RU2780654C1 - Method for operation of the blast furnace - Google Patents
Method for operation of the blast furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780654C1 RU2780654C1 RU2021131015A RU2021131015A RU2780654C1 RU 2780654 C1 RU2780654 C1 RU 2780654C1 RU 2021131015 A RU2021131015 A RU 2021131015A RU 2021131015 A RU2021131015 A RU 2021131015A RU 2780654 C1 RU2780654 C1 RU 2780654C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron ore
- pulverized
- iron
- slag
- coal
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 421
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 207
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 90
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 90
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 229910000499 pig iron Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 12
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 82
- 235000005770 birds nest Nutrition 0.000 description 50
- 235000005765 wild carrot Nutrition 0.000 description 50
- 240000002860 Daucus carota Species 0.000 description 49
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 36
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 27
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 23
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 23
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 23
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 241001088417 Ammodytes americanus Species 0.000 description 10
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 210000002832 Shoulder Anatomy 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002456 HOTAIR Polymers 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 2
- 239000002801 charged material Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000011068 load Methods 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000012256 powdered iron Substances 0.000 description 2
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 241000282898 Sus scrofa Species 0.000 description 1
- 210000001138 Tears Anatomy 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000002989 correction material Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated Effects 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
[0001] Настоящее изобретение относится к способу работы доменной печи.[0001] The present invention relates to a method for operating a blast furnace.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] Обычно в доменной печи расплавленный чугун получают путем: попеременной загрузки слоями кокса и железорудного сырья (железной руды, спеченной железной руды, окатышей и т.п.) с верхней части печи; и введения пылевидного угля вместе с горячим воздухом (воздухом, кислородом) из фурмы для восстановления и плавления железорудного сырья. Для проведения стабильных операций в такой доменной печи, имеющей слой противоточной передачи твердое/газ, важно поддерживать благоприятную газопроницаемость внутри печи, поскольку снижение газопроницаемости препятствует стабильной работе.[0002] Typically, in a blast furnace, molten iron is produced by: alternately loading layers of coke and iron ore (iron ore, sintered iron ore, pellets, etc.) from the top of the furnace; and introducing pulverized coal together with hot air (air, oxygen) from the tuyere to reduce and melt iron ore. In order to carry out stable operations in such a blast furnace having a solid/gas countercurrent transfer layer, it is important to maintain favorable gas permeability inside the furnace, since a decrease in gas permeability prevents stable operation.
[0003] Например, кокс играет роль дистанцирующего элемента, который обеспечивает газопроницаемость внутри печи; таким образом, следует использовать определенное количество кокса. Однако, если использование кокса может быть уменьшено и газопроницаемость внутри печи может снижаться, дорогой кокс можно заменять недорогим пылевидным углем, в результате чего количество используемого кокса (расход кокса) может быть уменьшено.[0003] For example, coke plays the role of a spacer that provides gas permeability within the oven; thus, a certain amount of coke should be used. However, if the use of coke can be reduced and the gas permeability inside the furnace can be reduced, expensive coke can be replaced with inexpensive pulverized coal, whereby the amount of coke used (coke consumption) can be reduced.
В последние годы стало обычным проводить операции в доменной печи, при которых пылевидный уголь вводят из фурмы доменной печи, при этом пылевидный уголь используется в качестве топлива для замены части кокса (восстановителя). В последнее время стали постоянно выполняться операции по введению сильно измельченного угля, при этом используемое количество пылевидного угля составляет до 150 кг/т чугуна и более.In recent years, it has become common to carry out blast furnace operations in which pulverized coal is introduced from the blast furnace lance, the pulverized coal being used as a fuel to replace part of the coke (reducing agent). Recently, operations have been constantly performed to introduce highly crushed coal, while the amount of pulverized coal used is up to 150 kg/t of pig iron or more.
[0004] В настоящем документе пылевидный уголь, подлежащий вдуванию в доменную печь, содержит золу при содержании примерно 10 мас.% (в дальнейшем просто обозначено как "%"), золу, состоящую из 50-60% SiO2, 20-30% Al2O3, а также Fe2O3, CaO и т.п., причем в основном состоящую из кислотных компонентов.[0004] Herein, pulverized coal to be blown into a blast furnace contains ash at a content of about 10 wt.% (hereinafter simply referred to as "%"), ash consisting of 50-60% SiO 2 , 20-30% Al 2 O 3 , as well as Fe 2 O 3 , CaO, etc., and mainly consisting of acidic components.
Таким образом, если расход при введении пылевидного угля растет, то кислотный шлак, полученный из золы в пылевидном угле, увеличивается, тем самым увеличивая вязкость и/или температуру плавления слоя шлака (обычно называемого "шлак птичьего гнезда"), который накапливается в области «птичьего гнезда» внутри зоны циркуляции. Соответственно, увеличивается количество шлака птичьего гнезда (зависание), в результате чего снижается газопроницаемость в нижней части доменной печи (см. фиг.15).Thus, if the flow rate when the pulverized coal is introduced increases, then the acid slag produced from the ash in the pulverized coal increases, thereby increasing the viscosity and/or the melting point of the slag layer (commonly referred to as "bird's nest slag") that accumulates in the " bird's nest" inside the circulation zone. Accordingly, the amount of bird's nest slag (hanging) increases, resulting in a decrease in gas permeability at the bottom of the blast furnace (see FIG. 15).
[0005] Что касается вышеупомянутого снижения газопроницаемости в нижней части доменной печи, патентный документ 1 раскрывает способ, в котором производительность доменной печи увеличивается и расход кокса уменьшается за счет использования железной руды, имеющей содержание связанной воды большее или равное 2,0 мас.%, в качестве сырья для способа доменной плавки. В частности, способ в соответствии с патентным документом 1 включает в себя: восстановление железной руды, имеющей содержание связанной воды большее или равное 2,0 мас.%, чтобы иметь процент восстановления больший или равный 30%, с последующей загрузкой и/или введением железной руды в доменную печь в качестве сырья для способа доменной плавки. Восстановление железной руды проводят в восстановительной атмосфере, содержащей CO и/или H2, при высокой температуре, большей или равной 400°C.[0005] Regarding the aforementioned decrease in gas permeability at the bottom of a blast furnace,
[0006] Кроме того, патентный документ 2 раскрывает способ, относящийся к способу работы доменной печи, способ, в частности, касающийся замедления роста Si в расплавленном чугуне, который произвели. В частности, способ, описанный в патентном документе 2, включает в себя: одновременное введение пылевидной руды и пылевидного угля из каждой фурмы, обеспечивая расход пылевидной руды и пылевидного угля эквивалентным расходу руды и кокса, загруженным из верхней части доменной печи. В способе, патентного документа 2, считается, что за счет введения пылевидной руды в дополнение к пылевидному углю замедляется рост Si, и, кроме того, за счет того, что расход пылевидной руды и пылевидного угля при введении эквивалентен расходу руды и кокса, загруженных из верхней части доменной печи, распределение загруженного материала в печи не изменяется, тем самым облегчая управление распределением загруженного материала. Более того, сообщается, что из-за введения путем разделения в отдельные фурмы, количество, вводимое из каждой фурмы, невелико, при этом может быть достигнут эффект, приводящий к тому, что проблемы с оборудованием вряд ли возникнут.[0006] In addition,
ДОКУМЕНТЫ УРОВНЯ ТЕХНИКИPRIOR ART DOCUMENTS
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫPATENT DOCUMENTS
[0007] Патентный документ 1: Не прошедшая экспертизу японская патентная заявка, заявка №H09-165607[0007] Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Application Application No. H09-165607
Патентный документ 2: Не прошедшая экспертизу японская патентная заявка, заявка № H04-002708Patent Document 2: Japanese Unexamined Patent Application Application No. H04-002708
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМPROBLEMS SOLVED BY THE INVENTION
[0008] В способе согласно патентному документу 1 расход при введении не дегидратированной железной руды достигает 100 кг/т чугуна, при этом имеет место существенная потеря температуры; таким образом, количество накапливающегося шлака птичьего гнезда (зависание) не может уменьшиться. [0008] In the method according to
К тому же, что касается способа раскрытого в патентном документе 2, расход при введении пылевидного угля составляет уже от 0 до 40 кг/т чугуна, в результате чего количество шлака птичьего гнезда (зависание) не может уменьшиться. Более того, характерные особенности руды не раскрыты в патентном документе 2; таким образом, во время введения существует вероятность того, что температура расплавленного чугуна в доменной печи будет снижаться из-за недостаточного восстановления руды, в результате чего потребуется дополнительное увеличение расхода кокса. К тому же, способ цитируемой публикации 2 представляет собой способ, относящийся к уменьшению Si в расплавленном чугуне; таким образом, в отличие от настоящего изобретения, в патентном документе 2 нет цели улучшения газопроницаемости в нижней части доменной печи.In addition, with regard to the method disclosed in
[0009] Настоящее изобретение было создано исходя из вышеуказанных проблем, и цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ работы доменной печи, который позволяет улучшить газопроницаемость в нижней части доменной печи путем введения пылевидной железной руды из фурмы.[0009] The present invention has been made based on the above problems, and an object of the present invention is to provide a blast furnace operation method that can improve the gas permeability at the bottom of the blast furnace by introducing pulverized iron ore from a tuyere.
СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМTROUBLESHOOTING TOOLS
[0010] Для решения вышеупомянутых проблем способ работы доменной печи настоящего изобретения включает в себя следующие технические мероприятия.[0010] In order to solve the above problems, the operation method of the blast furnace of the present invention includes the following technical steps.
В частности, способ работы доменной печи по настоящему изобретению включает в себя: пульверизацию угля для получения пылевидного угля и пульверизацию железной руды для получения пылевидной железной руды; и введение пылевидного угля и пылевидной железной руды из фурмы, отличающийся тем, что потери при прокаливании железной руды больше или равны 9 мас.% и меньше или равны 12 мас.%, расход при введении пылевидного угля больше или равен 150 кг/т чугуна, а расход при введении пылевидной железной руды больше или равен 2,5 кг/т чугуна и меньше или равен 50,0 кг/т чугуна.Specifically, the operation method of the blast furnace of the present invention includes: pulverizing coal to produce pulverized coal and pulverizing iron ore to produce pulverized iron ore; and introducing pulverized coal and pulverized iron ore from the lance, characterized in that the iron ore ignition loss is greater than or equal to 9 wt% and less than or equal to 12 wt%, the pulverized coal injection rate is greater than or equal to 150 kg/t iron, and the consumption when introducing pulverized iron ore is greater than or equal to 2.5 kg/t iron and less than or equal to 50.0 kg/t iron.
[0011] Следует отметить, что железную руду и уголь пульверизируют предпочтительно совместно.[0011] It should be noted that iron ore and coal are preferably pulverized together.
ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯEFFECTS OF THE INVENTION
[0012] В соответствии со способом работы доменной печи по настоящему изобретения обеспечивается возможность улучшения газопроницаемости в нижней части доменной печи путем введения пылевидной железной руды из фурмы.[0012] According to the method of operating the blast furnace of the present invention, it is possible to improve the gas permeability in the bottom of the blast furnace by introducing pulverized iron ore from the tuyere.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0013] Фиг.1 представляет собой чертеж, схематически иллюстрирующий обработку, проводимую фурмой в способе работы доменной печи по настоящему изобретению.[0013] FIG. 1 is a drawing schematically illustrating the processing carried out by a lance in the method of operating a blast furnace according to the present invention.
Фиг.2 представляет собой график, показывающий, каким образом вязкостные характеристики шлака, содержащего 15% Al2O3 и 5% MgO и имеющего основность 1,2, изменяются в соответствии с процентным содержанием FeO.2 is a graph showing how the viscosity of a slag containing 15% Al 2 O 3 and 5% MgO and having a basicity of 1.2 changes according to the percentage of FeO.
Фиг.3 представляет собой график, показывающий, каким образом изменяются вязкостные характеристики шлака, содержащего 40 мол.% SiO2, в соответствии с концентрацией Fe2O3 мол.%.3 is a graph showing how the viscosity of a slag containing 40 mol% SiO 2 changes according to the concentration of Fe 2 O 3 mol%.
Фиг.4 представляет собой график, показывающий зависимость между потерями при прокаливании угля, используемого для пылевидного угля, и индексом Хардгроува (Hardgrove).4 is a graph showing the relationship between loss on ignition of coal used for pulverized coal and the Hardgrove index.
Фиг.5 представляет собой график, показывающий зависимость между удельной площадью поверхности и потерями при прокаливании угля, используемого для пылевидного угля.Fig. 5 is a graph showing the relationship between specific surface area and loss on ignition of coal used for pulverized coal.
Фиг.6 представляет собой график, показывающий зависимость между расходом при введении пылевидной железной руды и величиной изменения потери давления в доменной печи.Fig. 6 is a graph showing the relationship between the flow rate when pulverized iron ore is introduced and the amount of pressure loss change in the blast furnace.
Фиг.7 представляет собой график, показывающий результат использования реальной доменной печи для исследования зависимости между расхода при введении пылевидной железной руды и величиной изменения потери давления в доменной печи.Fig. 7 is a graph showing the result of using a real blast furnace to investigate the relationship between the flow rate when pulverized iron ore is introduced and the amount of pressure loss change in the blast furnace.
Фиг.8 представляет собой структурную схему, показывающую процедуру способа работы по настоящему изобретению.Fig. 8 is a block diagram showing the operation method of the present invention.
Фиг.9 представляет собой структурную схему, показывающую процедуру расчета величины изменения потери давления в доменной печи.Fig. 9 is a block diagram showing a procedure for calculating the amount of pressure loss change in a blast furnace.
Фиг.10A-10H представляют собой графики, показывающие каждое значение физической характеристики, полученное на этапе расчета величины изменения потерь давления в доменной печи.10A to 10H are graphs showing each physical property value obtained in the step of calculating the amount of pressure loss change in the blast furnace.
Фиг.11 представляет собой чертеж, показывающий измеритель вращательного момента, используемый в измерении вязкости шлака.11 is a drawing showing a torque meter used in measuring slag viscosity.
Фиг.12 представляет собой график, показывающий температурную зависимость вязкости в шлаке с основностью 0,6.12 is a graph showing the temperature dependence of viscosity in a slag with a basicity of 0.6.
Фиг.13 представляет собой график, показывающий температурную зависимость вязкости в шлаке с основностью 1,0.13 is a graph showing the temperature dependence of viscosity in a slag with a basicity of 1.0.
Фиг.14 представляет собой график, показывающий зависимость между основностью и вязкостью шлака в случае, когда расход флюса составляет 20 кг/т чугуна.Fig. 14 is a graph showing the relationship between slag basicity and viscosity in the case where the flux consumption is 20 kg/t iron.
Фиг.15 представляет собой чертеж, схематически иллюстрирующий обработку, проводимую фурмой при обычном способе работы доменной печи.Fig. 15 is a drawing schematically illustrating the processing carried out by a tuyere in a conventional blast furnace operation.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDESCRIPTION OF EMBODIMENTS
[0014] В дальнейшем в этом документе подробно описаны на основе чертежей варианты осуществления способа работы доменной печи 1 в соответствии с настоящим изобретением.[0014] Hereinafter, embodiments of the method for operating the
Как показано на рис. 1, способ работы доменной печи 1 включает в себя: пульверизацию угля для получения пылевидного угля и пульверизацию железной руды для получения пылевидной железной руды; и введение пылевидного угля и пылевидной железной руды из фурмы 2, характеризующийся тем, что потери при прокаливании железной руды больше или равны 9 мас.% и меньше или равны 12 мас.%, расход при введении пылевидного угля больше или равен 150 кг/т чугуна, а расход при введении пылевидной железной руды больше или равен 2,5 кг/т чугуна и меньше или равен 50,0 кг/т чугуна ("кг/т чугуна", как указано выше, означает массу (кг) на тонну расплавленного чугуна; то же самое применяется далее).As shown in fig. 1, the operation method of the
[0015] В частности, в отношении доменной печи 1, для которой осуществляют способ работы по настоящему изобретению, кокс и железорудное сырье (железная руда, спеченная железная руда, окатыши и т.п.) попеременно загружают слоями с верхней части печи, пылевидный уголь вводят вместе с горячим воздухом (воздухом, кислородом) из фурмы 2, и расплавленный чугун получают восстановлением и плавлением железорудного сырья. Для проведения стабильных операций с использованием доменной печи 1, имеющей слой противоточного переноса твердое/газ, важно благоприятно поддерживать газопроницаемость внутри печи, поскольку снижение газопроницаемости препятствует стабильным операциям. Кокс играет роль дистанцирующего элемента, которая обеспечивает газопроницаемость внутри печи; однако, если газопроницаемость внутри печи может быть обеспечена благоприятной, дорогой кокс может быть заменен недорогим пылевидным углем, в результате чего количество используемого кокса (расход кокса) может быть уменьшено.[0015] In particular, with respect to the
[0016] В способе работы по настоящему изобретению, как описано выше, пылевидный уголь, являющийся углем, который размололи, и пылевидная железная руда, являющаяся железной рудой, которую размололи, вводят из фурмы 2.[0016] In the operation method of the present invention as described above, pulverized coal being coal that has been ground and pulverized iron ore being iron ore that has been ground are introduced from the
Например, пылевидный уголь имеет максимальный размер частиц менее или равный 1000 мкм и средний размер частиц 50 мкм, и его вводят в доменную печь 1 с расходом, большим или равным 150 кг/т чугуна. Другими словами, способ работы по настоящему изобретению направлен на операции с высоким расходом пылевидного угля и представляет собой метод, целью которого является улучшение газопроницаемости внутри печи при операциях с высокой расходом пылевидного угля и снижение расхода кокса в операциях доменной печи 1 (масса (кг) кокса, необходимая для производства 1 тонны расплавленного железа).For example, pulverized coal has a maximum particle size of less than or equal to 1000 μm and an average particle size of 50 μm, and is introduced into the
[0017] Кроме того, пылевидный уголь содержит золу с содержанием примерно 10 мас.% (далее просто обозначается как "%"), причем зола состоит из 50-60% SiO2, 20-30% Al2O3, а также Fe2O3, CaO и т.п., в основном состоит из кислых компонентов.[0017] In addition, pulverized coal contains ash with a content of about 10 wt.% (hereinafter simply referred to as "%"), and the ash consists of 50-60% SiO 2 , 20-30% Al 2 O 3 and also Fe 2 O 3 , CaO, etc., mainly consists of acid components.
Таким образом, когда расход при введении пылевидного угля становится высоким, кислотный шлак, полученный из пылевидного угля, увеличивается, тем самым повышая вязкость и/или температуру плавления слоя шлака (обычно называемого "шлак 4 птичьего гнезда "), который накапливается во внутренней части зоны циркуляции (являющейся областью 3 птичьего гнезда), как показано на фиг.1, в результате чего газопроницаемость снижается (увеличивается потеря давления). В результате снижается газопроницаемость в нижней части доменной печи 1.Thus, when the pulverized coal injection rate becomes high, the acidic slag produced from the pulverized coal increases, thereby increasing the viscosity and/or the melting point of the slag layer (commonly referred to as "bird's
[0018] К тому же, способ работы по настоящему изобретению включает в себя введение железной руды из фурмы 2 в дополнение к пылевидному углю. О таком введении железной руды уже известно из непрошедшей экспертизу японской патентной заявки, заявка №05-214414 и т.п. Например, как показано на фиг.2 и т.п., сообщается, что при введении железной руды (Fe2O3) из фурмы, например во время достижения области птичьего гнезда, от 10% до 40% приходится на Fe3O4 до FeO, в то время как часть железной руды восстанавливается до металлического железа, и что, когда железную руду и уголь пульверизируют одновременно, уголь и железная руда располагаются близко друг к другу и процент восстановления увеличивается. К тому же, фиг.2 и 3 показывают, что, как правило, вязкость снижается, когда железоксидный(ые) компонент(ы) (FeO, Fe2O3) добавляется/добавляются в кислотный шлак.[0018] In addition, the method of operation of the present invention includes the introduction of iron ore from
[0019] Другими словами, как видно из вышеупомянутой фиг.2 и т.п., когда уголь и железную руду вместе вводят из фурмы, часть железной руды восстанавливается в зоне циркуляции, в результате чего восстановленная и пылевидная железная руда попадает в шлак птичьего гнезда внутри зоны циркуляции. В результате вязкость шлака снижается из-за железооксидного(ых) компонента(ов) восстановленной и пылевидной железной руды, и шлак птичьего гнезда становится склонным к стеканию каплями. Соответственно, считается, что может быть получен эффект, в котором количество шлака, которое накапливается в птичьем гнезде, уменьшается, приводя к уменьшению задержки шлака, в результате чего улучшается газопроницаемость в нижней части печи (уменьшается потеря давления в нижней части печи).[0019] In other words, as can be seen from the above figure 2 and the like, when coal and iron ore are introduced together from the tuyere, a part of the iron ore is reduced in the circulation zone, resulting in the reduced and pulverized iron ore entering the bird's nest slag within the circulation zone. As a result, the viscosity of the slag decreases due to the iron oxide component(s) of the reduced and pulverized iron ore, and the bird's nest slag becomes prone to dripping. Accordingly, it is believed that an effect can be obtained in which the amount of slag that accumulates in the bird's nest is reduced, resulting in a decrease in slag retention, thereby improving gas permeability at the bottom of the furnace (reducing pressure loss at the bottom of the furnace).
[0020] Однако, в случае, в котором оксид железа, содержавшийся в пылевидной железной руде, вступает в реакцию с коксом в печи, это приведет к реакции прямого восстановления (например, FeO+C→Fe+CO). Из-за того, что эта реакция сопровождается значительным поглощением тепла, существует возможность снижения температуры расплавленного железа, что становится причиной охлаждения расплавленного железа. Другими словами, пылевидная железная руда не может быть чрезмерно введена с простым намерением сделать газопроницаемость благоприятной.[0020] However, in a case in which the iron oxide contained in the pulverized iron ore reacts with the coke in the furnace, it will lead to a direct reduction reaction (for example, FeO+C→Fe+CO). Because this reaction is accompanied by significant heat absorption, it is possible to lower the temperature of the molten iron, which causes the molten iron to cool. In other words, pulverized iron ore cannot be over-introduced with the mere intention of making the gas permeability favorable.
Таким образом, в способе работы доменной печи 1 по настоящему изобретению характеристики железной руды и расход при введении регулируют до соответствующих условий, чтобы обеспечить как улучшение газопроницаемости, так и предотвращение охлаждения.Thus, in the operation method of the
[0021] Далее описываются характеристики железной руды, являющейся сырьем для пылевидной железной руды в способе работы по настоящему изобретению, а также расход при введении пылевидной железной руды.[0021] The characteristics of the iron ore as a raw material for the pulverized iron ore in the operation method of the present invention, as well as the consumption when the pulverized iron ore is introduced, will be described next.
Пылевидную железную руду получают путем размалывания железной руды. Железная руда, являющаяся сырьем для пылевидной железной руды, имеет потери при прокаливании, большую или равную 9% мас.% и менее или равную 12% мас.%. Потери при прокаливании (ППП, loss on ignition,) в железной руде является показателем, измеряемым в соответствии с JIS M8850; в случае железной руды ППП указывает главным образом на содержание связанной воды.Pulverized iron ore is obtained by grinding iron ore. Iron ore, which is a raw material for pulverized iron ore, has a loss on ignition greater than or equal to 9 wt.% and less than or equal to 12 wt.%. Loss on ignition (LOI, loss on ignition,) in iron ore is a measure measured in accordance with JIS M8850; in the case of iron ore, the WFP indicates mainly the content of bound water.
[0022] Таким образом, регулирование потерь при прокаливании (ППП) железной руды имеет целью придание характеристики размалывания пылевидной железной руды эквивалентной характеристике измельчения угля для пылевидного угля, тем самым делая железную руду легко измельчаемой (легко тонко измельчаемой), в результате чего размер частиц и железной руды и угля в случае размалывания совпадает. HGI (Hardgrove Index, Индекс измельчаемости Хардгроува) является показателем, выражающим характеристику измельчаемости, показанным в испытании на прочность угля на измельчаемость(JIS M8801). Характеристики измельчения разнообразных видов железной руды определяют в соответствии с процедурой испытания угля на измельчаемость по методу Хардгроува; определение взаимосвязи между характеристикой размалывания и потерями при прокаливании (ППП) приводит к такой зависимости, как соотношение, показанное на фиг.4.[0022] Thus, the control of loss on ignition (LOI) of iron ore aims to make the grinding characteristic of pulverized iron ore equivalent to the grinding characteristic of coal for pulverized coal, thereby making the iron ore easy to grind (easily finely ground), whereby the particle size and iron ore and coal in the case of grinding is the same. HGI (Hardgrove Index, Hardgrove Grindability Index) is an index expressing the grindability characteristic shown in the Grindability Strength Test of Coal (JIS M8801). Grinding characteristics of various types of iron ore are determined in accordance with the procedure for testing coal for grinding according to the Hardgrove method; determining the relationship between grinding performance and loss on ignition (LOI) results in a relationship such as the relationship shown in FIG.
[0023] Как показано на фиг.4, когда потери при прокаливании (ППП) железной руды высоки, HGI железной руды также становится высоким, в результате чего железную руду легче измельчить (легче сделать тонкодисперсной).[0023] As shown in FIG. 4, when the loss on ignition (LOI) of the iron ore is high, the HGI of the iron ore also becomes high, whereby the iron ore is easier to grind (easier to make fine).
В данном документе HGI угля, использованного в качестве пылевидного угля для доменной печи 1, обычно составляет от 40 до 90. HGI угля устанавливают большим или равным 40, потому что, когда HGI падает ниже 40, характеристика измельчения ухудшается, и размер частиц увеличивается, в результате чего может произойти износ оборудования и т.п. К тому же, HGI угля устанавливают меньшим или равным 90, потому что, когда HGI превышает 90, уголь, слишком тонко измельченной, может быть причиной закупорки трубы.In this document, the HGI of the coal used as the pulverized coal for the
[0024] В случае, когда потери при прокаливании больше или равны 9% мас.% и меньше или равны 12% мас.%, HGI железной руды становится 40-90, аналогично HGI угля для пылевидного угля, а размер частиц пылевидной железной руды, когда железную руду измельчили, становится аналогичным размеру частиц пылевидного угля (максимальный размер частиц меньше или равен 1000 мкм, средний размер частиц 50 мкм), что позволяет предотвратить износ оборудования и разрыв транспортных труб.[0024] In the case where the loss on ignition is greater than or equal to 9 wt.% and less than or equal to 12 wt.%, the HGI of iron ore becomes 40-90, similar to the HGI of coal for pulverized coal, and the particle size of pulverized iron ore, when the iron ore is pulverized, it becomes similar to the particle size of pulverized coal (the maximum particle size is less than or equal to 1000 µm, the average particle size is 50 µm), which can prevent equipment wear and transport pipe rupture.
Кроме того, как показано на фиг.5, потери при прокаливании (ППП) железной руды и удельная площадь поверхности (по методу BET (Brunauer-Emmett-Teller, Брунауэра-Эммета-Теллера, БЭТ) положительно коррелируются: когда потери при прокаливании увеличивается, удельная площадь поверхности также увеличивается. Пылевидная железная руда (железная руда), имеющая высокую удельную площадь поверхности, легче реагирует в зоне циркуляции, тем самым также позволяя улучшить процент восстановления пылевидной железной руды.In addition, as shown in FIG. 5, the loss on ignition (LOI) of iron ore and the specific surface area (BET method) are positively correlated: when the loss on ignition increases, the specific surface area also increases.Pulverized iron ore (iron ore) having a high specific surface area reacts more easily in the circulation zone, thereby also allowing the reduction percentage of pulverized iron ore to be improved.
[0025] В связи с вышеизложенным, в то время, когда пылевидная железная руда попадает в шлак 4 птичьего гнезда во внутренней части зоны циркуляции, накопление шлака 4 птичьего гнезда может быть уменьшено за счет снижения вязкости шлака 4 птичьего гнезда. В результате снижается потеря давления в доменной печи 1, в результате чего газопроницаемость в нижней части доменной печи 1 может быть обеспечена благоприятной.[0025] In connection with the above, at the time when the pulverized iron ore enters the bird's
Следует отметить, что в случае, когда потери при прокаливании (ППП) железной руды составляет менее 9 мас.%, пульверизация затруднено из-за использования в качестве сырья железной руды с низким HGI. В результате размер частиц пылевидной железной руды увеличивается, и может иметь место существенный износ оборудования, приводя возможно к сбоям в работе, таким как разрыв транспортных труб, что приведет к прекращению использования. Более того, железная руда, в которой потери при прокаливании (ППП) невелики, имеет низкую удельную площадь поверхности, в результате чего процент восстановления в зоне циркуляции уменьшается во время введения из фурмы 2. Таким образом, происходит повышенное поглощение тепла за счет реакции прямого восстановления с коксом в сердцевине печи во внутренней части зоны циркуляции, что способствует снижению температуры расплавленного железа (уменьшению тепла в печи). В результате потеря давления, наоборот, увеличивается, в результате чего может оказаться невозможным получить эффект за счет введения пылевидной железной руды.It should be noted that in the case where the loss on ignition (LOI) of the iron ore is less than 9% by mass, pulverization is difficult due to the use of low HGI iron ore as the raw material. As a result, the particle size of the pulverized iron ore increases, and significant wear and tear of the equipment may occur, possibly leading to malfunctions such as rupture of transport pipes, leading to termination of use. Moreover, the iron ore, in which the loss on ignition (LOI) is low, has a low specific surface area, whereby the percentage of reduction in the circulation zone decreases during injection from
[0026] Кроме того, что касается случая, в котором потери при прокаливании (ППП) железной руды превышают 12 мас.%, железной руды, имеющей такие потери при прокаливании, не существует; таким образом, исключается случай, когда ППП превышают 12 мас.%.[0026] In addition, with regard to the case in which the loss on ignition (LOI) of iron ore exceeds 12 mass%, iron ore having such a loss on ignition does not exist; thus, the case when the SPP exceeds 12 wt.% is excluded.
Далее описывается расход при введении пылевидной железной руды.The following describes the flow rate when introducing pulverized iron ore.
Используя методику расчета из фиг. 9, описанную ниже, была рассчитана зависимость между расходом при введении пылевидной железной руды и величиной снижения потери давления. Результаты расчета показаны на фиг.6. При увеличении расхода при введении пылевидной железной руды вязкость шлака 4 птичьего гнезда уменьшается, а линейная скорость стекания капель увеличивается, в результате чего уменьшается зависание шлака (уменьшается величина накопления шлака). В результате увеличивается величина снижения потери давления. Однако, когда расход при введении пылевидной железной руды становится больше или равен 20 кг/т чугуна, количество шлака в области птичьего гнезда увеличивается, в результате чего уменьшается величина снижения потери давления из-за влияния снижения температуры шлака. Следует отметить, что когда расход при введении пылевидной железной руды увеличивается до более чем 50 кг/т чугуна, потеря давления превысит условие, в котором расход при введении пылевидной железной руды составляет 0 кг/т чугуна (базовая), в результате чего эффект будет потерян.Using the calculation method from Fig. 9 described below, the relationship between the flow rate when pulverized iron ore was introduced and the pressure loss reduction amount was calculated. The calculation results are shown in Fig.6. With an increase in consumption with the introduction of pulverized iron ore, the viscosity of the bird's
[0027] Следует отметить, что результаты на фиг.6, описанные выше, были рассчитаны в соответствии с методикой расчета, раскрытой на фиг.9, но, когда испытания проводят с использованием реальной доменной печи, получаются результаты, подобные показанным на фиг.7.[0027] It should be noted that the results in Fig. 6 described above were calculated in accordance with the calculation methodology disclosed in Fig. 9, but when tests are carried out using an actual blast furnace, results similar to those shown in Fig. 7 are obtained. .
Как показано на фиг.7, когда операции проводили в соответствии с методикой, описанной на фиг.8, при использовании реальной доменной печи потеря давления не уменьшилась, когда расход при введении пылевидной железной руды составлял 1,3 кг/т чугуна, в то время как потеря давления уменьшилась до той, которая показана на фиг.6, когда расход при введении составлял 2,5 кг/т чугуна. Считается, что это произошло из-за расхода при введении, являющегося низким, когда введение проводили при 1,3 кг/т чугуна, при том пылевидная железная руда не могла быть распределена в равном количестве по фурмам 2, число которых составляло 25 в окружном направлении, что приводило к нарушению окружного баланса и, таким образом, препятствовало получению эффекта улучшения газопроницаемости. Соответственно, в способе работы по настоящему изобретению нижний предел расхода при введении пылевидной железной руды, в котором проявляется эффект настоящего изобретения, был установлен большим или равным 2,5 кг/т чугуна.As shown in FIG. 7, when the operations were carried out according to the procedure described in FIG. how the pressure loss was reduced to that shown in FIG. 6 when the injection rate was 2.5 kg/t iron. This is believed to be due to the injection rate being low when the injection was carried out at 1.3 kg/t iron, and the pulverized iron ore could not be distributed equally among the
[0028] Кроме того, в случае, когда расход при введении пылевидной железной руды превышает 50 кг/т чугуна, физическая теплота введения (величина поглощения тепла) увеличивается, в результате чего температура (T) шлака птичьего гнезда снижается. Кроме того, количество (W) втекающего шлака также увеличивается, в результате чего потеря давления увеличивается сверх базового перед введением.[0028] In addition, in the case where the injection rate of pulverized iron ore exceeds 50 kg/t iron, the sensible heat of injection (heat absorption amount) increases, whereby the temperature (T) of the bird's nest slag is lowered. In addition, the amount (W) of the inflowing slag is also increased, whereby the pressure loss is increased above the base before injection.
Следует отметить, что пылевидная железная руда, как описано выше, означает железную руду, подвергнутую обработке пульверизацией (измельчению) с помощью валковой дробилки, шаровой мельницы или т.п., и означает, что железная руда была размолота до равной или менее чем 1000 мкм. Более того, пылевидный уголь означает уголь, подвергнутый обработке пульверизацией (измельчению) одной и той же валковой дробилкой, шаровой мельницей или т.п., и означает, что уголь был размолот до равного или менее чем 1000 мкм.It should be noted that pulverized iron ore as described above means iron ore subjected to pulverization (pulverization) processing with a roller crusher, ball mill or the like, and means that the iron ore has been ground to equal to or less than 1000 µm . Moreover, pulverized coal means coal subjected to pulverization (pulverization) processing by the same roller crusher, ball mill or the like, and means that the coal has been ground to equal to or less than 1000 µm.
ПРИМЕРЫEXAMPLES
[0029] В дальнейшем в этом документе эффекты способа работы доменной печи 1 по настоящему изобретению подробно описаны в виде сравнительных примеров и примеров.[0029] Hereinafter, the effects of the operation method of the
Во-первых, изменения величины снижения потери давления по отношению к расходу при введении пылевидной железной руды были определены в соответствии с методикой расчета, раскрытой на фиг.9. Следует отметить, что "величина снижения потери давления" означает степень, до которой потеря давления уменьшилась по сравнению с той, что была до введения; например, "увеличение величины снижения потери давления" означает уменьшение потери давления и "уменьшение величины снижения потери давления" означает увеличение потери давления. С другой стороны, "величина изменения потери давления" означает степень, до которой потеря давления увеличилась или уменьшилась по сравнению с той, которая была до введения. "Увеличение величины изменения потери давления" означает увеличение потери давления, тогда как "уменьшение величины изменения потери давления" означает, как написано, что потеря давления уменьшилась.First, the change in the amount of reduction in pressure loss with respect to the flow rate with the introduction of pulverized iron ore was determined in accordance with the calculation method disclosed in Fig.9. It should be noted that the "pressure loss reduction amount" means the extent to which the pressure loss has been reduced from that before administration; for example, "increasing the pressure loss reduction amount" means reducing the pressure loss, and "decreasing the pressure loss reduction amount" means increasing the pressure loss. On the other hand, "pressure loss change amount" means the extent to which the pressure loss has increased or decreased from that before administration. "Increase in pressure loss change amount" means an increase in pressure loss, while "decrease in pressure loss change amount" means, as written, that the pressure loss has decreased.
[0030] Кроме того, далее в этом документе результаты способа работы по настоящему изобретению описаны с использованием символов, определенных, как показано в таблице 1.[0030] In addition, hereinafter, the results of the method of operation of the present invention are described using the symbols defined as shown in Table 1.
[0031] Таблица 1[0031] Table 1
[0032] Во-первых, будет описан верхний предел расхода при введении (верхний предел введения) пылевидной железной руды из фурмы 2. Во-первых, рассчитывают изменения степени измельчения и процента плавления в зоне циркуляции, а также температуры на границе зоны циркуляции (температура шлака 4 птичьего гнезда) в зависимости от расхода при введении пылевидной железной руды. Этот способ расчета был выполнен на основе математической модели, раскрытой в "Iron and Steel, Xiao et al., Vol. 78, 1992, page 1,230.". Результаты расчета показаны на фиг.10А, а коэффициенты для расчета показаны в таблице 2.[0032] First, the upper injection rate limit (upper injection limit) of pulverized iron ore from
[0033] Таблица 2[0033] Table 2
[0034] В это время, исходя из предпосылки, что только расплавленная железная руда способствует снижению вязкости шлака 4 птичьего гнезда, соотношение между расплавленной железной рудой (флюсом) и нерасплавленной железной рудой определяли по расходу при введении и проценту расплавления пылевидной железной руды. Определенное таким образом соотношение между расплавленной железной рудой и нерасплавленной железной рудой показано на фиг. 10B.[0034] At this time, based on the premise that only molten iron ore contributes to lowering the viscosity of the bird's
Кроме того, исходя из предпосылки, что все количество введенной пылевидной железной руды должно быть добавлено к выходу шлака от шлака 4 птичьего гнезда, была определена зависимость между расходом при введении пылевидной железной руды и количеством шлака 4 птичьего гнезда (w). Определенная таким образом зависимость показана на фиг.10С. Следует отметить, что в отношении компонентов шлака 4 птичьего гнезда, на основании исследования образцов, было рассчитано, что отношение компонентов шлака заплечиков к компонентам шлака в пылевидном угле пыли составило 0,18:1,00. Более того, в отношении компонентов и количества шлака 4 птичьего гнезда в состоянии, в котором расход при введении составлял 0, расчеты проводили на основе предположения, что основность (C/S) была постоянной на уровне 0,75, а количество шлака птичьего гнезда составляло 64 кг/т чугуна. Следует отметить, что основность (C/S) представляет собой отношение CaO (мас.%) к SiO2 (мас.%), содержащихся в шлаке.In addition, based on the premise that the entire amount of the introduced pulverized iron ore must be added to the slag output of the bird's
[0035] Более того, исходя из предпосылки, что введенная пылевидная железная руда непосредственно восстанавливается всем количеством кокса, величина поглощения тепла (часть поглощенного тепла) реакции восстановления вычитали из температуры границы зоны циркуляции (температура птичьего гнезда 3), и определяли зависимость между расходом при введении пылевидной железной руды и температурой шлака 4 птичьего гнезда. Определенная таким образом зависимость показана на фиг.10D.[0035] Moreover, based on the premise that the introduced pulverized iron ore is directly reduced by the entire amount of coke, the heat absorption amount (part of the absorbed heat) of the reduction reaction was subtracted from the boundary temperature of the circulation zone (bird's nest temperature 3), and the dependence between the flow rate at the introduction of pulverized iron ore and the temperature of the
Далее определяли вязкость (µ) шлака 4 птичьего гнезда. Температурная зависимость вязкости шлака 4 птичьего гнезда при каждом расходе шлака определяли путем экспериментов.Next, the viscosity (µ) of the 4 bird's nest slag was determined. The temperature dependence of the viscosity of the
[0036] Используя изменение температуры 3 птичьего гнезда (температура 4 шлака птичьего гнезда) на фиг.10D, вязкость (µ) шлака 4 птичьего гнезда была определена из экспериментальных значений (подробно описано ниже). Следует отметить, что значение, при котором расход при введении пылевидной железной руды составлял 0, рассчитали с использованием формулы оценки вязкости, описанной в "Iron and Steel, Sugiyama et al., Vol. 73, 1987, page 2,044".[0036] Using the temperature variation of the bird's nest 3 (bird's nest slag temperature 4) in FIG. 10D, the viscosity (µ) of the bird's
Зависимость между расходом при введении пылевидной железной руды и вязкостью (µ) шлака 4 птичьего гнезда, определенная описанной выше процедурой, показана на фиг.10Е.The relationship between the injection rate of pulverized iron ore and the viscosity (µ) of the bird's
[0037] Более того, в отношении линейной скорости стекания каплями шлака (µ) на основе реляционного выражения, описанного в "Materials and Processes, Kato et al., Vol. 28, 2015, S25", была определена зависимость между расходом при введении пылевидной железной руды и линейной скоростью стекания каплями. Определенная таким образом зависимость показана на фиг.10F.[0037] Moreover, with respect to the linear flow rate of slag droplets (µ), based on the relational expression described in "Materials and Processes, Kato et al., Vol. 28, 2015, S25", the relationship between the flow rate when introducing dust iron ore and linear drip rate. The relationship thus determined is shown in FIG. 10F.
Кроме того, что касается задержки (h), на основе реляционного выражения, описанного в "Materials and Processes, Kato et al., Vol. 28, 2015, S25", была определена зависимость между расходом при введении пылевидной железной руды и задержкой (h). Определенная таким образом зависимость показана на фиг.10G.In addition, with regard to the delay (h), based on the relational expression described in "Materials and Processes, Kato et al., Vol. 28, 2015, S25", the relationship between the flow rate when introducing pulverized iron ore and the delay (h ). The relationship thus determined is shown in FIG. 10G.
[0038] В это время, исходя из предпосылки, что площадь поперечного сечения уплотненного слоя составляет 6,67 м2 (постоянная), значения на фиг.10C использовали для количества шлака (W).[0038] At this time, assuming that the cross-sectional area of the compacted layer is 6.67 m 2 (constant), the values in FIG. 10C were used for the amount of slag (W).
Наконец, была определена зависимость между расходом при введении пылевидной железной руды и величиной снижения потери давления (величиной изменения потери давления). Потеря давления была рассчитана на основе расчетной формулы, описанной в "Iron and Steel, Fukutake et al., Vol. 66, 1980, page 1,974". Следует отметить, что коэффициенты расчета являются такими, как показаны в таблице 3. Определенная таким образом зависимость между расходом при введении пылевидной железной руды и величиной изменения потери давления показана на фиг.10H.Finally, the relationship between the flow rate when pulverized iron ore was introduced and the pressure loss reduction amount (pressure loss change amount) was determined. The pressure loss was calculated based on the calculation formula described in "Iron and Steel, Fukutake et al., Vol. 66, 1980, page 1,974". It should be noted that the calculation coefficients are as shown in Table 3. The thus determined relationship between the flow rate of the introduction of pulverized iron ore and the amount of pressure loss change is shown in FIG. 10H.
[0039] Таблица 3[0039] Table 3
[0040] Следует отметить, что "объем газа в заплечиках" в таблице 3 представляет собой расчетное значение общего объема газа, образующегося перед фурмой из-за, например, сгорания кокса перед фурмой из-за дутья: воздуха, выдуваемого из фурмы, кислорода для обогащения дутья кислородом, содержания влажности в дутье и т.п.; и сжигания дополнительного топлива, такого как пылевидный уголь, и указано в Нм3/мин. Способ расчета этого объема газа в заплечиках, например, описан в "Iron and Steel, Vol. 48 (1962), No. 12, page 1,606".[0040] It should be noted that the "volume of gas in the shoulders" in Table 3 is a calculated value of the total volume of gas formed before the lance due to, for example, combustion of coke in front of the tuyere due to blast: air blown from the lance, oxygen for enrichment of the blast with oxygen, moisture content in the blast, etc.; and combustion of additional fuel such as pulverized coal and is indicated in Nm 3 /min. A method for calculating this volume of gas in the shoulders, for example, is described in "Iron and Steel, Vol. 48 (1962), No. 12, page 1,606".
[0041] Как показано на фиг.10H, когда увеличивают введение пылевидной железной руды, вязкость шлака 4 птичьего гнезда уменьшается, а величина снижения потери давления увеличивается (потеря давления уменьшается). Однако, если расход при введении пылевидной железной руды устанавливают большим или равным 20 кг/т чугуна из-за эффекта уменьшения количества шлака в области птичьего гнезда и снижения температуры шлака 4 птичьего гнезда, величина снижения потери давления уменьшается (потеря давления увеличивается). Если расход при введении пылевидной железной руды увеличивают до более чем 50 кг/т чугуна, то потеря давления увеличивается при избытке этого, когда расход при введении пылевидной железной руды составляет 0 кг/т чугуна, в результате чего эффект введения пылевидной железной руды теряется.[0041] As shown in FIG. 10H, when the introduction of pulverized iron ore is increased, the viscosity of the bird's
[0042] Кстати, для того, чтобы вывести вязкость шлака 4 птичьего гнезда из температуры 3 птичьего гнезда, описанной выше, предпочтительно провести предварительный эксперимент, чтобы уяснить, как расход смеси расплавленной железной руды (флюса), температура шлака и/или т.п. влияют на вязкость шлака.[0042] Incidentally, in order to derive the viscosity of the bird's
В отношении предварительного эксперимента, описанного выше, в качестве предварительной подготовки готовят измеритель 5 вращательного момента, такой, как показано на фиг.11, и керамическую пасту антиокисления наносят на тигель 7 из чистого железа и ротор 6 из чистого железа измерителя 5 вращательного момента. Кроме того, ротор 6 из чистого железа измерителя 5 вращательного момента регулируют с использованием корректирующей жидкости JS1000, при этом определяют зависимость между скоростью вращения и крутящим моментом. Когда проводят такую коррекцию, получают первичное уравнение регрессии, в котором получают y=ax+b, позволяющее определить коэффициент ротора (K0). Следует отметить, что определение может быть проведено следующим образом:With respect to the preliminary experiment described above, as a preliminary preparation, a
коэффициент ротора: K0=[стандартная вязкость (мПа·с)]/[коэффициент регрессии b].rotor factor: K0=[standard viscosity (mPa s)]/[regression factor b].
[0043] Когда коэффициент вращения получают таким образом, реагент (шлакосодержащий флюс), смешанный в заданной рецептуре (рецептура показана в следующей таблице 4), загружают в тигель 7 из чистого железа. Содержащий реагент тигель 7 из чистого железа затем нагревают до заданной температуры с использованием электропечи для расплавления реагента. Температура нагрева составляет 1300°C, 1350°C, 1400°C, 1450°C и 1500°C. Ротор (ротор 6 из чистого железа), прикрепленный к измерителю 5 вращательного момента, вставляют в центр расплавленного шлака, и начинается вращение ротора. Когда изменение определяемого вращательного момента становится 0,1%/мин, считается, что вязкость стабилизировалась, измерение продолжают в течение 1 минуты после стабилизации вязкости, и значения, полученные в течение 1-минутного интервала, считаются значениями измерения крутящего момента. После измерения вращение прекращают и эксперимент завершают. Следует отметить, что случаи, в которых вязкость не стабилизировалась, были исключены из данных.[0043] When the rotation ratio is obtained in this way, the reactant (slag-containing flux) mixed in a predetermined formulation (the formulation is shown in the following Table 4) is loaded into the
[0044] Значения измерения за 1 минуту, в котором стабилизировался вращательный момент, как описано выше, принимают в качестве значений измерения вращательного момента (вращательный момент (%)). Полученный вращательный момент (%) подставляют в следующее уравнение:[0044] The measurement values for 1 minute in which the torque stabilized as described above are taken as the measurement values of the torque (torque (%)). The resulting torque (%) is substituted into the following equation:
вязкость ƞ (мПа·с)=вращательный момент (%)xK0÷скорость вращения (об/мин), и viscosity ƞ (mPa s)=torque (%)xK0÷rotation speed (rpm), and
определяют вязкости шлака ƞ (мПа·с), для которых расходы флюса различаются. Определенные таким образом вязкости флюса ƞ (мПа·с) показаны в таблице 4.slag viscosities ƞ (mPa s) are determined, for which flux costs differ. Flux viscosities ƞ (mPa s) determined in this way are shown in Table 4.
[0045] Таблица 4[0045] Table 4
[0046] Таким образом, изменение вязкости шлака 4 птичьего гнезда (µ) по отношению к расходу при введении пылевидной железной руды было определено в случае, в котором основность шлака C/S составляла 0,6, и в случае, в котором основность C/S составляла 1,0 в температурно-зависимом способе. В совокупности полученные результаты температурной зависимости каждой из полученных таким образом вязкостей шлака (µ) показаны на фиг.12 и 13.[0046] Thus, the change in the viscosity of the bird's nest slag 4 (µ) with respect to the flow rate when pulverized iron ore was introduced was determined in the case in which the basicity of the slag C/S was 0.6, and in the case in which the basicity C/ S was 1.0 in a temperature dependent manner. Collectively, the obtained results of the temperature dependence of each of the thus obtained slag viscosities (µ) are shown in FIGS. 12 and 13.
Каждую вязкость определяли из реляционного выражения на фиг.10D, при этом зависимость между основностью и вязкостью шлака определяли как экспоненциальную функцию. В качестве одного примера зависимость между основностью и вязкостью шлака, организованная на основе случая, в котором расход флюса составлял 20 кг/т чугуна, показана на фиг.14. Из реляционного выражения на фиг.14 возможно определить вязкость при основности 0,75.Each viscosity was determined from the relational expression in FIG. 10D, wherein the relationship between basicity and viscosity of the slag was determined as an exponential function. As one example, the relationship between slag basicity and viscosity organized based on the case in which the flux consumption was 20 kg/t iron is shown in FIG. From the relational expression in FIG. 14, it is possible to determine the viscosity at a basicity of 0.75.
[0047] В соответствии с описанной выше методикой расчета вязкости, когда построена зависимость между расходом при введении и вязкостью пылевидной железной руды, получена зависимость, показанная на фиг.10E.[0047] In accordance with the viscosity calculation procedure described above, when the relationship between the injection rate and the viscosity of pulverized iron ore is plotted, the relationship shown in FIG. 10E is obtained.
Согласно зависимости, показанной на фиг.10E, полученной из описанной выше процедуры, или, другими словами, зависимости, показанной на фиг.6, потеря давления уменьшается по сравнению с той, что была до введения (величина снижения потери давления увеличивается или величина изменения потери давления отрицательна), когда расход при введении пылевидной железной руды больше или равен 0 кг/т чугуна и менее или равен 50 кг/т чугуна; таким образом, можно определить верхний предел расхода при введении пылевидной железной руды.According to the relationship shown in FIG. 10E obtained from the above procedure, or in other words, the relationship shown in FIG. pressure is negative) when the consumption during the introduction of pulverized iron ore is greater than or equal to 0 kg/t of pig iron and less than or equal to 50 kg/t of pig iron; thus, it is possible to determine the upper limit of the flow rate when introducing pulverized iron ore.
[0048] Следует отметить, что подробности о вышеописанной методике расчета могут быть сведены в таблицу 5.[0048] It should be noted that the details of the above calculation methodology can be summarized in Table 5.
[0049] Таблица 5[0049] Table 5
Расплавленная железная руда способствует снижению вязкости птичьего гнезда в качестве флюсового материала.
Нерасплавленная железная руда не способствует снижению вязкости шлака (фиг.10Б)In accordance with this model, the recovery percentage, the melt percentage, and the temperature at the boundary of the circulation zone (bird's nest temperature) were calculated (FIG. 10A).
Molten iron ore helps reduce the viscosity of the bird's nest as a flux material.
Unmelted iron ore does not contribute to reducing the viscosity of the slag (Fig. 10B)
Компоненты представляют собой среднюю загрузку шлака птичьего гнезда и расплавленной железной руды (флюса). Следует отметить, что в отношении компонентов шлака птичьего гнезда на основании исследования образцов, было рассчитано, что отношение компонентов шлака в заплечиках к компонентам шлака в пылевидном угле накопилось к 0,17 : 1,00. Исходя из этого, считали, что количество шлака птичьего гнезда составляло 64 кг/т чугуна.
Что касается температуры шлака, температуру, при которой поглощение тепла за счет прямой реакции восстановления с коксом, происходящее в результате введения железной руды, вычитали из температуры границы зоны циркуляции (область птичьего гнезда), определенной с помощью математической модели зоны циркуляции, считали температурой шлака (фиг.10D). Эксперимент был построен по уравнению Аррениуса, и вязкость шлака рассчитывали исходя из температуры, при которой учитывалось поглощение тепла шлака из произвольных компонентов (фиг.10Е).The components of the slag are calculated from the percentage of melt, calculated on the basis of a mathematical model of the circulation zone.
The components are an average load of bird's nest slag and molten iron ore (flux). It should be noted that with regard to the slag components of the bird's nest, based on the examination of the samples, it was calculated that the ratio of the slag components in the shoulders to the slag components in the pulverized coal accumulated to 0.17 : 1.00. Based on this, the amount of bird's nest slag was considered to be 64 kg/t iron.
With regard to the temperature of the slag, the temperature at which the heat absorption due to the direct reduction reaction with coke resulting from the introduction of iron ore was subtracted from the temperature of the boundary of the circulation zone (bird's nest area) determined using the mathematical model of the circulation zone, was considered the temperature of the slag ( Fig.10D). The experiment was built according to the Arrhenius equation, and the viscosity of the slag was calculated based on the temperature at which the heat absorption of the slag from arbitrary components was taken into account (Fig. 10E).
Used in FIG. 10F.
Used in FIG. 10G.
Used in Fig. 10H.
[0050] С другой стороны, нижний предел расхода при введении пылевидной железной руды может быть получен из эксперимента с использованием реальной доменной печи (испытание реального устройства).[0050] On the other hand, the lower limit of the flow rate when introducing pulverized iron ore can be obtained from an experiment using a real blast furnace (real device test).
Доменная печь 1, использованная при реальном испытании устройства, представляла собой реальную печь объемом 2112 м3 с производительностью 1,8 т/м3/сутки. Испытательную операцию проводили в течение периода в пять дней при изменении количества железной руды в пылевидной железной руде, введенной в доменную печь 1, в следующем порядке: 0,0 кг/т чугуна-1,3 кг/т чугуна, 2,5 кг/т чугуна-5,0 кг/т чугуна.The
[0051] Следует отметить, что пылевидная железная руда, вводившаяся в реальную печь, имеет состав, как показан в таблице 6.[0051] It should be noted that the pulverized iron ore introduced into the actual furnace has a composition as shown in Table 6.
[0052] Таблица 6[0052] Table 6
[0053] Следует отметить, что описанная выше пылевидная железная руда была размолота путем проведения обработки, такой как та, которая показана на фиг.8.[0053] It should be noted that the above-described pulverized iron ore was ground by carrying out processing such as that shown in Fig.8.
Результаты испытания реального устройства приведены ниже в таблице7.The test results of the real device are shown in Table 7 below.
[0054] Таблица 7[0054] Table 7
Диапазон в пункте: больше или равный 150 кг/т чугунаPulverized coal consumption (PC rate)
Range per point: greater than or equal to 150 kg/t pig iron
Диапазон в пункте: 9,0-12,0 мас.%RFP
Range per point: 9.0-12.0 wt.%
Диапазон в пункте: 2,5-50,0 кг/т чугунаConsumption when introducing pulverized iron ore
Range per point: 2.5-50.0 kg/t pig iron
RAR=PC+CR "хорошая" была выбрана для показателей, в которых потеря давления была ниже, чем базовая.RAR=PC+CR "good" was chosen for the values in which the pressure loss was lower than the baseline.
ПРИМЕРЫEXAMPLES
нижней части уменьшилось сверх базовойPermeability resistance
the lower part has decreased over the
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫCOMPARATIVE EXAMPLES
[0055] Глядя на таблицу 7, расход пылевидного угля (расход при введении пылевидного угля) и в примерах и сравнительных примерах составляет 208 кг/т чугуна (удовлетворяет условию больший или равный 150 кг/т чугуна), а потери при прокаливании (ППП) угля, являющегося сырьем для пылевидного угля, составляют 11,1 мас.% (удовлетворяет условию 9,0 мас.%-12,0 мас.%). Более того, расход восстановителя (сумма расхода пылевидного угля и расхода кокса) составляет 524 кг/т чугуна как для примеров, так и для сравнительных примеров.[0055] Looking at Table 7, the consumption of pulverized coal (consumption when introducing pulverized coal) and in the examples and comparative examples is 208 kg/t iron (satisfies the condition greater than or equal to 150 kg/t iron), and the loss on ignition (LOI) coal, which is a raw material for pulverized coal, is 11.1 wt.% (satisfies the condition of 9.0 wt.% -12.0 wt.%). Moreover, the consumption of the reducing agent (the sum of the consumption of pulverized coal and the consumption of coke) is 524 kg/t pig iron for both examples and comparative examples.
[0056] Операции проводили при выполнении введения пылевидной железной руды в таких условиях для расхода пылевидного угля, потерях при прокаливании и расходом восстановителя, а определение проводили относительно способа, каким потеря давления изменялась по сравнению с тем, что было до введения. Результаты измерений показаны в таблице 7.[0056] Operations were carried out while performing the introduction of pulverized iron ore under such conditions for the consumption of pulverized coal, loss on ignition, and consumption of the reducing agent, and the determination was carried out with respect to the manner in which the pressure loss changed from that before the introduction. The measurement results are shown in Table 7.
Как показано в таблице 7, в примерах расход при введении пылевидной железной руды составляет 2,5 кг/т чугуна и 5,0 кг/т чугуна, а расход при введении пылевидного угля в сравнительных примерах составлял 0,0 кг/т чугуна и 1,3 кг/т чугуна.As shown in Table 7, in the examples, the consumption rate when introducing pulverized iron ore was 2.5 kg/t iron and 5.0 kg/t iron, and the consumption when introducing pulverized coal in the comparative examples was 0.0 kg/t iron and 1 .3 kg/t pig iron.
[0057] Что касается описанных выше примеров и сравнительных примеров, то в отношении примеров величины изменения потери давления составляли -1,72 кПа и -3,33 кПа; таким образом, может быть понятно, что потери давления были ниже по сравнению с тем, что было до введения, и газопроницаемость была благоприятной. В отличие от этого, что касается сравнительных примеров, величины изменения потери давления составляли 0,00 кПа и 0,73 кПа; таким образом, потеря давления была такой же, как и до введения, или была больше той, чем до введения, при этом газопроницаемость не улучшилась.[0057] With regard to the examples and comparative examples described above, with respect to the examples, the pressure loss change amounts were -1.72 kPa and -3.33 kPa; thus, it can be understood that the pressure loss was lower compared to that before the introduction, and the gas permeability was favorable. In contrast, with respect to the Comparative Examples, the pressure loss change amounts were 0.00 kPa and 0.73 kPa; thus, the pressure loss was the same as before the injection, or was greater than that before the injection, while the gas permeability did not improve.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что эффект улучшения газопроницаемости может быть получен в случае, в котором расход при введении пылевидной железной руды больше или равен 2,5 кг/т чугуна.From the foregoing, it can be concluded that the gas permeability improvement effect can be obtained in the case in which the consumption rate when introducing pulverized iron ore is greater than or equal to 2.5 kg/t iron.
[0058] Всесторонне делая заключение из результатов вышеописанных примеров и сравнительных примеров, можно сделать вывод, что путем измельчения угля для получения пылевидного угля и измельения железной руды для получения пылевидной железной руды; и введения пылевидного угля и пылевидной железной руды из фурмы 2, при том потери при прокаливании железной руды были больше или равны 9 мас.% и меньше или равны 12 мас.%, расход при введении пылевидного угля больше или равен 150 кг/т чугуна, и расход при введении пылевидной железной руды больше или равен 2,5 кг/т чугуна и менее или равен 50,0 кг/т чугуна, возможно улучшение газопроницаемости в нижней части доменной печи 1 при введении пылевидной железной руды из фурмы 2.[0058] Comprehensively inferring from the results of the above examples and comparative examples, it can be concluded that by pulverizing coal to obtain pulverized coal and pulverizing iron ore to obtain pulverized iron ore; and introducing pulverized coal and pulverized iron ore from the
[0059] Следует отметить, что варианты осуществления, раскрытые в настоящем документе, следует считать примерами во всех отношениях и не следует толковать как ограниченные. В частности, в вариантах осуществления, раскрытых в настоящем документе, показатели, которые четко не раскрыты, например, условия эксплуатации, условия работы, различные параметры, а также размеры, вес и объемы конструкций, не выходят за пределы диапазонов, относящихся к общему исполнению специалистом в данной области, и были использованы значения, которые могут быть легко оценены специалистом в данной области.[0059] It should be noted that the embodiments disclosed herein should be considered examples in all respects and should not be construed as limiting. In particular, in the embodiments disclosed herein, indicators that are not clearly disclosed, for example, operating conditions, working conditions, various parameters, as well as dimensions, weights and volumes of structures, do not fall outside the ranges related to the general execution by a person skilled in the art. in the art, and values that can be easily estimated by one of skill in the art have been used.
ОБЪЯСНЕНИЕ ССЫЛОЧНЫХ СИМВОЛОВEXPLANATION OF REFERENCE SYMBOLS
[0060][0060]
1 Домна1 Domna
2 Фурма2 lance
3 Область птичьего гнезда3 Bird nest area
4 Шлак птичьего гнезда4 Bird's Nest Slag
5 Измеритель вращательного момента5 Torque meter
6 Ротор из чистого железа6 Pure iron rotor
7 Тигель из чистого железа7 Pure iron crucible
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019-063381 | 2019-03-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2780654C1 true RU2780654C1 (en) | 2022-09-28 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2055901C1 (en) * | 1993-01-06 | 1996-03-10 | Акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method for smelting in blast furnace |
RU2128712C1 (en) * | 1995-12-29 | 1999-04-10 | Поханг Айрон энд Стил Ко, Лтд. | Method of injection of finely divided iron ore in course of reduction smelting |
JP2012153949A (en) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Kobe Steel Ltd | Method for producing agglomerate for raw material for blast furnace |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2055901C1 (en) * | 1993-01-06 | 1996-03-10 | Акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method for smelting in blast furnace |
RU2128712C1 (en) * | 1995-12-29 | 1999-04-10 | Поханг Айрон энд Стил Ко, Лтд. | Method of injection of finely divided iron ore in course of reduction smelting |
JP2012153949A (en) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Kobe Steel Ltd | Method for producing agglomerate for raw material for blast furnace |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104894313B (en) | A kind of method of vanadium titano-magnetite blast furnace process | |
JP4808819B2 (en) | Non-fired carbon-containing agglomerated mineral for blast furnace and method for producing the same | |
CN102732655B (en) | Blast furnace ironmaking method | |
EP2930249A1 (en) | Method for operating blast furnace and method for producing molten pig iron | |
CN107208166A (en) | The method of charging feedstock into blast furnace | |
CN112301215A (en) | Iron ore concentrate for improving low-temperature reduction degradation rate of iron ore sinter and preparation method thereof | |
KR101313367B1 (en) | Carbon composite briquette for producing reduced iron and method for producing reduced iron employing the same | |
RU2780654C1 (en) | Method for operation of the blast furnace | |
EP3933053B1 (en) | Method for operation of blast furnace | |
CA1149617A (en) | Porous iron ore pellets and process for manufacturing same | |
WO1996015277A1 (en) | Method of operating blast furnace | |
CN205907322U (en) | System for handle red mud | |
CN111020088B (en) | Method for prolonging service life of cooling wall of vanadium-titanium ore smelting blast furnace | |
EP2495339B1 (en) | Method for operating blast furnace | |
JP3589016B2 (en) | Blast furnace operation method | |
JP2019127628A (en) | Method of charging raw materials into blast furnace | |
CN110343796A (en) | The method for reducing vanadium titano-magnetite blast furnace process iron loss | |
JP2004263258A (en) | Method for operating blast furnace | |
WO2024028920A1 (en) | Non-fired pellets for reduction, and method for manufacturing same | |
JP2006028538A (en) | Method for operating blast furnace using sintered ore excellent in high temperature reducibility | |
WO2024028922A1 (en) | Non-fired pellets for reduction, and method for manufacturing same | |
JP7533375B2 (en) | Manufacturing method of non-calcined pellets for reduction | |
CN101445871B (en) | Mining additive for iron making and sintering pellets and production process thereof | |
CN115637302A (en) | Blast furnace smelting method of vanadium titano-magnetite suitable for high zinc, high lead and high alkali conditions | |
CN115627307A (en) | Blast furnace smelting method for vanadium titano-magnetite of high-proportion pellet ore |