СПОСОБ ВЫДУВКИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 1999 года по МПК C21B5/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выдувке доменной печи с последующей выгребкой.

Известен способ выдувки доменной печи, при котором после прекращения загрузки шихты, состоящей из кокса и железорудных компонентов, освобождающийся объем шахты заполняют известняком. Последний охлаждает газы, так как тепло расходуется на разложение CaCO₃, а также насыщает отходящие газы углекислотой, снижая их взрывоопасность (Справочник под ред. Бардина И.П. "Доменное производство", т. 2, -М.: Металлургиздат, 1963, с. 356).

Однако выгребка известняка из печи после выдувки представляет собой продолжительную и трудоемкую операцию, которая увеличивает затраты труда и время подготовки печи к ремонту.

Известен способ выдувки доменной печи "на воде" (по справочнику под ред. Бардина И. П. "Доменное производство", т. 2, -М.: Металлургиздат, 1963, с. 355-356), включающий: прекращение загрузки шихты, по мере опускания последней подачу охладителя (воды) в печь для понижения температуры колошниковых газов не выше 400-450^oC по ходу выдувки, уменьшение расхода дутья от исходного уровня для спокойного протекания процесса выдувки. Выдувку проводят до начала протекания воды к уровню фурм.

Недостатком способа являются осложнения, возникающие во втором периоде выдувки из-за проливов воды, подаваемой сверху, в горячие горизонты, сопровождающиеся "хлопками" (взрывами) и преждевременным завершением выдувки, когда уровень материалов в шахте находится выше распара. Последнее обстоятельство увеличивает затраты труда и времени на выгребку.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению (прототипом) по мнению авторов является способ выдувки доменной печи, включающий: загрузку последних порций железорудного материала и кокса в печь, загрузку последней порции кокса массой 200-500 т, прекращение загрузки, контроль и изменение параметров дутья и колошникового газа, подачу охладителя (воды) в печь, понижение уровня засыпи до окончания выдувки (Остроухов М.Я., Шпарбер Л.Я. Эксплуатация доменных печей. -М.: Металлургия, 1975, с. 199-203).

Недостатком данного технического решения является высокая себестоимость процесса выдувки доменной печи из-за значительных затрат на загружаемый в начале выдувки доменный кокс и эксплуатационных затрат на выгребку после ее окончания.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, - сокращение затрат на процесс выдувки доменной печи и выгребки остатков шихты. При этом достигается получение такого технического результата, как повышение технологической надежности процесса выдувки и сокращение времени подготовки к ремонту после выдувки.

Поставленная задача решается тем, что в способе выдувки доменной печи, включающем загрузку последних порций железорудного и углеродсодержащего материала (кокса) в печь, прекращение загрузки, контроль и изменение параметров дутья и колошникового газа, подачу охладителя и понижение уровня засыпи окончания выдувки, в начале выдувки загружают порции шихты из железорудного и углеродсодержащего материала в количестве, равном 0,02 - 0,25 объема печи, а перед прекращением загрузки подают углеродсодержащий материал в количестве, равном 0,02 - 0,10 объема печи, причем используют углеродсодержащий материал фракции 5 - 25 мм.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что предложенное решение отличается определенным соотношением количества материала, загружаемого в печь в составе последних порций. Отсюда следует, что предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Использование в предлагаемом способе выдувки доменной печи двухстадийной загрузки последних порций: первоначально шихты из железорудного и углеродсодержащего материала в количестве 0,01 - 0,25 объема, а в заключении углеродсодержащего материала в количестве 0,02 - 0,10 объема доменной печи и использование материала фракции 5 - 25 мм обеспечивает не только снижение затрат на процесс выдувки, но также способствует повышению технологической надежности процесса, а именно: предотвращению проливов охладителя в нижние горячие горизонты печи и взрывов; улучшению стабилизации температуры колошниковых газов. Благодаря этому предлагаемый способ позволяет провести выдувку более полно и сократить время и энергозатраты на выгребку. Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий обеспечивает получение указанного ранее технического результата, что по мнению авторов соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

Способ осуществляют следующим образом.

В начале выдувки загружают последние несколько порций шихты, состоящих из железорудного и углеродсодержащего материалов в печь, последний загружают вместо крупного доменного кокса. Объем этих порций составляет 0,01 - 0,25 объема печи и не должен превышать 0,25 объема доменной печи для сохранения установившегося газового потока до начала понижения уровня засыпи. Уменьшение таких порций до 0,01 объема печи (примерно равно объему одной подачи) технологически допустимо, например, при дефиците углеродсодержащего материала, но уменьшает эффективность способа.

После этих порций загружают в печь порцию углеродсодержащего материала объемом 0,02 - 0,10 объема доменной печи и прекращают загрузку. Причем 0,02 объема доменной печи можно загружать только в случае очень равномерного и хорошо регулируемого распределения охладителя по всей поверхности засыпи, обеспечивающего исключение проливов охладителя в местах падения струй.

Последнюю порцию углеродсодержащего материала объемом меньше, чем 0,02 объема печи, загружать нежелательно даже при хорошем распределении охладителя из-за опасения оставить в недорасплавленном виде верхние порции железорудных материалов.

Более 0,10 объема доменной печи загружать углеродсодержащим материалом нецелесообразно, так как указанное количество материала в шахте доменной печи займет по высоте более 5 метров, что гарантирует защиту зоны плавления от проливов охладителя, хотя технологически допустимо загрузить более 0,10 объема углеродсодержащим материалом, например, для очистки бункера перед остановкой печи.

Производят понижение уровня засыпи, контроль и постепенное изменение параметров дутья и колошникового газа, сверху на поверхность шихты подают охладитель, поддерживая температуру колошниковых газов в интервале 350 - 500^oC.

В качестве углеродсодержащего материала можно использовать шунгит, отсев кокса, бой графитовых электродов или огнеупоров, в том числе бой отработанной желобной массы из желобов доменной печи и тому подобные материалы.

Для улучшения процесса выдувки целесообразно использовать углеродсодержащий материал фракции менее 25 мм, поскольку мелкие фракции обладают большей поверхностью и лучше впитывают охладитель, а также отдают тепло. В то же время частицы углеродсодержащего материала размером менее 5 мм использовать при выдувке по способу допустимо, но нецелесообразно, т.к. частично они будут выдуваться в пылеуловитель, а главное могут затруднить сохранение установившегося газового потока в шахте доменной печи.

Углеродсодержащий материал фракции более 25 мм допустимо применять при загрузке порций с железорудными материалами, однако при загрузке завершающей порции углеродсодержащего материала крупные фракции хуже впитывают охладитель.

Таким образом, оптимальным для условий выдувки является углеродсодержащий материал с размером частиц 5 - 25 мм.

Пример.

Доменная печь объемом 2000 м³ перед выдувкой на капитальный ремонт 1 разряда работала на шихте, состоящей из подач, включающих 40 тонн железорудного материала (окатышей и агломерата) и 10 тонн крупного доменного кокса фракции 25 - 80 мм.

В начале выдувки в последние 10 подач с железорудной частью взамен крупного кокса был загружен коксовый орешек фракции 10 - 25 мм при неизменной рудной нагрузке. Данные 10 подач заняли в шахте объем, равный 420 м³, или 0,21 объема доменной печи.

Вслед за этими подачами было загружено в печь 90 тонн боя желобной массы на основе молотого кокса крупностью кусков 5 - 25 мм, что составляет 180 м³, или 0,09 объема доменной печи. После этого загрузка была полностью прекращена и подан охладитель на поверхность шихты. Расход охладителя регулировали для поддержания температуры колошниковых газов в пределах 400-500^oC. Параметры дутья постепенно изменяли в соответствии с уровнем шихты. Провели открытие нижней козловой летки. Подача дутья на фурмы была прекращена после появления охладителя на отдельных фурмах. Взрывов во внутреннем пространстве, загорания газа на колошнике и других осложнений в ходе выдувки не наблюдалось.

Затем печь в течение некоторого времени охлаждали охладителем, после чего приступили к вырезке проема для выгребки печи и собственно выгребке. В ходе выгребки было установлено, что выдувку удалось закончить при уровне шихты на 1,0 м ниже, чем при предыдущей выдувке на крупном коксе. Время выгребки было на 16 часов меньше. Было сэкономлено 190 тонн крупного доменного кокса.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выдувке доменной печи с последующей выгребкой. Способ включает загрузку последних порций железорудного и углеродсодержащего материалов в печь, прекращение загрузки, контроль и изменение параметров дутья и колошникового газа, подачу охладителя, понижение уровня засыпи до окончания выдувки, при этом первоначально загружают порции шихты из железорудного материала и углеродсодержащего материала до объема, равного 0,02 - 0,25 объема печи, а перед прекращением загрузки подают углеродсодержащий материал в количестве, равном 0,02 - 0,10 объема печи, причем используют фракции 5 - 25 мм. Использование изобретения повышает надежность процесса выдувки за счет предотвращения преждевременных проливов охладителя в горячие горизонты печи и взрывов. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ выдувки доменной печи, включающий загрузку последних порций железорудного и углеродсодержащего материалов в печь, прекращение загрузки, контроль и изменение параметров дутья и колошникового газа, подачу охладителя, понижение уровня засыпки до окончания выдувки, отличающийся тем, что первоначально загружают порции шихты из железорудного и углеродсодержащего материалов в количестве, равном 0,02-0,25 объема печи, а перед прекращением загрузки подают углеродсодержащий материал в количестве, равном 0,02-0,10 объема печи. 2. Способ выдувки по п.1, отличающийся тем, что используют углеродсодержащий материал размером частиц 5-25 мм.