СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНОГО ГАРНИСАЖА В ГОРНЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 2004 года по МПК C21B3/00 C21B7/06 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выплавки передельных и литейных чугунов и ферросплавов в доменных печах.

Технической задачей изобретения является создание на футеровке горна доменной печи стабильного прочного гарнисажа, обеспечивающего уменьшение тепловых потерь с охлаждающей водой, уменьшение расхода топлива, повышение срока службы футеровки и продолжительности кампании доменной печи, предотвращение прорыва горна.

Известно техническое решение, обеспечивающее создание защитного гарнисажа на стенах горна доменной печи путем ввода в шихту материала, понижающего вязкость шлака, и поддержания высокой (более 4,0) основности шлака для получения его температуры плавления выше температуры внутренней поверхности футеровки горна.

Такой шлак образует защитный гарнисаж на футеровке горна и предохраняет ее от износа [1]. Недостатком данного способа является его ограниченные возможности по защите футеровки. Гарнисаж из высокоосновного шлака после снижения основности шлака неизбежно размывается шлаками нормальной основности.

Известен способ создания гарнисажа в горне доменной печи, включающий подачу в печь в качестве гарнисажеобразующей добавки титансодержащего агломерата, при спекании которого в аглошихту добавляют шлак производства феррованадия, содержащий титан в оксидной и карбонитридной фазах [2]. Недостатком данного технического решения является необходимость спекания специального агломерата, что требует организации отдельной технологической цепи подачи и измельчения шлака производства феррованадия. Кроме того, при подаче в печь через колошник гаринсажеобразующая добавка проходит вблизи стен и, благодаря высокой адгезионной способности образующегося из этой добавки шлака, может способствовать образованию настылей в нижней части печи.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по свойствам и достигаемым результатам является известный способ создания гарнисажа в горне доменной печи, включающий подачу гарнисажеобразующей добавки в горн доменной печи, путем вдувания ее через воздушные фурмы, причем в качестве гарнисажеобразующей добавки используют в этом случае титансодержащий материал [3]. В этом известном способе исключается возможность образования настылей в нижней части доменной печи и устраняется отрицательное влияние прихода в печь дополнительного шлакообразующего материала. Однако недостатком данного известного способа создания в горне печи защитного гарнисажа является необходимость применять для его реализации специального дорогостоящего оборудования для вдувания гарнисажеобразующей добавки в фурмы.

Технической задачей данного изобретения является устранение недостатков известных технических решений, создание стабильного гарнисажа на стенках горна доменной печи, уменьшение тепловых потерь с охлаждающей водой, снижение расхода топлива, увеличение срока службы футеровки и продолжительности кампании доменной печи.

Решение данной технической задачи достигается тем, что в известном способе создания защитного гарнисажа в горне доменной печи, включающем подачу в горн гарнисажеобразующей добавки, в качестве гарнисажеобразующей добавки используют шунгит и/или материалы, содержащие карбид кремния, а подачу гарнисажеобразующей добавки в горн осуществляют путем ввода ее через каналы чугунных леток вместе с леточной массой с помощью пушек для закрытия чугунных леток.

Решение данной технической задачи достигается также тем, что контролируют температуру футеровки на уровне стыка горна и лещади и подачу гарнисажеобразующей добавки в горн печи осуществляют при положительном отклонении тренда средней температуры футеровки по окружности горна от установленного уровня более, чем на 10^oС, причем подачу гарнисажеобразующей добавки производят через все летки доменной печи поочередно.

Эффективное решение данной технической задачи достигается также тем, что контролируют температуру кладки на уровне стыка горна по секторам его окружности, соответствующим расположению чугунных леток, определяют сектор с максимальной температурой и при ее отклонении от средней температуры кладки по окружности горна более, чем на 15^oС гарнисажеобразующую добавку подают через чугунную летку, расположенную в данном секторе горна.

Сущность изобретения заключается в следующем. Материал, содержащий карбид кремния и/или шунгит, измельчают до фракции менее 1 мм, замешивают в леточную массу в количестве 5-30%, загружают первой порцией в пушку для закрытия чугунной летки и подают в печь при закрытии чугунной летки по окончании выпуска. Первая порция леточной массы, содержащая гарнисажеобразующую добавку, продавливается поступающей из пушки за первой порцией леточной массы с гарнисажеобразующей добавкой остальным количеством леточной массы, не содержащей этой добавки, через весь канал чугунной летки и, упираясь в коксовую насадку в горне печи, распространяется по стенкам горна вокруг канала летки, образуя защитный слой из леточной массы в этом районе горна. По мере нагрева леточной массы она коксуется и твердеет. Карбид кремния, содержащийся в гарнисажеобразующей добавке, повышает огнеупорные качества леточной массы и защитные свойства образованного из нее слоя на стенках горна вокруг чугунной летки. Такую же роль играет карбид кремния, образующийся в частицах шунгита при его нагреве до температуры 1400^oC и более, когда в качестве гарнисажеобразующей добавки используется шунгит.

Контроль температуры футеровки по окружности горна с выявлением сектора с максимальной температурой позволяет наиболее эффективно и оперативно производить защиту футеровки горна от разгара путем подачи гарнисажеобразующей добавки именно в чугунную летку, расположенную в секторе с максимальной температурой футеровки.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Ha доменной печи объемом 5200 м³ при контроле температуры футеровки на уровне стыка горна и лещади выявили положительное отклонение тренда средней температуры футеровки (по всем термопарам, измеряющим температуру периферийных углеродистых блоков футеровки на данном горизонте) на 17^oС (в течение 3 суток средняя температура увеличилась от установленного опытным путем безопасного уровня 105-110^oС до значения 124^oС), что свидетельствовало о разгаре защитного гарнисажа и футеровки в этой зоне горна. Для защиты футеровки путем создания на ней защитного гарнисажа, в соответствии с изобретением, в первые порции леточной массы замешивали измельченный шунгит в количестве 12% от массы порции. Гарнисажеобразующую добавку вводили поочередно при закрытии всех чугунных леток, через которые производили выпуск продуктов плавки. Спустя 3 суток средняя температура футеровки на указанном горизонте снизилась до уровня 106^oС. Подачу в горн гарнисажеобразующей добавки осуществляли после этого еще в течение суток.

Пример 2. На доменной печи объемом 5200 м³ при контроле температуры футеровки по окружности горна на уровне стыка горна и лещади выявили сектор с максимальной температурой (130^oС) футеровки (в районе летки N 2). Отклонение температуры от средней по окружности (109^oС) составляло 21^oС. Гарнисажеобразующую добавку (измельченный шунгит) подавали в указанную летку в составе первых порций леточной массы при закрытии этой чугунной летки на всех выпусках в течение 5 суток. В результате температура футеровки в данном секторе горна снизилась до уровня 107^oС. Подачу гарнисажеобразующей добавки прекратили.

Результатом применения предложенного способа создания гарнисажа в доменной печи было снижение температуры охлаждающей воды на холодильниках горна в районе чугунной летки, что свидетельствует об образовании гарнисажа на его стенках. Снижения технико-экономических показателей работы печи не происходило. Наличие стабильного слоя гарнисажа на стенах горна в районе чугунных леток позволило повысить ее форсировку и увеличить производительность печи.

Таким образом, применение предложенного способа создания гарнисажа в доменной печи позволяет уменьшить потери тепла, повысить производительность и увеличить длительность кампании печи.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 98781, МКИ С 21 В 5/02.

2. Авторское свидетельство СССР N 1401046, МКИ С 21 В 5/00.

3. Доклад на парижском конгрессе по вдуванию рутилита.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может использоваться при выплавке чугуна в доменных печах. Сущностью изобретения является подача в горн печи титансодержащей гарнисажеобразующей путем ввода ее через канал чугунной клетки вместе с леточной массой с помощью пушки для закрытия чугунной летки. Измельченную до крупности менее 1 мм гарнисажеобразующую добавку замешивают в леточную массу в количестве 5-30% и загружают ее в пушку первой порцией. При закрытии летки леточная масса продавливается в горн и образует на стенках его в районе летки гарнисаж. В качестве гарнисажеобразующей добавки используют карбид кремния и/или шунгит. Гарнисажеобразующую добавку вводят в горн через все летки по результатам контроля температуры футеровки на уровне стыка стенки горна и лещади при положительном отклонении средней температуры футеровки горна от установленного уровня более чем на 10^oС. При контроле температуры футеровки горна по секторам и выявлении сектора с максимальной температурой футеровки гарнисажеобразующую добавку вводят в горн через летку в секторе с максимальной температурой при ее отклонении от средней температуры по окружности горна более чем на 15^oС. Применение предложенного технического решения обеспечивает создание защитного гарнисажа на стенках печи и увеличивает длительность кампании печи. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ создания защитного гарнисажа в горне доменной печи, включающий подачу в горн доменной печи гарнисажеобразующей добавки, отличающийся тем, что в качестве гарнисажеобразующей добавки используют шунгит и/или материалы, содержащие карбид кремния, а подачу гарнисажеобразующей добавки в горн осуществляют путем ввода ее через каналы чугунных леток вместе с леточной массой с помощью пушек для закрытия чугунных леток.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контролируют температуру футеровки на уровне стыка горна и лещади и подачу гарнисажеобразующей добавки в горн печи осуществляют при положительном отклонении тренда средней температуры футеровки по окружности горна от установленного уровня более чем на 10°С, причем подачу гарнисажеобразующей добавки производят через все летки доменной печи поочередно.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что контролируют температуру кладки на уровне стыка горна по секторам его окружности, соответствующим расположению чугунных леток, определяют сектор с максимальной температурой и при ее отклонении от средней температуры кладки по окружности горна более чем на 15°С гарнисажеобразующую добавку подают через чугунную летку, расположенную в данном секторе горна.