UA34559A - Спосіб роботи доменної печі - Google Patents

Abstract

Спосіб роботи доменної печі включає завантаження на колошник коксу, залізорудних, флюсуючих і інших матеріалів, що містять в собі вуглець, подачу у горн комбінованого дуття, регулювання виробництва чавуну, шлаку і колошникового газу. Переведення роботи доменної печі з виробництва чавуну, шлаку і колошникового газу на переважне виробництво колошникового газу і шлаку здійснюють шляхом часткової або повної заміни підготовлених залізорудних матеріалів на суміш непідготовлених залізорудних матеріалів, промислових і(або) побутових відходів, флюсу, промивальних матеріалів з низькосортним паливом і(або) матеріалами, що містять в собі вуглець, при мінімально допустимій витраті коксу, а також шляхом зміни параметрів комбінованого дуття - зниженням його температури і(або) збільшенням в ньому Н2О.

Description

Винахід належить до галузі чорної металургії, зокрема до доменного виробництва, а саме до способів регульованого виробництва чавуну, шлаку та газу у доменної печі.

Відомий спосіб роботи доменної печі, включаючий загрузку на колошник коксу, залізорудних і флюсуючих матеріалів, подачу у горн комбінованого дуття, виробництво чавуну, шлаку і колошникового газу (11.

Недоліком відомого способу роботи доменної печі є те, що спосіб не передбачає регулювання виробництва чавуну, шлаку і колошникового газу при обмеженні ресурсів коксу (або) залізорудної сировини, а також використання низькосортного палива. Матеріалів, що містять в собі вуглець, промислових і побутових відходів.

Найбільше близьким до заявленого винаходу є спосіб роботи доменної печі, включаючий загрузку на колошник коксу, залізорудних і флюсуючих матеріалів, подачу у горн комбінованого дуття, виробництво чавуну, шлаку і колошникового газу та шахтового газу при цьому переведення доменної печі з виробництва чавуну, шлаку та газу на переважне виробництво газу і шлаку здійснюється шляхом заміни залізорудних матеріалів і коксу на матеріали, що містять в собі вуглець та на флюс (2).

Недоліком прототипу є те, що спосіб не передбачає можливість гнучкого регулювання виробництва чавуну, шлаку і колошникового газу, а також використання при цьому промислових і(або) побутових відходів.

Нормальна робота доменної печі передбачає максимально можливе виробництво чавуну і обмеження виходу шлаку за рахунок підготування залізорудної сировини, при високій ступені використання відновної і теплової енергії газу. В умовах обмеження ресурсів по коксу і підготовленої залізорудної сировини, переведення доменних печей окремо або групою на тихий хід (або) зупинку неможливе (в деяких випадках недопустиме) через зменшення виходу колошникового газу і внаслідок цього порушення балансу газу, використовуємого для технологічної мети, в загальному колектору металургійного підприємства. Крім цього часті і довгі зупинки доменних печей знижують стійкість вогнетривкої футеровки у неохолодженої частини її колошника та шахти. В цих умовах доцільно переводити роботу окремих доменних печей замість їх зупинки у режим роботи газогенератору, тобто у режим зменшення виробництва чавуну та збільшення виходу колошникового газу при водночасном збільшенні виходу шлаку. При цьому треба прагнути підняти теплотворну здатність газу і використати для цієї мети низькосортне паливо та матеріали, що містять в собі вуглець, а також одночасно утилізувати промислові і побутові відходи, тобто вирішувати екологічні проблеми.

Стає задача гнучкого регулювання співвідношення виробництва чавуну, шлаку і колошникового газу при обмежених ресурсах по коксу і підготовленої залізорудної сировини, шляхом зміни теплопотреби процесу доменної плавки, а також використання у доменному процесі низькосортного палива, матеріалів, що містять в собі вуглець та також утилізації промислових і (або) побутових відходів.

У зв'язку з висловленим поставлена задача досягається тим, що спосіб роботи доменної печі, включаючий загрузку на колошник коксу, залізорудних, флюсуючих і матеріалів, що містять в собі вуглець, подачу у горн комбінованого дуття, регулювання виробництва чавуну, шлаку і колошникового газу, має суттєві відміни, які полягають у тому, що переведення роботи доменної печі з виробництва чавуну, шлаку та колошникового газу на переважне виробництво колошникового газу і шлаку при зниженні виробництва чавуну, здійснюють шляхом часткової або повної заміни підготовлених залізорудних матеріалів на суміш непідготовлених залізорудних матеріалів, промислових і(або) побутових відходів, флюсу, промивальних матеріалів з низькосортним паливом

Кабо) матеріалами, що містять в собі вуглець при мінімально допустимому розходу коксу, а також шляхом зміни параметрів комбінованого дуття - зниженням його температури і(або) збільшенням у ньому Н2гО, при цьому суміш непідготовлених залізорудних матеріалів, промислових і(або) побутових відходів, флюсу, промивальних матеріалів з низькосортним паливом і(або) матеріалами, що містять в собі вуглець, загружають у проміжне кільце між периферією і центром колошника доменної печі.

Спосіб здійснюється таким чином.

На колошник доменної печі загружають залізорудні матеріали, флюс. кокс і т.д. У горн доменної печі подають комбіноване дуття. З горна випускають рідкі продукти плавки чавун і шлак. З печі відбирається колошниковий газ, а також може відбиратися шахтовий газ з шахти распару і т.д.

Регулювання співвідношення виробництва чавуну, шлаку і колошникового газу, при заданому розходу коксу, здійснюють шляхом зміни співвідношення розходу підготовлених залізорудних матеріалів (агломерат, окатиші і т.д.) та розходу суміші непідготовлених залізорудних матеріалів (залізна, марганцева руда і т.д.), промивальних матеріалів (зварювальний шлак, плавиковий шпат і т.д.). флюсу (вапняк, конверторний. мартенівський шлаки і т.д.), промислових відходів (шлами, хвости коксохімічного виробництва і т.д.), побутові відходи (гума, пластмаси, дроблені автомобільні покришки і т.д.) з низькосортним паливом (пісне вугілля, антрацит і т.д.) Мабо) матеріалами, що містять в собі вуглець (сланець, торф і т.д.), а також шляхом зміни параметрів комбінованого дуття - зниженням його температури і(або) вмісту у ньому НгО.

Виробництво переважно чавуну досягається при максимальної частці підготовлених залізорудних матеріалів з коксом та мінімальної частці суміші непідготовлених залізорудних матеріалів, промислових і(або) побутових відходів, флюсу, промивальних матеріалів, а також при збільшенні температури комбінованого дуття і(або) зниження вмісту у ньому НгО, при цьому досягаються найменші питомий вихід шлаку і розхід коксу, отже і найменші витрати на виробництво чавуну.

Збільшення виробництва колошникового газу і шлаку при зниженні виробництва чавуну досягається зниженням частки підготовлених залізорудних матеріалів і збільшенням частки суміші непідготовлених залізорудних матеріалів, промислових і(або) побутових відходів, флюсу, промивальних матеріалів, а також заміною частки коксу низькосортним паливом і матеріалами, що містять в собі вуглець при зниженні температури комбінованого дуття (або) збільшенням вмісту в ньому НгО.

Додаткове регулювання виробництва чавуну і шлаку здійснюється зміною вмісту заліза у суміші. При цьому тепло потреба процесу збільшується за рахунок витрат тепла на нагрів і реакції дисоціації додаткової кількості шлакоутворюючих, на відновлення непідготовлених залізорудних матеріалів, а також зменшення внесення тепла з дуттям (або) споживання його у горні на ендотермічні реакції відновлення НгО. Для компенсації вище перелічених витрат тепла необхідна додаткова кількість палива, спалювання котрого у доменної печі дозволить отримати більшу кількість газів - колошникових, або шахтових і т.д.

Оскільки кокс є одним із самих дорогих компонентів доменної плавки і ресурси його обмежені, то для компенсації вище перелічених витрат тепла у даному передбачуваному винаходу пропонується використати більш дешеве низькокалорійне паливо замість дорогого коксу. Оскільки повний вивід коксу із доменної плавки неможливий внаслідок того, що термомеханічні властивості низькокалорійного палива не задовольняють використанню його у доменної плавки, то розхід коксу для кожної конкретної печі задається на основі досвіду її роботи такої щоб найменша його кількість забезпечувала задовільну газопроникність і дренажну здатність загруженої у піч шихти. Із досвіду роботи доменних печей з використанням низькосортного палива відомо, що була досягнута задовільна їх робота з заміною 50-80 95 коксу низькосортним паливом |ЗІ.

Щоб уникнути погіршення дренажної здатності горна внаслідок незадовільних термомеханічних властивостей низькосортного палива, а також для забезпечення рідко текучості утворюючого в печі шлаку - низькосортне паливо, непідготовлені залізорудні матеріали, а також промислові і(або) побутові відходи необхідно змішувати з промивальними матеріалами і флюсом, і загружати в проміжне кільце з душниками на периферії та осьовій зоні. куди переважно загружаються підготовлені залізорудні матеріали і кокс, відповідно. Загрузка суміші на периферію недоцільна у зв'язку з тим, що неоднорідний хімічний склад компонентів суміші і відповідно температури розм'якшення і плавлення матеріалів приводить до загрози настилеутворювання і внаслідок цього зміни профілю печі. Також недоцільна загрузка суміші у осьову зону. Низька термомеханічна міцність і неоднорідність хімічного складу компонентів суміші приведе до погіршення газопроникності і утворювання непроплавленого об'єму у осьової зоні доменної печі.

Приклад здійснення способу.

В таблиці приведені показники роботи доменної печі за об'ємом 1360 м3. В базовому періоді піч використовувалась як агрегат для отримання чавуну в звичайному режимі На колошник доменної печі загружалася підготовлена металошихта і кокс, для інтенсифікації процесу спалювання коксу подавалось високотемпературне дуття, збагачене киснем і природним газом. При обмеженій потребі чавуну або в умовах обмеження ресурсів по коксу і (або) підготовленої залізорудної сировини виникає необхідність отримання газу. в кількості не менш колишнього В першому періоді підготовлену металошихту замінили на непідготовлену металошихту з додаванням промислових відходів і заміною половини розходу коксу низькосортним паливом, а також була зменшена температура дуття. У другому періоді замінили 75 95 коксу на низькосортне паливо

Результати роботи доменної печі показали, що при обмеженому виробництві чавуну добова продуктивність газу і шлаку збільшилась. Збільшилась також питома і добова теплотворність газу.

Таким чином використання запропонованого способу роботи доменної печі дає можливість в умовах обмеження ресурсів по коксу (або) підготовленої залізнорудної сировини мати достатню кількість висококалорійного технологічного газу, використав при цьому низькосортне паливо, матеріали, що містять в собі вуглець, промислові і побутові відходи, а також збільшити строк служби футеровки неохолодженої частини шахти і колошника печі, що в цілому збільшить строк служби і зменшить витрати на ремонт доменної печі. 1. Єфименко ГГ., Гиммельфарб А.А. Левченко В.Е. Металургія чавуну. Київ, Вища школа, 1981.С. 161-337. 2. Патент США Мо 4381938, МКИ С 21 В 5/06,1983.

З. Павлов М. А Металургія чавуну, частина 3. Москва, Металургіздат, 1947. 296 с.

Показники роботи доменної печі М-:1360м"

Розходи І

Агпомерат, кг/т 1182 - -

Окатиши, кг/т 507 - -

Ее-руда, кг/т . - 1302 1225

Вапняк, кг/т 31 - . -

Конверторний шлак, кг/т 217 1376 1373

Кокс, кг/т 480 240 120

Пісне вугілля, кг/т - 729 887

Природний газ, мот 103 - -

Вміст кисню в дутті, о 21,7 21 21

Температура дуття, "С 1100 700 750

Вологість дуття, Чо 1 1 1,5 І

Теоретична температура 1894 1998 1999 горіння, "С

Величина прямого 0,35 0,45 0,5 відновлення, На

Середньодобове вироб- 1667 1250 1000 ництво чавуну, т/доб

Вихід шлаку, кг/т 400 1290 1350

Основність шлаку 125 1,25 1,25

Виробництво шлаку за 666,8 1612 1350 добу, т/доб

Вихід газу, м'/тї 2027 3347 3420

Середньодобове 3379009 4183750 3420000 виробництво газу, м'/доб

Продовження таблиці

Показники Базовий період 1-й експер. період 2-й експер. період

Питома теплотвор- 3999 4102 4315,7 ність, кДж/м?

Теплотворність газу 13,51 172 14,76 за добу, гДж

Склад газу: со; 13,96 9,0 7,6 со 25,16 30,5 32,0

Не 7,55 2.17 2,42

Claims (1)

1. Спосіб роботи доменної печі, який включає завантаження на колошник коксу, залізорудних, флюсуючих і матеріалів, що містять в собі вуглець, подачу у горн комбінованого дуття, регулювання виробництва чавуну, шлаку і колошникового газу, який відрізняється тим, що переведення роботи доменної печі з виробництва чавуну, шлаку і колошникового газу на переважне виробництво колошникового газу і шлаку при зниженні виробництва чавуну, здійснюють шляхом часткової або повної заміни підготовлених залізорудних матеріалів на суміш непідготовлених залізорудних матеріалів, промислових і(або) побутових відходів, флюсу, промивальних матеріалів з низькосортним паливом і(або) матеріалами, що містять в собі вуглець, при мінімально допустимій витраті коксу, а також шляхом зміни параметрів комбінованого дуття - зниженням його температури (або) збільшенням в ньому Нг2О, при цьому суміш непідготовлених залізорудних матеріалів, промислових і(або) побутових відходів, флюсу, промивальних матеріалів з низькосортним паливом і(або) матеріалами, що містять в собі вуглець, завантажують в проміжне кільце між периферією і центром колошника доменної печі.