СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 1997 года по МПК C21B5/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к доменному производству, и может быть использовано при оснащении доменной печи загрузочным устройством со шлюзованием шихты через промежуточный бункер.

Известны способы ведения доменной плавки со смешиванием железорудных компонентов с коксом и с использованием агломерата крупностью менее 5 мм [1-3] Недостаток известных способов в сложной организации равномерного смешивания рудных компонентов и кокса по всей загружаемой порции. При этом неконтролируемая колеблемость фракционного состава загружаемой шихты и непостоянство рудной нагрузки в смешанном шихтовом слое приводят к неровному ходу печи и перерасходу кокса во избежание выплавки некондиционного чугуна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ загрузки доменной печи [4-прототип] при котором специально предварительно отсеянные узкая фракция железорудного материала (со средним размером частиц 3,7 мм) и узкая фракция кокса (8-11 мм) смешиваются в объемном соотношении 1/20-1/1.

Недостатком прототипа является необходимость предварительного разделения шихтовых материалов на узкие фракции и закладка их в отдельные, специально выделенные бункеры на участке грохочения. Затем в "карманы" вагон-весов набирают сначала эту отсеянную фракцию кокса, а затем мелкий агломерат. Только после этого полученную мелкую смесь мелких фракций кокса и мелких фракций агломерата загружают обязательно вторым скипом подачи (нужно еще угадать в середину второго скипа) в межконусное пространство загрузочного устройства, стараясь снизить вероятность попадания мелкой смеси на периферию печи после ссыпания с большого конуса, т.е. при нередко применяемом "дополнительном" режиме (когда большой конус опускается после каждого скипа) этот способ применять нельзя.

Налицо очень сложная подготовка шихты к загрузке в печь и вероятность снижения газопроницаемости и дренажной способности периферийного участка столба шихтовых материалов, что вызывает отклонение от оптимального распределения газового потока по сечению печи, неустойчивость гарнисажа и выход из строя воздушных фурм. Технико-экономические показатели работы печи при этом ухудшаются.

Как показана практика, смешивать перед загрузкой целесообразно только часть железорудных материалов и кокса [5] а остальные руда и кокс должны загружаться раздельно. При этом раздельными подачами руды и кокса формируют оптимальное распределение потока газа, обеспечивающее наилучшее его использование в печи, а загружаемая в виде смеси шихта не должна исказить характер этого распределения.

Задачей изобретения является усовершенствование загрузки в доменную печь смешанной шихты, позволяющее сохранить сформированное раздельными подачами рациональное распределение газового потока по сечению печи и высокие технико-экономические показатели ее работы. Данный технический результат достигается за счет того, что в способе загрузки доменной печи, включающем смешивание и загрузку железорудных материалов фракции менее 5 мм и кокса в объемном соотношении не более 0,5, смешивание осуществляют в промежуточном шихтовом бункере загрузочного устройства путем загрузки в него кокса и подачи на загруженный кокс железорудный материалов.

Изобретение поясняется следующими положениями. Высокоэффективная работа печи возможна при устойчивом ходе плавки с максимально допустимым количеством газа в печи и высокой степенью использования его восстановительного и теплового потенциалов. Подъемная сила восходящего потока газов уменьшает крутизну траектории ссыпания мелких фракций шихты (особенно мелкого кокса) и смещает место встречи их с уровнем засыпки и периферии печи. Мелкие шихтовые материалы в периферийной области рабочего пространства печи приводят к снижению газопроницаемости столба шихты в этой области, приходу в горн по периферии недостаточно подготовленных материалов, что вызывает ухудшение дренажной способности насадки в этом районе и выход их строя воздушных фурм. Недовосстановленные материалы будут восстанавливаться в горне прямым путем (за счет углерода кокса) с большим поглощением тепла, т.е. с перерасходом кокса. Малоподвижный железистый шлак затруднит вскрытие летки, истечение продуктов плавки на выпуске увеличит опасность загромождения горна.

Повсеместно отсеиваемая фракция агломерата 5 мм не требует специального дополнительного оборудования на шихтоподаче доменной печи и количество этой фракции составляет 20% и более от всего загружаемого агломерата. Вовлечение в доменную плавку этого мелкого агломерата целесообраазно лишь при условии, что его загрузка не изменит оптимальный характер распределения газового потока по сечению печи, полученной раздельной загрузкой остальной части руды и кокса. Как известно [5] такую возможность дает загрузочное устройство с распределителем лоткового типа, которое позволяет загружаемую в виде смеси руды и кокса шихту рассредоточить по сечению колошника. При этом трудновосстанавливаемая мелочь агломерата благодаря более тесному контакту с коксом в смеси успевает науглеродиться и восстановиться до расплавления, что предотвращает показанные выше негативные последствия концентрированного расположения ее у периферии.

Кроме того, укладка агломерата крупностью менее 5 мм на загруженный ранее кокс в промежуточном бункере обеспечит (в соответствии с закономерностью истечения сыпучего материала из бункера) образование у стен печи коксового порога, что также воспрепятствует попаданию мелочи агломерата на периферию.

При соотношении объемов руды и кокса не более 0,5 поступление в печь смеси руды и кокса начнется после 1,5-2 оборотов лотка ввиду опережающего ссыпания части объема материала, находящегося над выпускным отверстием. По мере схода материала к выпускному отверстию мелкий агломерат будет фильтроваться сквозь кокс и рассредоточится достаточно равномерно по всей выгружаемой порции (кроме отмеченной выше части кокса, находящейся непосредственно над выпускным отверстием).

Если объем слоя мелкой фракции агломерата в бункере будет превышать 0,5 объема кокса, то во время выгрузки появятся периоды с содержанием рудной мелочи, значительно превышающим исходное, и в этом случае возможна концентрация рудного материала крупностью менее 5 мм в отдельных зонах колошника. Выход смеси с низким содержанием кокса можно прогнозировать во второй четверти всего периода выгрузки и в заключительной ее фазе, когда будет выходить сконцентрировавшаяся рудная мелочь, профильтровавшаяся к наклонным (коническим) поверхностям бункера через разрыхлившийся в ходе истечения слой кокса. При принятом направлении изменения угла наклона лотка от периферии к центру эта мелочь сосредоточится у оси печи и на узком промежуточном участке сечения колошника и существенно повлияет на газопроницаемость этих участков столба шихты, чем исказит установившееся радиальное распределение потока газа и ухудшит его использование.

Следует отметить, что подача в промежуточный бункер мелкого агломерата на кокс с отношением объемов не более 0,5 не приведет к увеличению продолжительности нагрузки порции в печь, так как с вводом мелкой фракции возрастет скорость истечения материала из бункера.

Пример применения предлагаемого способа. Отсев агломерата на шихтоподаче доменной печи классифицируют с выделением фракции 5-3 мм, и эту фракцию по отдельному каналу шихтоподачи возвращают в шихту, укладывая на главный конвейер вслед за коксовой дозой. При массе кокса 12 т и массе мелкой фракции агломерата 14 т суммарный объем порции составляет 12•2 + 14•0,56 31,8 м³ (объем бункера 35 м³), а соотношение объемов руды и кокса в порции (14•0,56): (12•2) 0,327, т.е. менее 0,5. Доля таких смешанных подач в цикле заготовки не превышает 1/3, так как остальными загружаемыми раздельно рудой и коксом формируют оптимальное газоразделение, обеспечивающее высокую степень использования потенциала газового потока.

Таким образом, ввод в шихту части отсева агломерата не ухудшает показатели работы печи. При этом нет необходимости в сложной классификации шихтовых материалов при подготовке их к загрузке в печь.

Источники информации
1.Заявка Японии N 61-133305, C 21 B 5/00.

2. Опыт вдувания пылеугольного топлива в доменные печи Кваньянга//РЖМет, N 2, 1992, рф. 2В124.

3. Заявка Японии N 55-62106, C 21 B 5/00 (РЖМет, N 10, 1980, рф. 10В137П).

4.А.с. СССР N 1235900, C 21 B 5/00 прототип.

5.Освоение технологии плавки при загрузке лотковым распределителем части железорудных материалов в смеси с коксом//Сталь, N 11, 1989, с. 13-17.

Изобретение относится к металлургии, в частности к доменному производству. Сущность изобретения: способ загрузки доменной печи включает смешивание и загрузку железорудных материалов фракции менее 5 мм и кокса в объемном соотношении не более 0,5, при этом смешивание осуществляют в промежуточном шихтовом бункере загрузочного устройства путем загрузки в него кокса и подачи на загруженной кокс железорудных материалов. Такая организация смешивания компонентов шихты позволяет сохранить сформированное подачами рациональное распределение газового потока по сечению печи и высокие технико-экономические показатели ее работы.

Способ загрузки доменной печи, включающий смешивание и загрузку железорудных материалов фракции менее 5 мм и кокса в объемном соотношении не более 0,5, отличающийся тем, что смешивание осуществляют в промежуточном шихтовом бункере загрузочного устройства путем загрузки в него кокса и подачи на загруженный кокс железорудных материалов.