СПОСОБ ЗАДУВКИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 2001 года по МПК C21B3/00 

Предлагаемое изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при задувке доменной печи после сверхдлительной остановки, капитального ремонта I и II разрядов или нового строительства.

Известен способ задувки доменной печи, включающий загрузку в задувочную шихту кокса, железосодержащих и шлакообразующих материалов, подачу нагретого дутья через фурмы, зажигание кокса и начало схода шихты, контроль и измерение параметров шихты и дутья, увеличение рудной подачи во вторые сутки задувочного периода, выпуск чугуна и шлака [Сталь, 1989, N 6, с. 17-20].

К недостаткам способа можно отнести излишний расход кокса в задувочном периоде, перегрев колошниковых газов и оборудования колошника до 500^oC и выше, а также продолжительный период выведения печи на нормальный режим работы.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу (прототипом), по мнению авторов, является способ задувки, включающий загрузку в печь задувочной шихты, содержащей кокс и рудно-флюсовые материалы первого и второго объемов, подачами с различной рудной нагрузкой, подачу через воздушные фурмы нагретого дутья, зажигание кокса и начало схода шихты, контроль изменения параметров дутья и шихты по ходу задувки, постепенно приближая их к рабочему режиму на литейном, а затем на передельном чугуне, выпуск чугуна и шлака [Остроухов М.Я., Шпарбер Л.Я. Эксплуатация доменных печей. М.: Металлургия, 1975, с. 17-41].

К недостаткам способа можно отнести длительный период вывода печи на рабочие режимы - около 15 суток, повышенный расход кокса на задувку, выплавку большого количества литейного чугуна с массовой долей кремния более 2,0%, перегрев колошника во время задувки до 500^oC и выше.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, состоит в снижении расхода кокса в задувочном периоде, предотвращении перегрева колошниковых газов выше допустимых (400^oC), сокращении времени выведения печи на рабочие режимы на передельном чугуне.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является усиление теплообмена при проплавке первого и второго объема шихты.

Поставленную задачу решают тем, что в способе задувки доменной печи, включающем загрузку печи задувочной шихтой первого и второго объемов подачами, содержащей кокс и рудно-флюсовые материалы различной рудной нагрузкой, подачу через воздушные фурмы нагретого дутья, зажигание кокса и начало схода шихты, контроль и изменение параметров шихты и дутья, выпуск чугуна и шлака, после зажигания кокса и начала схода шихты во время загрузки второго объема загружают 0,01 - 0,5 объема печи шихтой с объемной теплоемкостью в 1,01 - 2,5 раза больше, чем у последних подач шихты, загруженных до начала ее схода, после чего продолжают загружать шихту с рудной нагрузкой 2,8 - 3,5 т/т до проведения первых выпусков чугуна и шлака.

Причем повышение объемной теплоемкости производят за счет увеличения массы рудно-флюсовых материалов в подачах и увеличением в рудно-флюсовых материалах доли материалов с повышенной объемной теплоемкостью.

Под шихтой первого объема понимают шихту, которой заполняют пустую доменную печь перед подачей дутья. Под шихтой второго объема понимают шихту, которую загружают в доменную печь при задувке после подачи дутья, загорания кокса и начала схода шихты, по объему равной объему доменной печи.

Сущность изобретения поясняется следующим.

Одной из задач задувки является скорейший вывод печи на нормальный режим работы для выплавки литейного (низкокремнистого) и передельного чугуна. Причем данная задача должна решаться без нарушения температурного режима плавки (температура колошника не выше 400^oC).

Для этого после загорания кокса на фурмах и начала схода шихты загружают 0,01 - 0,5 объема печи шихтой с повышенной объемной теплоемкостью.

Уменьшение доли такой шихты до 0,01 объема печи (примерно равно объему одной порции) технологически допустимо, но уменьшает эффективность способа, а превышение объема загружаемых материалов свыше 0,5 объема печи приведет к нарушению установившегося газового потока и к переохлаждению шахты.

Предлагаемый по способу интервал увеличения объемной теплоемкости загружаемой шихты в 1,01 - 2,5 раза объясняется расчетными и справочными данными, приведенными в табл. 1 и 2.

Превышение объемной теплоемкости более чем в 2,5 раза известными шихтовыми материалами невозможно. Величина 2,5 достигается при загрузке в порциях только окатышей с насыпной плотностью 2200 кг/м³ и теплоемкостью при 600^oC - 1910 кДж/м^3oC вместо порций одного кокса с насыпной плотностью 500 кг/м³ и теплоемкостью при 600^oC - 758 кДж/м^3oC.

Увеличение объемной теплоемкости загружаемой шихты в 1,01 раза обеспечивает (по расчету) понижение температуры на 13,5^oC, поэтому увеличение объемной теплоемкости шихты менее чем в 1,01 раза, технологически допустимо, но не решает задачу существенного снижения температуры колошниковых газов.

После загрузки 0,01 - 0,5 объема печи шихтой с повышенной объемной теплоемкостью продолжают загружать шихту с рудной нагрузкой 2,8 - 3,5 т/т.

Этот интервал рудных нагрузок соответствует режиму нормальной работы при выплавке литейного чугуна с массовой долей кремния 3,0 - 1,5% при обычных шихтовых условиях и параметрах дутья. Фактически следует ожидать долю кремния в чугуне на 0,1 - 0,3% ниже, так как часть тепла будет расходоваться на прогрев футеровки доменной печи.

Повышение объемной теплоемкости шихты целесообразно производить путем увеличения массы рудно-флюсовой порции в столбе шихты, поскольку это позволит полнее перекрыть слоями железорудных материалов осевую зону и уменьшить потери тепла с газами, уходящими через центральную отдушину, что наблюдается при форсированных задувках.

Эффективность теплообмена по способу повышается, если, наряду с увеличением рудно-флюсовой порции при загрузке 0,01 - 0,5 объема доменной печи, в качестве рудного материала применяют материал с более высокой объемной теплоемкостью, например окатыши ЛебГОКа (см. табл. 2, расчет II, IV и III, V).

Пример.

Доменная печь объемом 200 м³ после капитального ремонта I разряда была загружена задувочной шихтой первого объема следующего состава: 34,5 четырехскиповых холостых подач; 15 трехскиповых холостых подач с флюсом (рудная нагрузка - 0,35 т/т); 13 четырехскиповых рудных подач первого объема (рудная нагрузка - 3,25 т/т). Печь была задута на 24 фурмы обычного диаметра. После зажигания кокса и начала схода шихты в печь было загружено 21 четырехскиповых рудных подачи шихты состава первого объема (рудная нагрузка - 3,25 т/т), после чего загрузили 13 подач с повышенной объемной теплоемкостью (C_V= 1134 кДж/м³K) и рудной нагрузкой 3,80 т/т. Увеличение объемной теплоемкости произвели путем увеличения массы рудно-флюсовых материалов на 5,5 т в подачу и увеличением доли материалов с повышенной объемной теплоемкостью на 38%. Затем до открытия первого выпуска продолжали загрузку в доменную печь шихты с рудной нагрузкой 3,25 т/т. Было загружено 18 четырехскиповых рудных подач второго объема. Первый выпуск открыли через 22 часа 20 минут после пуска. Массовая доля кремния - 6,43%, серы - 0,016%. После первого выпуска провели корректировку параметров шихты (повысили рудную нагрузку, рудная нагрузка - 3,44 т/т) и дутья (температура - 900^oC; расход - 2283 м³/мин; давление - 1,25 ати; расход природного газа - 13 тыс.м³/час; расход технологического кислорода - 15 тыс.м³/час. Температура колошника, весь период, не превышала 400^oC. Через 2 суток после начала схода шихты печь была выведена на обычный режим работы на передельном чугуне с Si=0,9 - 1,1%. В задувочном периоде было снижено потребление кокса на 500 т, не допущен перегрев колошника.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при задувке новой доменной печи или после капитального ремонта I и II разрядов. Сущность изобретения: после загорания кокса на фурмах и начала схода шихты во время загрузки второго объема загружают 0,01 - 0,5 объема печи шихтой с повышенной объемной теплоемкостью, после чего продолжают загружать шихту с рудной нагрузкой 2,8 - 3,5 т/т до проведения первых выпусков. Причем повышение объемной теплоемкости производят за счет увеличения рудно-флюсовых порций в подачах и увеличением в рудно-флюсовых порциях доли материалов с повышенной объемной теплоемкостью. Использование изобретения обеспечивает снижение расхода кокса в задувочном периоде, предотвращение перегрева колошниковых газов и оборудования колошника, сокращение времени выведения печей на рабочие параметры. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Способ задувки доменной печи, включающий загрузку задувочной шихты первого и второго объемов подачами, содержащей кокс и рудно-флюсовые материалы с различной рудной нагрузкой, подачу через воздушные фурмы нагретого дутья, зажигание кокса и начало схода шихты, контроль и изменение параметров шихты и дутья, выпуск чугуна и шлака, отличающийся тем, что после зажигания кокса и начала схода шихты во время загрузки второго объема загружают 0,01 - 0,5 объема печи шихтой с объемной теплоемкостью в 1,01 - 2,5 раза большей, чем у последних подач шихты, загруженных до начала ее схода, после чего печь загружают шихтой с рудной нагрузкой 2,8 - 3,5 т/т до первых выпусков чугуна и шлака. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения объемной теплоемкости шихты увеличивают массу рудно-флюсовых материалов в подачах. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения объемной теплоемкости шихты увеличивают в рудно-флюсовых материалах долю материалов с повышенной объемной теплоемкостью.