РАЗДУВКА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 1997 года по МПК C21B3/00 

Изобретение относится к черной металлургии, точнее к доменному производству.

В процессе раздувки доменных печей основными задачами являются создание рационального газораспределения, обеспечение повышенного теплового состояния печи, создание гарнисажа и хорошего дренажа в горне. Для этого через специальные трубопроводы подают нагретое дутье в нижнюю область горна, вдувают в глубь горна кислород, в дутье вводят коксовый и природный газ, в шихту добавляют электропечной силикомарганец [1, 2, 3, 4, 5] Однако эти мероприятия недостаточно эффективны, так как направлены на решение какой-либо одной задачи и не охватывают в целом весь доменный процесс.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ раздувки доменной печи, отличающийся тем, что начальный расход дутья устанавливают на уровне, отвечающем общему перепаду давления, равному 40-60% от рабочего уровня, и повышают его шагами на 10-30% после проплавления каждой 1/3 объема шихты, загруженной до задувки [6]
Преимущество известного способа заключается в связи расхода дутья с газопроницаемостью шихты в раздувочный период, оцениваемый по величине перепада давления.

Однако известный способ имеет существенные недостатки. Начальный расход дутья, ограниченный заданным уровнем перепада давления, низкий. Известно, что перепад давления зависит от скорости газа или от расхода дутья в степени, равной 1,8-2,0 [7] Следовательно, расход дутья в начальный период раздувки составляет примерно 25% от рабочего уровня, что не позволяет быстро достичь желаемого газораспределения и необходимого прогрева шихты, горна и всей печи. Кроме того, увеличение расхода дутья связано с количеством проплавляемой шихты, а не с газопроницаемостью, и не обусловлено технологическими факторами. Все это ведет к пониженной скорости раздувки и как следствие перерасходу кокса и потере производства чугуна.

Целью изобретения является ускоренный вывод печи на рабочую интенсивность плавки по коксу и по рудным нагрузкам.

Указанная цель достигается тем, что загрузку доменной печи задувочной шихтой выполняют на 40-60% в первоначальный объем шихты включают кокс, флюс и кусковую руду для ошлакования золы кокса, догружают печь после достижения рабочей температуры колошника, поддерживая ее на этом уровне, первоначальный расход дутья устанавливают 2,5-3,5 м³/мин на 1 м³ шихты, постепенно снижая его к 1,6-2,2 м³/мин к моменту достижения рабочего уровня засыпи, кинетическую энергию дутья поддерживают на уровне в 1,5-2,5 раза выше оптимальной, открывая закрытые фурмы при увеличении кинетической энергии, теоретическую температуру горения в начальный период поддерживают на уровне 1900-2000^oC, после достижения рабочего уровня температуры колошниковых газов шахту до половины загружают шихтой с рудной нагрузкой 60-80% от рабочей, затем шихтой с рудной нагрузкой 80-90% от рабочей, при достижении рабочего уровня засыпи загружают шихту с рабочей рудной нагрузкой, а с приходом рудных подач на фурмы постепенно увеличивают температуру дутья до рабочей.

Загрузка печи задувочной шихтой, т.е. "холостыми" подачами кокса, коксом с флюсом и небольшим количеством руды, обеспечивает высокую газопроницаемость шихты в начальный период раздувки.

Ограничение расхода кусковой руды количеством, необходимым для ошлакования золы кокса, обеспечивает получение оптимального химсостава шлака и пониженную теплопотребность в горне в начальный период.

Расход дутья в первоначальный момент 2,5-3,5 м³/мин на 1 м³/мин шихты превышает рациональный, однако низкий уровень шихты в сочетании с высокой ее газопроницаемостью обеспечивает оптимальное газораспределение и высокую интенсивность раздувки.

Увеличение кинетической энергии в 1,5-2,5 раза выше оптимальной, рассчитываемой по известному уравнению З.И.Некрасова [8] обеспечивает достаточное проникновение зоны горения в глубь горна, необходимый его прогрев и хороший дренаж продуктов плавки.

Для предупреждения развития чрезмерного центрального хода печи расход дутья постепенно снижают до уровня 1,6-2,2 м³/мин на 1 м³ шихты к моменту достижения рабочего уровня засыпи, а кинетическую энергию снижают до оптимального предела.

Ограничение теоретической температуры горения величиной 1900-2000^oC обусловлено свойствами золы кокса и образующегося из него шлака в первоначальный момент раздувки. Из практики раздувок косогорских доменных печей отмечено, что при превышении теоретической температуры горения выше 2000^oC отмечается увеличение перепада давления газов и подстои шихты, т.е. развиваются подвисания шихты в начальный момент раздувки. После прогрева горна и подхода рудных подач на фурмы, т.е. получения оптимального состава шлака и повышения теплопотребности в горне, температуру дутья (следовательно, и теоретическую температуру горения) повышают в соответствии с графиком раздувки и технологической инструкцией.

Ограничение рудной нагрузки 60-80% от рабочей в первой шихте, загружаемой до половины шахты, и 80-90% от рабочей нагрузки во второй шихте, загружаемой до уровня засыпи, производят для компенсации повышенных тепловых потерь на разогрев шахты, а с выходом на рабочий уровень засыпи загружают шихту с рабочей рудной нагрузкой.

Указанные отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию "новизна". Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других материалах при изучении раздувок доменных печей и обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Пример. Доменную печь объемом 880 м³, выплавляющую ферромарганец, раздувают после капремонта второго разряда. Перед задувкой в печь загружают 30 "холостых" подач по 6 т кокса, 6 подач по 6 т кокса и 4 т флюсов и 6 подач по 6 т кокса, 3,9 т флюсов и 7,4 т криворожской кусковой руды. Общий объем этой шихты составляет 400 м³. Начальный расход дутья 1150 м³/мин. Температура дутья 750^oC, теоретическая температура горения 1990^oC.

Использование предлагаемого изобретения позволит практически за сутки вывести доменную печь на рабочую интенсивность плавки по коксу и рудным нагрузкам.

Источники информации:
1. А.с. N 876716 кл C 21 B 3/00, БИ N 40, 1981 г.

2. А.с. N 933705 кл C 21 B 3/00, БИ N 21, 1982 г.

3. А.с. N 122858 кл C 21 B 7/24, БИ N 15, 1986 г.

4. А.с. N 519474 кл C 21 B 3/00, БИ N 26, 1977 г.

5. А.с. N 981362 кл C 21 B 3/00, БИ N 46, 1982 г.

6. А.с. N 899648 кл C 21 B 3/00, БИ N 3, 1982 г.

7. Справочник "Доменное производство. Под ред. акад. И.П.Бардина, Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, М. т. 1, 1963.

8. Е.М.Баринов. Краткий справочник доменщика, М. Металлургия, 1965 г, с. 66-69.

Использование: в области черной металлургии, конкретно в доменном производстве для ускорения вывода доменной печи на рабочую интенсивность плавки. Сущность изобретения: загрузку печи задувочной шихтой выполняют на 40-60% объема печи, догружают печь после достижения рабочей температуры колошникового газа до рабочего уровня засыпи шихты, при этом расход дутья увеличивают с 1,2 до 2 м³/мин на 1 м³ объема печи. Сокращение раздувочного периода осуществляется за счет форсирования расхода дутья вследствие меньшего сопротивления столба шихты.

Раздувка доменной печи, включающая загрузку задувочной шихты, содержащей кокс, флюс и кусковую руду с неполным заполнением ею объема печи, подачу горячего дутья с постепенным увеличением его расхода, отличающаяся тем, что, с целью ускорения вывода печи на рабочую интенсивность плавки, загрузку печи задувочной шихтой выполняют на 40 60% объема печи, догружают печь после достижения рабочей температуры колошникового газа до рабочего уровня засыпи шихты, при этом увеличивают расход дутья с 1,2 м³/мин до 2 м³/мин на м³ объема печи.