СПОСОБ ПРОМЫВКИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 2003 года по МПК C21B3/00 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к процессам промывки горна доменной печи.

Наиболее близким по технической сущности является способ промывки доменной печи, включающий периодическое введение в состав загружаемой шихты промывочных добавок, выпуск из печи по леткам чугуна и доменного шлака. В качестве промывочных добавок в загружаемую шихту подают сварочный шлак, железную руду, марганцевую и/или плавиковый шпат. При этом определяют за каждые 48-72 ч среднее отношение массы чугуна, вышедшего из каждой летки до появления шлака, к общей массе чугуна за выпуск через летку и коэффициент вариации этого отношения. Введение промывочных добавок в загружаемую шихту производят при значениях указанных величин менее 0,25-0,22 соответственно (cм. авт. свид. СССР 1276664, кл. С 21 В 3/00, БИ 46, 1986 г.).

Недостатком известного способа являются:
- сложность определения критерия проведения промывки (фиксация на каждом выпуске времени появления шлака и определения массы чугуна до этого момента);
- дефицит в современных условиях промывочных материалов, указанных в известном способе: сварочный шлак, марганцевая руда;
- нерегламентированное количество промывочного материала в зависимости от указанного критерия и химического состава промывочного материала.

Все эти недостатки снижают эффективность проведения промывок доменной печи по известному способу.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в увеличении производительности доменной печи по выпуску чугуна за счет улучшения дренажа коксовой посадки в шихте и улучшения равномерности хода доменной печи.

Указанный технический эффект достигают тем, что способ промывки доменной печи включает периодическое введение в состав загружаемой шихты промывочных добавок, выпуск из печи по леткам чугуна и доменного шлака.

По весу выпускаемого из леток доменного шлака за период 30-40 выпусков определяют величину неравномерности выпуска шлака по всем леткам и при достижении величины неравномерности в пределах 10-50% в загружаемую шихту вводят промывочную добавку в виде шлака, содержащего железо, кремний и марганец, а также конвертерный шлак. Количество шлака, содержащего Fе, Si, Мn, устанавливают по зависимости:
M = K•ψ•P,
где М - количество шлака, содержащего Fе, Si, Мn, кг/т чугуна;
ψ - величина неравномерности выпускаемого доменного ишака по вcем леткам, %;
Р - удельный выход доменного шлака, по всем леткам за 30-40 выпусков, кг/т чугуна;
К - эмпирический коэффициент, характеризующий, физико-химичеcкие закономерности шлакообразования в доменной печи, равный 0,0067-0,0074, 1/%.

Количество вводимого в загружаемую в доменную печь шихту конвертерного шлака N устанавливают в пределах (0,5-1,05)•M.

Шлак, включающий Fе, Si, Mn, содержит, мас.%; Mn= 17-19; СаО=21-23; МgO= 7-8; SiO₂=46-48; Al₂O₃=3,5-3,6; FeO=1,7-1,8; S=0,20-0,24.

Увеличение производительности доменной печи по выпуску чугуна будет происходить вследствие снижения газодинамической напряженности в нижней части печи, что позволяет увеличить количество дутья и интенсивность работы печи.

Улучшение равномерности хода доменной печи будет происходить вследствие улучшения дренажа продуктов плавки в очищенной коксовой насадке и по этой причине увеличения равномерности выдачи продуктов плавки из печи.

Выбор периода для определения промывочного критерия в пределах 30-40 выпусков объясняется инерционностью печи и степенью статистической достоверности. При меньших значениях будет низкая статистическая достоверность. При больших значениях будет происходить запаздалое воздействие на ход плавки с возможностью технологического расстройства - загромождение горна печи.

Диапазон значений величины степени наравномерности выпуска шлака по воем леткам в пределах 10-50% объясняется физико-химическими закономерностями хода доменной плавки. При меньших значениях ход процесса выплавки чугуна практически не нарушается. Неравномерность свыше 50% приводит к технологическому расстройству процесса выплавки чугуна.

Диапазон значений эмпирического коэффициента "К" в пределах 0,0067-0,0074 объясняется стехиометрическим соотношением основных и кислых окислов, содержащихся в материалах промывки. В этом диапазоне находится также коэффициент, учитывающий компенсирующее воздействие промывки на окружную неравномерность выдачи шлака по леткам. При меньших значениях доменный шлак будет иметь повышенную оcновность. При больших значениях шлак будет иметь пониженную основность, что приводит к ухудшению его свойств и к снижению показателей доменной плавки.

Диапазон количества вводимого количества дополнительного конвертерного шлака в виде добавок в пределах 0,50-1,06 от количества шлака, содержащего Fе, Si, Mn объясняется необходимостью поддержания заданной основности доменного шлака в процессе промывки. При меньших значениях будет происходить образование кислых шлаков с соотношением CaO/SiO₂<0,9. При больших значениях оcновность доменного шлака будет составлять СаО/SiO₂>1,2, что нежелательно.

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ промывки доменной плавки осуществляют следующим образом.

Пример. В процессе доменной плавки в печь загружают шихту, состоящую из агломерата, окатышей, конвертерного шлака с расходом 80% агломерата, 15% окатышей и 5% конвертерного шлака. В процессе выплавки из горна доменной печи периодически выпускают по леткам чугун и доменный шлак. Чугун выпускают со следующим химическим составом, мас.% Si=0,7; Мn=0,08; S=0,016; Р=0,06; C= 4,6%.

В процессе выплавки чугуна в загружаемую шихту вводят промывочные добавки. По весу выпускаемого из леток доменного шлака за период 30-40 выпусков чугуна и доменного шлака определяют величину неравномерности выпуска шлака по вcем леткам и при достижении величины неравномерности в пределах 10-50% в загружаемую шихту вводят промывочную добавку в виде шлака, содержащего железо, кремний и марганец, а также дополнительный конвертерный шлак. Количество вводимого шлака, содержащего Fе, Si и Мn, устанавливают по зависимости
M = K•ψ•P,
где М - количество шлака, содержащего Fе, Si, Мn, кг/т чугуна;
ψ - величина неравномерности выпускаемого доменного шлака по всем леткам, %;
Р - удельный расход доменного шлака по всем леткам за 30-40 выпусков, кг/т чугуна;
К - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности шлакообразования в доменной печи, равный 0,0067-0,0074, 1/%.

Количество вводимого в загружаемую в доменную печь шихту дополнительного конвертерного шлака N устанавливают в пределах (0,5-1,5)М.

Шлак, включающий Fе, Si, Мn, содержит Мn=17-19; СаO=21-23; Мg=7-8; Аl₂O₃=3,5-3,6; SiО₂=46-48; FеО₂=1,7-1,8; S=0,20-0,24.

В таблице приведены примеры - осуществления способа с различными технологическими параметрами.

В первом примере вследствие окружной неравномерности выпуска шлака менее 10% регулирование подачи промывки производить нет необходимости, т.к. такая окружная неравномерность практически не нарушает ход процесса выплавки чугуна.

В пятом примере при большом выходе шлака добавка промывочного материала будет еще больше увеличивать выход шлака. При таких выходах шлака эффективность промывки печи снижается.

В шестом примере степень окружной неравномерности более 50%, что приводит к технологическому расстройству печи. В этом случае применяют другие технологические приемы, отличающиеся от предлагаемого.

Наиболее оптимальные для регулирования подачи промывочных материалов являются примеры 2, 3 и 4.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее, к процессам промывки горна доменной печи. Способ промывки доменной печи включает периодическое введение в состав загружаемой шихты промывочных добавок, выпуск из печи по леткам чугуна и доменного шлака. По весу выпускаемого из леток доменного шлака за период 30-40 выпусков определяют величину неравномерности выпуска шлака по всем леткам и при достижении величины неравномерности в пределах 10-50% в загружаемую шихту вводят промывочную добавку в виде шлака, содержащего железо, кремний и марганец, и конвертерного шлака. Количество шлака, содержащего Fe, Si, Mn, устанавливают по зависимости М=К•ψ•Р, где М - количество шлака, содержащего Fe, Si, Mn, кг/т чугуна; ψ - величина неравномерности выпускаемого доменного шлака по всем леткам, %; Р - удельный выход доменного шлака по всем леткам за 30-40 выпусков, кг/т чугуна; К - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности шлакообразования в доменной печи, равный 0,0067-0,0074, 1/%. Количество конвертерного шлака N устанавливают в пределах N=(0,5-1,05)•М. Шлак, включающий Fe, Si, Mn, содержит, мас.%: Mn=17-19; СаО=21-23; MgO=7-8; SiO₂=46-48; Al₂O₃=3,5-3,6; FeO=1,7-1,8; S=0,20-0,24. Использование изобретения обеспечивает увеличение производительности доменной печи и улучшение равномерности ее хода. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ промывки доменной печи, включающий периодическое введение в состав загружаемой шихты промывочных добавок, выпуск из печи по леткам чугуна и доменного шлака, отличающийся тем, что по весу выпускаемого из леток доменного шлака за период 30 - 40 выпусков определяют величину неравномерности выпуска шлака по всем леткам и при достижении величины неравномерности в пределах 10 - 50% в загружаемую шихту вводят промывочную добавку в виде шлака, содержащего железо, кремний и марганец, и конвертерного шлака, при этом количество шлака, содержащего Fe, Si и Мn, устанавливают по зависимости
M=К•ψ•P,
где М - количество шлака, содержащего Fe, Si, Мn, кг/т чугуна;
ψ - величина неравномерности выпускаемого доменного шлака по всем леткам, %;
Р - удельный выход доменного шлака по всем леткам за 30-40 выпусков, кг/т чугуна;
К - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности шлакообразования в доменной печи, равный 0,0067-0,0074, 1/%,
а количество конвертерного шлака N устанавливают в пределах (0,5-1,05)•М. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шлак, включающий Fe, Si, Мn содержит мас. %: Мn= 17-19, СаО=21-23, MgO=7-8, SiO₂=46-48, Al₂O₃=3,5-3,6, FeO=1,7-1,8, S=0,20-0,24.