RU2445375C2 - Method for creating protective slag lining in shaft of blast furnace - Google Patents

Method for creating protective slag lining in shaft of blast furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2445375C2
RU2445375C2 RU2010124739/02A RU2010124739A RU2445375C2 RU 2445375 C2 RU2445375 C2 RU 2445375C2 RU 2010124739/02 A RU2010124739/02 A RU 2010124739/02A RU 2010124739 A RU2010124739 A RU 2010124739A RU 2445375 C2 RU2445375 C2 RU 2445375C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
skull
blast furnace
melt
mine
loading
Prior art date
Application number
RU2010124739/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010124739A (en
Inventor
Валерий Николаевич Логинов (RU)
Валерий Николаевич Логинов
Михаил Юрьевич Суханов (RU)
Михаил Юрьевич Суханов
Михаил Муртазакулович Каримов (RU)
Михаил Муртазакулович Каримов
Игорь Валерьевич Логинов (RU)
Игорь Валерьевич Логинов
Леонид Евгеньевич Васильев (RU)
Леонид Евгеньевич Васильев
Вадим Иванович Большаков (UA)
Вадим Иванович Большаков
Александр Станиславович Нестеров (UA)
Александр Станиславович Нестеров
Николай Михайлович Можаренко (UA)
Николай Михайлович Можаренко
Владимир Сергеевич Якушев (UA)
Владимир Сергеевич Якушев
Николай Григорьевич Иванча (UA)
Николай Григорьевич Иванча
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" (ООО "Северсталь-Проект")
Priority to RU2010124739/02A priority Critical patent/RU2445375C2/en
Publication of RU2010124739A publication Critical patent/RU2010124739A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2445375C2 publication Critical patent/RU2445375C2/en

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]

Landscapes

  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method involves creation of slag lining mixture consisting of iron ore, agglomerate and pellets in ratio of (1÷15):(40÷94):(5÷45) respectively. At lining of furnace shaft with high heat conducting materials the obtained slag lining mixture is charged to the specified portion of charging cycle, thus obtaining the primary melt with iron oxide (16-30)% in quantity of 20-30% of the weight of slag lining mixture. Charging of slag lining mixture is completed in 18-72 hours after the allowable heat load on coolers of blast furnace shaft is obtained. When slag lining mixture is being supplied, theoretical burning temperature in combustion zone of blast furnace is decreased by 30-80°C.
EFFECT: reducing the coke and natural gas consumption and increasing the furnace efficiency.
3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для улучшения показателей плавки и увеличения межремонтного периода службы шахты доменных печей, оборудованных водоохлаждаемыми холодильниками, футерованными высокотеплопроводными огнеупорными материалами.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to blast furnace production, and can be used to improve smelting performance and increase the overhaul period of a mine blast furnace, equipped with water-cooled refrigerators, lined with highly heat-resistant refractory materials.

Известен способ доменной плавки (Способ доменной плавки. Авт. свид. СССР №1401046, С21В 5/00. Опубл. 04.06.1988. Бюл.№21), в котором в качестве гарнисажеобразующего материала используют титансодержащий шлак от проплавки титаномагнетитовых железорудных материалов в доменной печи. Из-за высокой тугоплавкости шлака он практически не создает устойчивый гарнисаж на горизонтах шахты доменной печи.A known method of blast furnace smelting (Blast furnace smelting method. Auth. St. USSR No. 1401046, C21B 5/00. Publ. 06/04/1988. Bull. No. 21), in which titanium-containing slag from smelting titanium-magnetite iron ore materials in a blast furnace is used as a skull-forming material. ovens. Due to the high refractoriness of the slag, it practically does not create a stable skull on the horizons of the blast furnace shaft.

Наиболее близким к заявляемому является способ (Способ создания защитного гарнисажа в шахте доменной печи. Пат. РФ №2251575, С21В 5/00. Опубл. 10.05.2005. Бюл. №13), в котором в качестве гарнисажеобразующего материала используют смесь агломерата и железной руды. Способ применим только для создания гарнисажа на шамотной футеровке, обладающей низкой теплопроводностью (порядка ~3 Вт/м·град) и склонностью к повышенному химическому взаимодействию с «агрессивным» высокозакисным расплавом, приводящему к «перерождению» и разрушению шамота. Поэтому в указанном способе верхний предел содержаниия закиси железа в расплаве из гарнисажеобразующей смеси ограничивают 15%.Closest to the claimed is a method (Method of creating a protective skull in the mine blast furnace. Pat. RF №2251575, C21B 5/00. Publ. 10.05.2005. Bull. No. 13), in which a mixture of agglomerate and iron is used as a skull-forming material ore. The method is applicable only to create a skull on a fireclay lining with low thermal conductivity (of the order of ~ 3 W / m · deg) and a tendency to increased chemical interaction with an “aggressive” high-melt deposit, leading to “degeneration” and destruction of the fireclay. Therefore, in this method, the upper limit of the content of iron oxide in the melt from the skull-forming mixture is limited to 15%.

При футеровке шахты доменной печи высокотеплопроводными огнеупорами, например карбидкремниевыми с теплопроводностью ~ 20 Вт/м·град, создание устойчивого гарнисажа требует применения гарнисажеобразующей смеси со специфическими свойствами, изменения условий его использования, параметров и приемов доменной плавки.When lining the blast furnace shaft with highly conductive refractories, for example, silicon carbide with a thermal conductivity of ~ 20 W / m · deg, the creation of a stable skull requires the use of a skull-forming mixture with specific properties, changes in its conditions of use, parameters and methods of blast furnace smelting.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в возможности наращивания устойчивого гарнисажа в шахте доменной печи, футерованной высокотеплопроводными огнеупорными материалами, снижении тепловых потерь.The problem to which the claimed invention is directed, consists in the possibility of building up a stable skull in the shaft of a blast furnace lined with highly heat-conducting refractory materials, and reducing heat losses.

Техническим результатом изобретения является снижение расхода кокса и природного газа, повышение производительности печи, а также увеличение продолжительности кампании доменной печи.The technical result of the invention is to reduce the consumption of coke and natural gas, increasing the productivity of the furnace, as well as increasing the duration of the campaign blast furnace.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе создания защитного гарнисажа в шахте доменной печи, включающем циклическую загрузку шихтовых материалов, введение гарнисажеобразующей смеси, состоящей из железной руды и агломерата, в определенную порцию цикла загрузки, контроль тепловых нагрузок на холодильники щахты доменной печи, при футеровке шахты высокотеплопроводными материалами в гарнисажеобразующую смесь дополнительно вводят окатыши в соотношении соответственно железная руда:агломерат:окатыши (1÷15):(4÷94):(5÷45), обеспечивая получение первичного расплава с содержанием закиси железа 16÷30%. Загрузку гарнисажеобразующей смеси заканчивают через 18-72 часа после достижения допустимой тепловой нагрузки на холодильники шахты доменной печи, а на время подачи смеси теоретическую температуру горения в фурменном очаге доменной печи снижают на 30-80°С. При этом обеспечивают формирование 20-30% первичного расплава от массы гарнисажеобразующей смеси путем регулирования соотношения железорудных материалов в ней. В качестве высокотеплопроводных материалов для футеровки шахты доменной печи используют карбидкремниевые огнеупоры.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed method of creating a protective skull in a mine of a blast furnace, including cyclic loading of charge materials, introducing a skull-forming mixture consisting of iron ore and sinter in a certain portion of the loading cycle, controlling the thermal loads on the refrigerators of the blast furnace of the blast furnace, when lining the mine with highly thermally conductive materials, pellets are additionally introduced into the garnisage-forming mixture in a ratio of iron ore: sinter: pellets (1 ÷ 15) :( 4 ÷ 94) :( 5 ÷ 45), providing the primary melt with an iron oxide content of 16 ÷ 30%. The loading of the skull-forming mixture is completed after 18-72 hours after reaching the permissible heat load on the refrigerators of the blast furnace shaft, and the theoretical combustion temperature in the tuyere center of the blast furnace is reduced by 30-80 ° C while the mixture is being delivered. This ensures the formation of 20-30% of the primary melt by weight of the skull-forming mixture by adjusting the ratio of iron ore materials in it. Silicon carbide refractories are used as highly heat-conducting materials for lining the blast furnace shaft.

Сущность способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.

Общим и непременным условием образования гарнисажа является наличие жидких или вязкопластичных масс при соблюдении неравенства:A common and indispensable condition for the formation of a skull is the presence of liquid or viscoplastic masses subject to inequality:

Тст<Тпг<Тг,T article <T pg <T g ,

где Тст, Тпг, Тг - соответственно, температура стенки, плавления гарнисажа и газа (°С). По природе образования гарнисаж различают на образующийся в результате восстановительных процессов между материалами плавки и газовым потоком и на формирующийся в результате физико-химического взаимодействия компонентов плавки с огнеупором футеровки. Так как расплавы, образованные из отдельных материалов и их смесей, по-разному взаимодействуют с карбидкремниевыми огнеупорами, рассмотрим условия, при которых происходит механическое сцепление вязкопластичных и жидких фаз с определенными температурами плавления с холодной стенкой.where T article , T pg , T g - respectively, the temperature of the wall, the melting of the skull and gas (° C). According to the nature of the formation, the skull is distinguished by the lining formed as a result of restoration processes between the melting materials and the gas stream and the lining formed as a result of physicochemical interaction of the melting components with the refractory lining. Since melts formed from individual materials and their mixtures interact differently with silicon carbide refractories, we consider the conditions under which mechanical adhesion of visco-plastic and liquid phases with certain melting temperatures with a cold wall occurs.

Размягченные и вязкопластичные составляющие шихты, контактируя с высокотеплопроводной футеровкой печи, из-за резкого понижения температуры расплава застывают и налипают на охлажденные поверхности. Налипание продолжается до тех пор, пока толщина слоя гарнисажа не будет соответствовать установившемуся тепловому равновесию между газовым потоком и поверхностным слоем гарнисажа, то есть пока температура поверхности гарнисажа не станет равной температуре его плавления. С увеличением температуры плавления гарнисажа его толщина увеличится при неизменной температуре газа. Толщина гарнисажа также может резко увеличиться при дефиците тепла в периферийной зоне и (или) интенсивном восстановлении высокозакисного расплава, где скорость перехода вязкопластичного состояния в твердое в пристенной зоне будет определяться не столько теплоотводом, сколько скоростью вспенивания и "замораживания" высокозакисного расплава.The softened and viscoplastic constituents of the charge, in contact with the highly conductive lining of the furnace, harden and stick to cooled surfaces due to a sharp decrease in the temperature of the melt. The sticking continues until the thickness of the skull layer corresponds to the established thermal equilibrium between the gas flow and the surface layer of the skull, that is, until the surface temperature of the skull becomes equal to its melting temperature. With an increase in the melting temperature of the skull, its thickness will increase at a constant gas temperature. The thickness of the skull can also increase dramatically with heat deficiency in the peripheral zone and (or) intensive restoration of the high-melt oxide, where the rate of transition of the viscoplastic state to solid in the near-wall zone will be determined not so much by heat removal as by the rate of foaming and “freezing” of the high-oxide melt.

Наоборот, при стабильном составе шлакообразующих и невысоком содержании FeO в расплаве, то есть при стабильной температуре плавления гарнисажа, повышение температуры газа приведет к уменьшению его толщины и одновременно к увеличению количества отводимого тепла. Толщина гарнисажа будет также уменьшаться при повышении температуры рабочей поверхности холодильника, например, за счет увеличения температуры хладоагента или при отключении холодильника.On the contrary, with a stable composition of slag-forming and low FeO content in the melt, that is, with a stable melting temperature of the skull, an increase in the temperature of the gas will lead to a decrease in its thickness and at the same time to an increase in the amount of heat removed. The thickness of the skull will also decrease with increasing temperature of the working surface of the refrigerator, for example, due to an increase in the temperature of the refrigerant or when the refrigerator is turned off.

Оптимальная толщина гарнисажа определяется двумя граничными условиями: при интенсивном его наращивании образуется настыль, отрицательно влияющая на газодинамику газового потока, а при тонком слое и рыхлой структуре гарнисажа происходит его сползание либо обрыв, которые приводят к горению фурм и резкому охлаждению горна доменной печи.The optimum thickness of the skull is determined by two boundary conditions: when it builds up intensively, a build-up is formed that adversely affects the gas dynamics of the gas stream, and with a thin layer and loose structure of the skull, it creeps or breaks, which leads to burning tuyeres and sharp cooling of the furnace hearth.

Реально создание устойчивого гарнисажа предопределяется силой сцепления слоев, примыкающих к кладке. Высокотеплопроводные карбидкремниевые огнеупоры, по сравнению с щамотом, пассивные к химическому взаимодействию к высокозакисному расплаву, поэтому для внедрения в контактную поверхность высокотеплопроводного огнеупора расплав должен обладать повышенной «агрессивностью».In reality, the creation of a stable skull is predetermined by the adhesion force of the layers adjacent to the masonry. High-conductivity silicon carbide refractories, in comparison with chamotte, are passive to chemical interaction with a high-melt oxide, therefore, for the introduction of a high-heat-conductive refractory into the contact surface, the melt must have increased “aggressiveness”.

В предлагаемом способе такой расплав, содержащий более 15 и до 30% FeO, создается за счет того, что в известную гарнисажеобразующую смесь из железной руды и агломерата дополнительно вводят окатыши в соотношении соответственно (1÷15):(40÷94):(5÷45) с образованием 20-30% первичного высокозакисного расплава.In the proposed method, such a melt containing more than 15 and up to 30% FeO is created due to the fact that pellets are additionally introduced into the known skull-forming mixture of iron ore and agglomerate in the ratio, respectively (1 ÷ 15) :( 40 ÷ 94) :( 5 ÷ 45) with the formation of 20-30% of the primary high-alloy melt.

Для получения расплава заданного состава и свойств на отдельно взятой доменной печи, тепловая нагрузка на часть холодильников шахты которой достигла предельно допустимой величины 40 кВт, в период загрузки создают гарнисажеобразующую смесь из железорудных материалов текущего потребления и загружают ее в периферийную зону агрегата.To obtain a melt of a given composition and properties on a single blast furnace, the heat load on a part of the mine refrigerators has reached the maximum permissible value of 40 kW, during the loading period they create a skull-forming mixture of iron ore materials of current consumption and load it into the peripheral zone of the unit.

Поскольку проведение непосредственных измерений в шахте доменной печи мероприятие дорогостоящее и трудоемкое, процессы восстановления, размягчения и первичного шлакообразования моделировали по известной методике (Гладков Н.А., Нестеров А.С. Процессы в слое железорудных материалов при его нагревании // Известия АН СССР. Металлы. - 1987, - №3, с.9-11).Since direct measurements in a blast furnace mine are expensive and time-consuming, the processes of recovery, softening, and primary slag formation were modeled according to a well-known technique (Gladkov N.A., Nesterov A.S. Processes in a layer of iron ore materials when it is heated // Izvestiya AN SSSR. Metals. - 1987, - No. 3, p. 9-11).

Температуру перехода железорудных материалов в вязкопластичное состояние оценивали по 45%-ной усадке слоя, а температуры начала фильтрации расплава через коксовую насадку и его полного расплавления определяли визуально через смотровое окно. Взаимодействие расплава с футеровкой оценивали по методике, в соответствии с которой предварительно восстановленные железорудные материалы либо их смесь помещали в высокотемпературную печь между образцами из высокотеплопроводного огнеупорного материала и нагревали до температур 1250-1500°С.The temperature of the transition of iron ore materials to a viscoplastic state was estimated by 45% shrinkage of the layer, and the temperatures of the onset of melt filtration through the coke nozzle and its complete melting were determined visually through an observation window. The interaction of the melt with the lining was evaluated according to the method in accordance with which pre-reduced iron ore materials or their mixture was placed in a high-temperature furnace between samples of high-heat-conducting refractory material and heated to temperatures of 1250-1500 ° C.

По глубине проникновения расплава в футеровку и по состоянию контактной зоны "огнеупор-расплав" оценивали «агрессивность» расплава и его склонность к гарнисажеобразованию, в том числе за счет внедрения в контактную поверхность карбидкремниевого огнеупора без ее разрушения.The depth of penetration of the melt into the lining and the state of the “refractory-melt” contact zone evaluated the “aggressiveness” of the melt and its tendency to skull formation, including due to the introduction of silicon carbide refractory into the contact surface without its destruction.

Химический состав испытанных материалов и результаты исследований представлены в таблице.The chemical composition of the tested materials and research results are presented in the table.

Как видно из данных таблицы, двухкомпонентные смеси агломерат-руда (как в известном способе) и агломерат-окатыши не образуют контактного слоя с внедрением расплава в высокотеплопроводный и интенсивно охлаждаемый через медные холодильники относительно пассивный к физико-химическому взаимодействию (по сравнению с шамотом) карбидкремниевый огнеупор. В первом случае из-за недостаточной «агрессивности» расплава с низким содержанием FeO, во втором - из-за недостаточного количества такого расплава.As can be seen from the table, two-component agglomerate-ore mixtures (as in the known method) and agglomerate-pellets do not form a contact layer with the introduction of the melt into highly thermally conductive and intensively cooled through copper refrigerators relatively passive to physicochemical interaction (compared to chamotte) silicon carbide refractory. In the first case, due to insufficient "aggressiveness" of the melt with a low FeO content, in the second - due to the insufficient amount of such a melt.

Взаимодействие в контактном слое "расплав - высокотеплопроводный огнеупор" отмечается в опытах №№5, 7-8, т.е. если расплав образован из смеси железной руды, агломерата и окатышей. В зависимости от соотношения железорудных компонентов в гарнисажеобразующей смеси обеспечивают образование на горизонтах шахты доменной печи высокозакисного расплава с содержанием FeO 16-30% в количестве 20-30% от массы гарнисажеобразующей смеси.The interaction in the contact layer "melt - highly heat-conducting refractory" is noted in experiments No. 5, 7-8, i.e. if the melt is formed from a mixture of iron ore, sinter and pellets. Depending on the ratio of iron ore components in the skull-forming mixture, high-melt with a FeO content of 16-30% in the amount of 20-30% of the weight of the skull-forming mixture is formed on the horizons of the mine blast furnace.

При футеровке шахты доменной печи низкотеплопроводным шамотом, склонным к взаимодействию со шлаком, расплав из смеси материалов вышеуказанного состава внедряется в огнеупор на глубину 5-8 мм и постепенно разрушает его.When the blast furnace shaft is lined with low-heat chamotte, which is prone to interact with slag, the melt from a mixture of materials of the above composition is introduced into the refractory to a depth of 5-8 mm and gradually destroys it.

Химический состав материалов, характеристики размягчения-плавления, шлакообразования и глубины проникновения расплава.The chemical composition of the materials, the characteristics of softening, melting, slag formation and the depth of penetration of the melt. №№ опытаNo. of experience МатериалMaterial Содержание, %Content% Т45, °CT 45 , ° C Тнф, °CTNF, ° C FeO, %FeO,% М пш., %M psh.,% ГП, ммGP mm FeFe FeOFeO СаОCaO SiO2 SiO 2 MgOMgO Al2O3 Al 2 O 3 TiO2 TiO 2 1one Агломерат(А)Agglomerate (A) 58,558.5 12,812.8 8,28.2 5,15.1 2,12.1 0,950.95 0,420.42 13701370 14351435 8,08.0 4,64.6 0,050.05 22 Окатыши(О)Pellets (O) 63,263,2 1,51,5 3,693.69 5,05,0 0,260.26 0,430.43 -- 12601260 13501350 37,437,4 18,618.6 0,50.5 33 Руда(Р)Ore (P) 44,744.7 6,26.2 3,073.07 27,2027,20 0,360.36 0,420.42 -- 13901390 15401540 26.026.0 5,25.2 --   СмесиMixes                         4four 65% А + 35% Ок65% A + 35% OK 60,8060.80 7,27.2 5,655.65 5,055.05 1,281.28 0,720.72 0,220.22 12751275 13901390 24.224.2 10,510.5 0,1-0.80.1-0.8 55 75% А + 10% Ок + 15% Р75% A + 10% OK + 15% P 56,8856.88 10,6810.68 6,976.97 8,418.41 1,661.66 0,810.81 0,30.3 12501250 13101310 29,729.7 28,628.6 0,2-1.00.2-1.0 66 90,0% А + 10.0% Р90.0% A + 10.0% P 57,2657.26 12,1812.18 7.687.68 7,317.31 2,102.10 0,90.9 0,350.35 12851285 13951395 7,47.4 18,618.6 0,050.05 77 70,0% А + 20,0% ОК + 10,0% Р70.0% A + 20.0% OK + 10.0% P 58,0658.06 9,889.88 6,376.37 7,297.29 1,581,58 0,790.79 0,280.28 12601260 13401340 24,524.5 22,622.6 0,5-1,00.5-1.0 88 75,0% А + 25,0% ОК + 5,0% Р75.0% A + 25.0% OK + 5.0% P 58,9958,99 9,649.64 6,816.81 6,186.18 1,561,56 0,790.79 0,280.28 12801280 13501350 16,016,0 21,821.8 0,5-1,00.5-1.0 Т45 - температура 45 процентной усадки слоя, °С;T 45 - temperature 45 percent shrinkage of the layer, ° C; Тнф - температура начала фильтрации расплава через слой кокса, °С;T nf — temperature of the onset of melt filtration through a coke layer, ° С; FeO - содержание закиси железа в первичном шлаке, %;FeO — iron oxide content in primary slag,%; М пш - масса первичного расплава по Отношению к массе пробы, %;M PN - the mass of the primary melt in Relation to the mass of the sample,%; ГП - глубина проникновения расплава в высокотеплопроводный футеровочный материал, мм.GP - the depth of penetration of the melt into a highly conductive lining material, mm

В промышленных условиях предлагаемый способ создания защитного гарнисажа реализован на доменной печи объемом 2700 м3, шахта которой оборудована медными холодильниками и футерована высокотеплопроводными карбидкремниевыми огнеупорами. Формирование гарнисажеобразующей смеси осуществлялось перед загрузкой в бункер бесконусного загрузочного устройства (БЗУ) путем задания последовательности набора и соотношения масс компонентов смеси при загрузке скипов на шихтоподаче.In industrial conditions, the proposed method for creating a protective skull is implemented on a blast furnace with a volume of 2700 m 3 , the mine of which is equipped with copper refrigerators and lined with highly heat-conducting silicon carbide refractories. The formation of the skull-forming mixture was carried out before loading into the hopper a coneless loading device (BZU) by setting the sequence of the set and the ratio of the masses of the components of the mixture when loading the skips on the charge feed.

В различные периоды формирования гарнисажа в зависимости от режима работы печи, качества шихтовых материалов, особенно кокса, гарнисажеобразующую смесь создавали из 1÷15% руды, 40÷94% агломерата и 5÷45% окатышей, что обеспечивало согласно широким лабораторным исследованиям формирование первичного расплава с содержанием закиси железа от 16% до 30% в количестве 20÷30% от массы смеси, чем обеспечивали поддержание допустимых тепловых нагрузок на холодильники шахты. Загрузку смеси продолжали еще 18-72 часа для гарантированного образования устойчивого гарнисажа.In different periods of the formation of the skull, depending on the operating mode of the furnace, the quality of the charge materials, especially coke, the skull-forming mixture was created from 1 ÷ 15% ore, 40 ÷ 94% sinter and 5 ÷ 45% pellets, which ensured, according to extensive laboratory studies, the formation of the primary melt with an iron oxide content of 16% to 30% in an amount of 20–30% by weight of the mixture, which ensured the maintenance of permissible thermal loads on the mine refrigerators. Loading of the mixture continued for another 18-72 hours to ensure the formation of a stable skull.

Так, например, при нормальной работе печи тепловые нагрузки на каждый медный холодильник находились в пределах 15-25 кВт. При расстройстве газодинамического режима был зарегистрирован местный перегрев шахты и сползание гарнисажа с поверхности кладки. Тепловая нагрузка на холодильники шахты повысилась и приблизилась к максимально допустимой величине 40 кВт. Начиная с этого момента, на шихтоподаче формировали и вводили в каждый цикл загрузки гарнисажеобразующую смесь из 10% руды, 80% агломерата и 10% окатышей.So, for example, during normal operation of the furnace, thermal loads on each copper refrigerator were in the range of 15-25 kW. When the gas-dynamic regime was disturbed, local overheating of the mine and sliding of the skull from the masonry surface were recorded. The thermal load on the mine refrigerators increased and approached the maximum allowable value of 40 kW. From this moment on, a skull-forming mixture of 10% ore, 80% sinter and 10% pellets was formed and introduced into each loading cycle.

Одновременно с загрузкой гарнисажеобразующей смеси последовательно снизили теоретическую температуру горения в фурменном очаге с 2050°С до 2020°С (на 30°С) и, в конечном итоге, до 1970°С (на 80°С) путем увеличения природного газа в дутье. Снижение теоретической температуры способствовало переносу тепла в более высокие горизонты шахты доменной печи. В этих условиях по данным лабораторного моделирования (таблица), наряду с образованием вязкопластичных масс и расплава в количестве 22,9% с содержанием FeO 24,2% в температурном интервале 1250-1340°С происходило взаимодействие расплава с интенсивно охлаждаемой карбидкремниевой футеровкой шахты на контактной поверхности "огнеупор - расплав" с внедрением последнего на глубину до 1 мм. Наращивание гарнисажа происходило до достижения температурного равновесия между стенкой, расплавом и газом, толщина гарнисажа составляла 40-50 мм и не увеличивалась до пределов образования настыли. Тепловая нагрузка на холодильники шахты на доменной печи начинала снижаться и достигла рабочей величины. Для стабилизации процесса гарнисажеобразования загрузку гарнисажеобразующей смеси продолжали еще 18 часов. Окончательно гарнисаж сформировался через 36 часов после достижения рабочей величины тепловых нагрузок на холодильниках шахты. После этого восстановили первоначальную теоретическую температуру горения и исходный режим загрузки доменной печи.Simultaneously with loading the skull-forming mixture, the theoretical combustion temperature in the tuyere source was successively reduced from 2050 ° C to 2020 ° C (by 30 ° C) and, ultimately, to 1970 ° C (by 80 ° C) by increasing the natural gas in the blast. The decrease in theoretical temperature contributed to the transfer of heat to higher horizons of the shaft of the blast furnace. Under these conditions, according to laboratory simulation data (table), along with the formation of viscoplastic masses and a melt in the amount of 22.9% with an FeO content of 24.2% in the temperature range 1250-1340 ° C, the melt interacted with an intensely cooled silicon carbide lining of the mine at the contact refractory - melt surfaces with the introduction of the latter to a depth of 1 mm. The growth of the skull occurred until the temperature equilibrium between the wall, the melt and the gas was reached, the thickness of the skull was 40-50 mm and did not increase to the limits of formation of nastily. The thermal load on the fridges of the mine in the blast furnace began to decrease and reached a working value. To stabilize the process of skull formation, loading of the skull mixture was continued for another 18 hours. Finally, the skull was formed 36 hours after reaching the working value of thermal loads on the fridges of the mine. After that, the initial theoretical combustion temperature and the initial loading mode of the blast furnace were restored.

По сравнению с предшествующим периодом плавки, когда суммарный расход условного топлива составлял 508 кг/т чугуна из-за тепловых потерь через остатки футеровки, не защищенной гарнисажем, после проведения операций, регламентируемых данным способом, расход условного топлива снизился до 503 кг/т чугуна, а производительность печи возросла на 1,5%.Compared with the previous melting period, when the total equivalent fuel consumption was 508 kg / t of pig iron due to heat losses through the remnants of the lining, which is not protected by the skull, after the operations regulated by this method, the equivalent fuel consumption decreased to 503 kg / t of cast iron, and furnace productivity increased by 1.5%.

Таким образом, при футеровке шахты доменной печи высокотеплопроводными огнеупорными материалами, например карбидкремниевыми, применение предлагаемого способа позволяет снизить расход кокса и природного газа, повысить производительность печи, а также способствует увеличению продолжительности кампании доменной печи.Thus, when lining the shaft of a blast furnace with highly heat-conducting refractory materials, for example, silicon carbide, the application of the proposed method allows to reduce the consumption of coke and natural gas, increase the productivity of the furnace, and also helps to increase the duration of the campaign of the blast furnace.

Claims (3)

1. Способ создания защитного гарнисажа в шахте доменной печи, включающий циклическую загрузку шихтовых материалов, загрузку гарнисажеобразующей смеси, состоящей из железной руды и агломерата в определенную порцию цикла загрузки, контроль тепловых нагрузок на холодильники шахты доменной печи, отличающийся тем, что при футеровке шахты высокотеплопроводными материалами в гарнисажеобразующуюся смесь дополнительно вводят окатыши в соотношении соответственно железная руда:агломерат:окатыши (1÷15):(40÷94):(5÷45), обеспечивая получение первичного расплава с содержанием закиси железа (16-30)%, загрузку гарнисажеобразующей смеси заканчивают через 18-72 ч после достижения допустимой тепловой нагрузки на холодильники шахты доменной печи, а на время подачи гарнисажеобразующей смеси теоретическую температуру горения в фурменном очаге доменной печи снижают на 30-80°С.1. A method of creating a protective skull in a mine of a blast furnace, including cyclic loading of charge materials, loading of a skull-forming mixture consisting of iron ore and sinter in a certain portion of the loading cycle, control of thermal loads on refrigerators of a mine of a blast furnace, characterized in that when the lining of the mine is highly conductive Pellets are additionally introduced into the skull-forming mixture in the ratio iron ore: agglomerate: pellets (1 ÷ 15) :( 40 ÷ 94) :( 40 ÷ 94) :( 5 ÷ 45), providing primary the melt containing iron oxide (16-30)%, the loading of the skull-forming mixture is completed 18-72 hours after reaching the permissible heat load on the refrigerators of the mine blast furnace, and the theoretical combustion temperature in the tuyere of the blast furnace is reduced by 30- 80 ° C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве высокотеплопроводных материалов используют карбидкремниевые огнеупоры.2. The method according to claim 1, characterized in that silicon carbide refractories are used as highly heat-conducting materials. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеспечивают формирование первичного расплава с содержанием закиси железа (16-30)% в количестве 20-30% от массы гарнисажеобразующей смеси путем регулирования соотношения железорудных материалов в ней. 3. The method according to claim 1, characterized in that they provide the formation of a primary melt with an iron oxide content of (16-30)% in an amount of 20-30% by weight of the skull-forming mixture by adjusting the ratio of iron ore materials in it.
RU2010124739/02A 2010-06-16 2010-06-16 Method for creating protective slag lining in shaft of blast furnace RU2445375C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124739/02A RU2445375C2 (en) 2010-06-16 2010-06-16 Method for creating protective slag lining in shaft of blast furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124739/02A RU2445375C2 (en) 2010-06-16 2010-06-16 Method for creating protective slag lining in shaft of blast furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010124739A RU2010124739A (en) 2011-12-27
RU2445375C2 true RU2445375C2 (en) 2012-03-20

Family

ID=45782108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010124739/02A RU2445375C2 (en) 2010-06-16 2010-06-16 Method for creating protective slag lining in shaft of blast furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2445375C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1401046A1 (en) * 1985-08-21 1988-06-07 Московский институт стали и сплавов Blast furnace melting process
RU2251575C1 (en) * 2004-04-21 2005-05-10 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Method for creating protection lining slag in shaft of blast furnace
RU2255114C1 (en) * 2004-01-21 2005-06-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of forming protective slag lining in blast furnace
RU2291199C1 (en) * 2005-12-22 2007-01-10 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Method for creating protection lining slag on lining of hearth and well of blast furnace
EP2031077A1 (en) * 2007-08-07 2009-03-04 Sergiy Smirnov Lumped skull lining material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1401046A1 (en) * 1985-08-21 1988-06-07 Московский институт стали и сплавов Blast furnace melting process
RU2255114C1 (en) * 2004-01-21 2005-06-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of forming protective slag lining in blast furnace
RU2251575C1 (en) * 2004-04-21 2005-05-10 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Method for creating protection lining slag in shaft of blast furnace
RU2291199C1 (en) * 2005-12-22 2007-01-10 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Method for creating protection lining slag on lining of hearth and well of blast furnace
EP2031077A1 (en) * 2007-08-07 2009-03-04 Sergiy Smirnov Lumped skull lining material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010124739A (en) 2011-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9217185B2 (en) Method of reduction processing of steel-making slag
KR101475582B1 (en) Vertical shaft furnace, ferro-coke production facility, and method for producing ferro-coke
JP2012007225A (en) Method for producing molten steel using particulate metallic iron
CN102409124A (en) Continued ironmaking device based on melting reduction
RU2479648C1 (en) Red sludge pyrometallurgical processing method
JP2010189762A (en) Process for manufacturing granular iron
WO2011138954A1 (en) Process for production of metal iron
EP0976840B1 (en) Method of operating rotary hearth furnace for reducing oxides
RU2445375C2 (en) Method for creating protective slag lining in shaft of blast furnace
AU2020387088C1 (en) Method for producing molten steel
CN101514383B (en) Protective method for hearth of vanadium titano-magnetite rotary hearth furnace used for coal-based direct reduction
JP The effect of additives and reductants on the strength of reduced iron ore pellet
RU2255114C1 (en) Method of forming protective slag lining in blast furnace
JP2001288477A (en) Method for preparing high-reactivity coke for blast furnace
CN113567294B (en) Method for evaluating ring forming characteristics of oxidized pellet powder produced by coal-based chain grate-rotary kiln
CN104419792B (en) Pulverized coal and powdery silica mixed briquetting and preparation and furnace protection method thereof
RU2251575C1 (en) Method for creating protection lining slag in shaft of blast furnace
US20170130284A1 (en) Products and processes for producing steel alloys using an electric arc furnace
CN201245672Y (en) Apparatus for preventing hot spongy iron from being oxidized by air and cooling spongy iron
CN1590565A (en) Blow in method for elongating blast furnace service life
CN109722549A (en) A method of extending regeneration brass line frequency furnace service life
RU2223329C1 (en) Method of forming protective skull in blast furnace hearth
Wood et al. Carbon Refractories in an Oxidizing Process? Copper Smelting in an Outotec® Ausmelt TSL Furnace with A Ucar® Chillkote™
JP2013087344A (en) Method for producing reduced iron
JP2003073718A (en) Method for manufacturing reduced metal

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20130118