth and has minimum values at a low coefficient of thermal conductivity and maximum values at a high coefficient of thermal conductivity. With a smaller or greater value of this coefficient than within the specified limits, it is difficult to form a protective skull.

Эмпирический коэффициент 4000-7000 зависит от коэффициента теплопроводности блоков и муллитовых огнеупоров в центральной части лещади и его значение менее или более чем в указанных пределах, приводит к ухудшению условий формирования защитного гарнисажа.The empirical coefficient 4000-7000 depends on the thermal conductivity of the blocks and mullite refractories in the central part of the flask and its value is less than or more than within the specified limits, leads to a deterioration in the conditions for the formation of a protective skull.

Таким образом, размеры рабочего пространства печи, расположенного ниже уровня выпускной летки и параметры футеровки горна, прилегающего к лещади, а также общая высота всех рядов самой лещади подобраны таким образом, что при работе печи обеспечивается возможность образования на футеровке гарнисажа, а также стабилизация теплового режима печи.Thus, the dimensions of the working space of the furnace, located below the level of the outlet notch and the parameters of the furnace lining adjacent to the flask, as well as the total height of all rows of the flask itself, are selected so that during the operation of the furnace it is possible to form a skull on the lining, as well as stabilization of the thermal regime ovens.

Claims

A blast furnace containing a hearth, a notch and a bream with at least three layers of refractory lining in the form of rows of refractory blocks, while the outer surface of the bream formed by the surface of the lining of the upper row of refractory blocks is located below the level of the outlet notch, characterized in that the outer surface of the bream located below the level of the final notch by the value of N = (0.9 ÷ 1.1) • (750d-22d ² -3000) (m), and the height of the bream N _d and the thickness of the wall of the hearth (b) associated with the bream, correspond to the following to the ratios:

N _d = (4000 ÷ 7000) -N (m), b = (0.05 ÷ 0.15) d (m),

where d is the internal cyameter of the surface of the bream, m;

(0.9 ÷ 1.1), 22, 750, 3000, (4000 ÷ 7000), (0.05 ÷ 0.15) - empirical coefficients.