СПОСОБ ПРОМЫВКИ ГОРНА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 1998 года по МПК C21B3/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при управлении работой доменных печей.

Известен способ промывки доменной печи, включающий введение добавок к рудной части шихты в виде сварочного шлака, железной руды, марганцевой руды, плавикового шпата в количестве 0,5-1,5% объема печи, а при ухудшении состояния горна, определяемого по теплосъему с холодильников лещади, например, на 10-15% меньше нижнего предела оптимального значения теплосъема, в шихту вводят плавиковый шпат в количестве 8-10 кг на 1 т чугуна [1].

Недостатком этого способа является использование дорогого и дефицитного плавикового шпата. На печах объемом 2700-3200 м³ его суточный расход составляет 56-60 т, а на всю промывку требуется 350-450 т. Это приводит к накоплению в горне фтористых соединений, которые оказывают вредное влияние на стойкость футеровки горна, а при массовом выходе из горна вызывают сильное загрязнение рабочей зоны и окружающей среды.

Использование сварочного шлака, марганцевой и железной руд имеет тот недостаток, что эти материалы недостаточно эффективны при сильном загромождении горна и полезны как профилактические средства. Но в таком количестве они требуют длительного применения, что снижает технико-экономические показатели работы доменных печей.

По способу [2] промывку горна и стен доменной печи осуществляют путем добавки к основным компонентам шихты (агломерат, окатыши, флюсы и кокс) сварочного шлака, который загружают одной подачей с агломератом, окатышами, коксом и флюсов с чередованием 5-200 обычных подач. Способ предусматривает четыре варианта смесей сварочного шлака с марганцевой рудой при соотношении 1:(0,6-0,3), со сталеплавильным шлаком при соотношении 1:(1,5-1,7), с агломератом при соотношении 1:(0,3-2,5) и с коксом при соотношении по массе 1: (0,3-1,0).

Расход сварочного шлака или его смеси в подачу составляет 0,06-3,0 величины коксовой колоши. В случае загрузки сварочного шлака с рудными материалами для его проплавления в шихту дополнительно вводят кокс в количестве 0,5-1,0 на 1 т сварочного шлака в зависимости от теплового состояния доменной печи.

Смешивание сварочного шлака с рудными материалами, флюсом, коксом и другими добавками осуществляют путем совместной загрузки указанных компонентов в скип или путем предварительного смешивания их на рудном дворе при формировании штабеля.

Этот способ недостаточно эффективен с точки зрения решения задачи промывки горна и стен доменной печи по той причине, что несмотря на предварительное смешение сварочного шлака с другими компонентами шихты при загрузке в печь и при опускании шихты он энергично сегрегирует в силу существенно отличных физико-механических характеристик: его объемная плотность составляет 2500 кг/м³, крупность - 10-80 мм. В столбе опускающейся шихты сварочный шлак выклинивается, образуя самостоятельные зоны, что приводит к растягиванию зон активных ("агрессивных" по отношению малоподвижных шлаков) шлаков, вследствие чего интенсивность промывки стен и горна печи снижается.

Наиболее близким по сути решаемой задачи является способ [3]. Способ включает загрузку в печь промывочной шихты в виде сварочного шлака, железной руды, марганцевой руды, плавикового шпата, которую загружают в центральную часть колошника и в момент опускания промывочной шихты на уровень фурм прекращают подачу в воздушные фурмы восстановительных добавок, перед которой в течение 0,4-1,0 времени опускания шихты на уровень фурм в печь подают дутье без обогащения его кислородом.

Недостатки этого способа промывки горна заключаются в следующем:
1) использование плавикового шпата как дорогого и дефицитного материала;
2) изменение параметров комбинированного дутья, что вызывает существенное отклонение хода доменной печи от оптимально установившегося;
3) прекращение подачи в фурмы восстановительных добавок требует корректировки теплового режима доменной печи путем увеличения расхода кокса;
4) переход с дутья, обогащенного кислородом, на атмосферное приводит к снижению интенсивности доменной плавки.

Таким образом, промывка горна по способу [3] связана с потерей производительности доменной печи и увеличением удельного расхода кокса.

Заявляемое изобретение направлено на решение технологической задачи промывки горна доменной печи. Предлагаемый способ обеспечивает увеличение производительности доменной печи, снижение удельного расхода кокса и повышение качества чугуна за счет снижения содержания серы и кремния.

Сущность изобретения заключается в следующем. При обнаружении на печи признаков загромождения горна (превышение против обычного величины нижнего перепада давления газов по высоте печи, замедление скорости опускания шихты, более быстрое появление шлака при выпуске чугуна, неравномерность выпусков чугуна по леткам, а при запущенном загроможденном состоянии - участившееся горение фурм) в доменную шихту вводят специальный промывочный агломерат, спекаемый из шихты состава:
1) окалина 82-84%;
2) железорудный концентрат (Fe_общ. ≥ 65,0%) 7,6-8,2%;
3) марганцевая руда 4,3-4,6%;
4) сырые флюсы (смесь известняка и доломита в соотношении 1:1) ≤ 4,0%
Промывочный агломерат загружают в печь путем замены в подачах рудных компонентов шихты (агломерата, окатышей, кусковой доменной руды) при снижении рудной нагрузки на кокс на 5-10%. В сутки загружают 3-20 таких подач. Продолжительность промывки 3-15 суток в зависимости от состояния горна и хода доменной печи.

Дутьевые параметры целенаправленно не изменяют. Расход и температура дутья, расход дополнительных топлив и кислорода изменяют в зависимости от величины нижнего перепада давления газов в печи и физического нагрева чугуна и шлака.

Признаки, отличительные от прототипа [3]:
1. Промывочным материалом служит агломерат, спеченный из шихты состава, мас.%: окалина - 82 - 84%, железорудный концентрат - 7,6 - 8,2%; марганцевая руда - 4,3 - 4,6%, флюсы из известняка и доломита - ≤ 4,0%.

2. Промывочный агломерат загружают в доменную печь путем замены им в 3-20 подачах в сутки рудных компонентов шихты, например агломерата и/или окатышей, при снижении рудной нагрузки на кокс 5-10%.

Продолжительность промывки составляет 3-15 суток и зависит от загромождения горна и хода доменной печи.

Пример. На доменной печи объемом 3200 м³ был апробирован заявляемый способ промывки горна. Доменная печь выплавляет передельный чугун из шихты состава: окатыши Леб. ГОКа - 28,6% и агломерат аглофабрики АО"НЛМК" - 71,4%. Содержание Fe в рудной части шихты - 58,9%. Масса подачи - 60,0 т; коксовая колоша - 15,0 т (15000 - 15400 кг.).

Результаты испытания заявляемого способа промывки горна приведены в табл 2. В базовый период применяли способ промывки, изложенный в [3]: в центральную часть горна загружали промывочную шихту в виде сварочного шлака, железной руды, марганцевой руды и плавикового шпата. Примерно через 3-5 часов прекращали вдувать природный газ, а в течение 0,4-1,0 времени опускания (практически одновременно с прекращением вдувания природного газа) прекращали обогащение дутья кислородом.

В опытный период (колонка II) в качестве промывочной шихты использовали промывочный агломерат со следующими свойствами (см. табл. 1).

В сравниваемые периоды расход промывочных материалов выдерживали примерно одинаковым.

Загрузку промывочного агломерата осуществляли следующим образом: в течение суток в печь загружали три подачи с промывочным агломератом при увеличении коксовой калоши на 5% (15,0 т при обычном агломерате и 15,750 т с промывочным агломератом).

Сравнение двух способов промывки загромождения горна показывает на большие преимущества заявляемого способа. Они выразились в следующем: увеличение удельной производительности печи - 6,67%, снижение удельного расхода кокса - 1,01%, повышение качества чугуна, выразившееся в снижении содержания Si и S соответственно на 11,7% и 6,25%.

При использовании промывочного агломерата ход доменной печи приобрел более ровный характер. Вследствие этого уменьшилось количество сгоревших фурм : 13 в базовом периоде (колонка 1) и 10 в опытный (II).

Теплосъем с холодильников лещади в опытный период увеличился с 3500 МДж/час до 4100 МДж/час. Уменьшились колебания чугуна по содержанию кремния по отдельным выпускам на разных летках.

Библиографический список
1. Авт. св. N 802365, C 21 B 3/00. Способ промывки горна доменной печи. Авт. : П.Г.Нетребко, И.Т.Хомич, В.К.Евтеев и др. Опублик. 07.02.81 Бюллетень N 5.

2. Авт. св. N 1186635, C 21 B 3/00, 5/02. Способ промывки горна и стен доменной печи. Авт. : В. И. Деревянко, Г.Ф.Кулагин, А.И.Васюченко и др. Опублик. 23.10.85. Бюллетень N 39.

3. Авт. св. N 1530639, C 21 B 3/00. Способ промывки горна доменной печи. Авт. : В.П.Лялюк, Р.Д.Каменев, И.И.Дышлевич и др. Опублик. 23.12.89. Бюллетень N 47.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при управлении работой доменных печей. Сущность изобретения заключается в том, что промывку горна осуществляют промывочным агломератом, спеченным из шихты состава, мас.%: окалина - 82-84, железорудный концентрат - 7,6-8,2, марганцевая руда - 4,3-4,6, сырые флюсы (смесь известняка и доломита) - ≤ 4,0. Промывочный агломерат загружают в печь путем замены им в 3 - 20-ти подачах в сутки рудных компонентов при снижении рудной нагрузки на кокс на 5 - 10%. Продолжительность промывки 3 - 15 суток в зависимости от состояния горна. Использование изобретения обеспечивает увеличение производительности доменной печи, снижение удельного расхода кокса и повышение качества чугуна. 2 табл.

Способ промывки горна доменной печи, включающий загрузку в печь подач, содержащих кокс и рудные компоненты, и промывочной шихты в виде железорудного материала и марганцевой руды, отличающийся тем, что в качестве железорудного материала в промывочную шихту вводят железорудный концентрат и дополнительно - окалину и сырые флюсы в виде смеси известняка и доломита, затем предварительно спекают промывочную шихту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Окалина - 82 - 84
Железорудный концентрат - 7,6 - 8,2
Марганцевая руда - 4,3 - 4,6
Сырые флюсы в виде смеси известняка и доломита - ≤4,0
с получением промывочного агломерата, которым заменяют рудные компоненты шихты в течение 3 - 15 суток в 3-20-ти подачах в сутки, при этом рудную нагрузку на кокс снижают на 5 - 10%.