RU2673899C1 - Способ промывки доменной печи - Google Patents
Способ промывки доменной печи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2673899C1 RU2673899C1 RU2017139371A RU2017139371A RU2673899C1 RU 2673899 C1 RU2673899 C1 RU 2673899C1 RU 2017139371 A RU2017139371 A RU 2017139371A RU 2017139371 A RU2017139371 A RU 2017139371A RU 2673899 C1 RU2673899 C1 RU 2673899C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coke
- washing
- content
- feo
- mixture
- Prior art date
Links
- 238000005406 washing Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 7
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 14
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 3
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 1
- 239000011822 basic refractory Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 229910052840 fayalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 description 1
- -1 sinter Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве чугуна в доменных печах. Способ промывки доменной печи включает загрузку подач шихты, состоящих из коксовой и железорудной частей, периодическую загрузку промывочных подач и выпуск продуктов плавки. В качестве промывочных подач используют железорудные материалы основностью 0,25-0,5, расход которых определяют исходя из получения первичного шлакового расплава с содержанием FeO в диапазоне 35-55%, рассчитываемым по предлагаемой в изобретении зависимости. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, - обеспечение растворения высокоосновных, высокомагнезиальных расплавов, заплавляющих коксовую насадку, и окисление мелких фракций кокса низкоосновным, высокозакисным расплавом, образованным из смеси традиционных шихтовых материалов доменного производства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве чугуна в доменных печах.
При выплавке чугуна с используемый в качестве топлива и восстановителя кокс частично разрушается в процессе восстановительно-тепловой обработки, что ухудшает дренажную способность коксовой насадки и усложняет режим отработки продуктов плавки. Процесс ухудшения отработки продуктов плавки, усиливается при работе доменных печей на двух и более видах железорудного сырья, как правило, включающих низкоофлюсованные окатыши и высокоосновной агломерат, при локализации высокоосновной части шихты, образующей тугоплавкие составляющие, в высокотемпературной зоне.
Известен способ промывки горна доменной печи, в котором в качестве промывочного материала предлагается использовать смесь из железной руды, конвертерного шлака и сталеплавильного скрапа, загрузку которого осуществляют в промежуточное кольцо по окружности колошника на расстоянии 0,12-0,25% длины его радиуса от стен и оси [Патент РФ №2343199, МПК C21B 3/00, 2009].
Данный способ относится к промывке горна доменной печи от мелких фракций кокса и не учитывает необходимость очистки поверхности тотермана от высокоосновных тугоплавких составляющих в виде ранкита и ларнита, образующихся при проплавке концентрированной части агломерата повышенной основности и/или шлака конвертерного производства.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ промывки доменной печи, в котором в качестве промывочного материала используют смесь металлофлюса и кварцита, при проплавке которой в низкотемпературной зоне доменной печи образуется расплав, состоящий из однокальциевых силикатов (Ca⋅SiO2) и фаялита (2FeO⋅SiO2), позволяющий размывать тугоплавкие высокоосновные соединения [Патент РФ №2248400, МПК C21B 3/00, 2005].
Формирование промывочной смеси из металлофлюса и кварцита в данном способе, усложняет логистику производства агломерата и предполагает необходимость периодического разделения потоков на агломерационной фабрике для спекания специального материала, а также ввода кварцита в состав доменной шихты, что в целом приводит к снижению содержания железа в ней и, соответственно, к увеличению расхода кокса.
В основу предлагаемого способа поставлена задача устранения «замусоривания» и заплавления поверхности тотермана, приводящих к искажению газораспределения, потере рабочего объема доменной печи, снижению расхода дутья, ухудшению технико-экономических показателей доменной плавки.
Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, - обеспечение растворения высокоосновных, высокомагнезиальных расплавов, заплавляющих коксовую насадку и окисление мелких фракций кокса низкоосновным, высокозакисным расплавом, образованным из смеси традиционных шихтовых материалов доменного производства.
Технический результат достигается тем, что в способе промывки доменной печи, включающем загрузку подач шихты, состоящих из коксовой и железорудной частей, периодическую загрузку промывочных подач, выпуск продуктов плавки, согласно изобретению в качестве промывочных подач используют железорудные материалы основностью 0,25-0,5, расход которых определяют исходя из получения первичного шлакового расплава с содержанием FeO в диапазоне 35-55%, рассчитываемого по зависимости:
FeOпш=29,73-1,43⋅СаО+3,27⋅SiO2-10,18⋅MgO+1,36⋅Al2O3-0,58⋅FeO,
где: FeOпш - содержание оксида железа в первичном шлаковом расплаве, %;
СаО - содержание СаО в промывочной подаче, %;
SiO2 - содержание SiO2 в промывочной подаче, %;
MgO - содержание MgO в промывочной подаче, %;
Al2O3 - содержание Al2O3 в промывочной подаче, %;
FeO - содержание FeO в промывочной подаче, %.
В качестве железорудных материалов используют агломерат, окатыши и кусковую руду или смесь агломерата и окатышей или смесь окатышей и кусковой руды или смесь агломерата и кусковой руды или смесь агломерата, окатышей и кусковой руды.
Сущность способа заключается в формировании промывочной смеси, образующей низкоосновный высокозакисный расплав, позволяющий очистить коксовую насадку от тугоплавкого вязкого высокоосновного расплава и продуктов разрушения кокса.
Для изучения характера формирования жидких фаз в процессе восстановительно-тепловой обработки с последующей фильтрацией расплавов через слой кокса (коксовую насадку) использовали установку, в которой предварительно восстановленные железорудные материалы загружались на коксовый слой и нагревались со скоростью 30°C/мин до 1000°C, затем - 7°C/мин до 1600°C.
Указанная установка приведена на фиг. 1. Обозначения: 1 - грузы; 2 - верхний сальник; 3 - нажимной шток; 4 - индуктор; 5 - графитовая труба; 6 - верхняя решетка; 7 - нижняя решетка; 8 - окно камеры с инертной атмосферой; 9 - крышка; 10 - графитовый поддон; 11 - устройство для вращения поддона; 12 - несущая рама.
В ходе опыта фиксировали начало фильтрации расплава через коксовую насадку (Тнф, °С), массу первичного шлака, определяли в нем содержание оксида железа (FeOпш, %), оценивали количество и состав «зависшего» в коксовой насадке непрофильтровавшегося остатка (Мост, %).
Проплавку отдельных видов железорудных материалов и их смесей проводили на чистой коксовой насадке и насадке, загроможденной мелкими фракциями кокса (5% от массы коксовой насадки) и флюсовой составляющей, по составу близкому к составу непрофильтровавшегося остатка (Мост. = 8% от массы коксовой насадки) при проплавке высокоосновного агломерата. По массе непрофильтровавшегося остатка расплава на загроможденной насадке оценивали «моющую» способность первичного расплава.
В качестве критерия способности расплава очищать коксовую насадку от неплавких масс и мелких фракций кокса приняли, что достаточной является моющая способность расплава, обеспечивающая величину остатка в слое кокса не более 15,0% расплава от массы железорудного материала.
Объектом исследований являлись железорудные материалы текущего производства, проплавляемые на доменных печах ПАО «Северсталь». Химический состав железорудных материалов представлен в таблице 1. Результаты высокотемпературных испытаний различных материалов на коксовой насадке различной степени загромождения, представлены в таблице 2.
Из результатов следует, что расплавы отдельно взятых неофлюсованных и частично офлюсованных окатышей, агломерата различной основности неспособны очищать коксовую насадку от мелких фракций кокса и неплавких масс. Остаток расплава в слое кокса в зоне высоких температур увеличивается, что делает коксовую насадку слабо газопроницаемой, искажает распределение газового потока и снижает степень использования восстановительной способности газа.
Создание композиции из нескольких видов железорудного сырья обеспечивает образование более легкоплавких эвтектик, способствует более интенсивному растворению оксидов во вновь образующемся расплаве. В результате количество высокозакисного фильтрующегося через коксовую насадку промывочного расплава значительно возрастает. Этот расплав способен окислять коксовую мелочь в наибольшей степени непосредственно в горне.
Наиболее рациональным соотношением неофлюсованных окатышей и агломерата или окатышей, агломерата и руды является такое, которое при основности 0,25-0,5 ед. промывочной смеси образует первичный расплав с содержанием оксида железа 35-55%. Данное соотношение обеспечивает заданную моющую способность первичного расплава, очищающего коксовый слой от неплавких масс и кокса мелких фракций. В проведенной серии опытов, это опыты №№7, 8, 13, 14.
При этом расплав не должен контактировать, как с шамотной или торкрет-футеровкой, вызывая ее эрозию, так и углеродистой футеровкой горна, которая может расходоваться на восстановление железа из закиси.
Заявляемый способ опробован в промышленных условиях на доменной печи объемом 5500 м3, оснащенной бесконусным загрузочным устройством (БЗУ). В штатном режиме печь проплавляла шихту с расходом 77-80 т агломерата и 39-41 т окатышей в подачу (расход кокса 404 кг/т чугуна, количество природного газа 5300 м3/час, содержание кислорода в дутье 24%). На основании расчетов основности промывочной смеси в ее состав были включены агломерат основностью 1,4 и неофлюсованные окатыши в соотношении 4:1, соответственно. Основность промывочной смеси составила 0,26, что находилось в пределах диапазона по заявляемому способу. Содержание FeO в первичном шлаке (FeOпш) определяли по формуле:
FeOпш=29,73-1,43⋅СаО+3,27⋅SiO2-10,18⋅MgO+1,36⋅Al2O3-0,58⋅FeO,
где СаО=2,1%; SiO2=6,2%; MgO=0,7%; Al2O3=0,58%; FeO=3,9%.
После того, как обозначилась тенденция к росту нижнего перепада, снижению теплосъема на холодильниках горна, появлению «коксового мусора» при выпуске шлака, что свидетельствовало о «замусоренности» горна, начали загружать промывочные подачи, состоящие из железорудной и коксовой порций.
После окончания процесса промывки работа печи стабилизировалась, производительность выросла с 12700 т чугуна/сутки до 13100 т чугуна/сутки, расход кокса уменьшился с 404 кг/т чугуна до 401 кг/т чугуна.
Claims (9)
1. Способ промывки доменной печи, включающий загрузку подач шихты, состоящих из коксовой и железорудной частей, периодическую загрузку промывочных подач, выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что в качестве промывочных подач используют железорудные материалы основностью 0,25-0,5, расход которых определяют исходя из получения первичного шлакового расплава с содержанием FeO в диапазоне 35-55%, рассчитываемым по зависимости
FeOпш=29,73-1,43⋅СаО+3,27⋅SiO2-10,18⋅MgO+1,36⋅Al2O3-0,58⋅FeO,
где FeOпш - содержание оксида железа в первичном шлаковом расплаве, %;
СаО - содержание СаО в промывочной подаче, %;
SiO2 - содержание SiO2 в промывочной подаче, %;
MgO - содержание MgO в промывочной подаче, %;
Al2O3 - содержание Al2O3 в промывочной подаче, %;
FeO - содержание FeO в промывочной подаче, %.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве железорудных материалов используют агломерат, окатыши и кусковую руду или смесь агломерата и окатышей или смесь окатышей и кусковой руды или смесь агломерата и кусковой руды или смесь агломерата, окатышей и кусковой руды.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017139371A RU2673899C1 (ru) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | Способ промывки доменной печи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017139371A RU2673899C1 (ru) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | Способ промывки доменной печи |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2673899C1 true RU2673899C1 (ru) | 2018-12-03 |
Family
ID=64603758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017139371A RU2673899C1 (ru) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | Способ промывки доменной печи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2673899C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786283C1 (ru) * | 2022-03-01 | 2022-12-19 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ загрузки промывочных и рабочих подач в доменную печь |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2119958C1 (ru) * | 1997-07-29 | 1998-10-10 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Способ промывки горна доменной печи |
| RU2248400C1 (ru) * | 2004-02-16 | 2005-03-20 | Шатохин Игорь Михайлович | Способ промывки доменной печи |
| RU2343199C1 (ru) * | 2007-04-02 | 2009-01-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Способ промывки горна доменной печи |
| UA90430U (ru) * | 2013-12-26 | 2014-05-26 | Кирилл Миколайович Солошенко | Способ промывки горна доменной печи |
| RU2547390C1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-04-10 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ промывки доменной печи |
-
2017
- 2017-11-13 RU RU2017139371A patent/RU2673899C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2119958C1 (ru) * | 1997-07-29 | 1998-10-10 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Способ промывки горна доменной печи |
| RU2248400C1 (ru) * | 2004-02-16 | 2005-03-20 | Шатохин Игорь Михайлович | Способ промывки доменной печи |
| RU2343199C1 (ru) * | 2007-04-02 | 2009-01-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Способ промывки горна доменной печи |
| UA90430U (ru) * | 2013-12-26 | 2014-05-26 | Кирилл Миколайович Солошенко | Способ промывки горна доменной печи |
| RU2547390C1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-04-10 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ промывки доменной печи |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786283C1 (ru) * | 2022-03-01 | 2022-12-19 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ загрузки промывочных и рабочих подач в доменную печь |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Doronin et al. | Commercial methods of recycling dust from steelmaking | |
| JP5071770B2 (ja) | 亜鉛残留物から非鉄金属を回収するための方法及び装置 | |
| CN105296694B (zh) | 一种含碳铁锌等团块用于高炉贮铁式主沟还原成铁水、锌等工艺方法 | |
| Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
| KR20130109741A (ko) | 전기로 제강분진의 처리방법 | |
| CN101341265A (zh) | 锌浸出残渣中有价金属的分离 | |
| US8287837B2 (en) | Titanium-containing additive | |
| CN111455187B (zh) | 一种除尘灰循环利用的方法 | |
| KR20130010029A (ko) | 선철 제조 방법 | |
| RU2673899C1 (ru) | Способ промывки доменной печи | |
| JP2009041052A (ja) | スラグフューミング炉による含銅ドロスの製錬方法 | |
| JP5742360B2 (ja) | 鉄鋼ダスト還元焙焼用ロータリーキルンの操業方法 | |
| KR101686768B1 (ko) | 동 슬래그로부터 주철용 선철을 제조하는 방법 | |
| Sviridova et al. | Determination of the Basic Parameters of the Recovery Process for Extracting Iron from Iron and Steel Slag | |
| RU2532538C1 (ru) | Смесь для выплавки стали в электродуговой печи с получением сырьевого материала для цинковой промышленности | |
| Smirnov et al. | Oxygen-converter processing of vanadium-bearing hot metal | |
| RU2014101020A (ru) | Способ получения низкофосфористого ванадиевого шлака и стали | |
| RU2547390C1 (ru) | Способ промывки доменной печи | |
| RU2352645C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи | |
| RU2356952C2 (ru) | Брикет для выплавки чугуна | |
| RU2716554C1 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
| RU2618030C1 (ru) | Способ управления процессом жидкофазного восстановления Ромелт для переработки железосодержащих материалов высокой степени окисленности | |
| RU2632743C1 (ru) | Способ выплавки стали в электродуговой печи | |
| JP4767611B2 (ja) | 酸化鉄の還元方法 | |
| RU2699468C1 (ru) | Способ производства стали |