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

Описание патента на изобретение RU2223331C1

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.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по свойствам и достигаемым результатам является известный способ создания гарнисажа в доменной печи, включающий загрузку 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.

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 доменной печи, включающем загрузку в печь титансодержащей гарнисажеобразующей добавки, в качестве гарнисажеобразующей добавки в печь загружают металлоконцентрат, получаемый из отвальных доменных шлаков производства ванадиевого чугуна, контролируют температуру периферийных углеродистых блоков футеровки на уровне стыка горна и лещади и загрузку металлоконцентрата в количестве 1,5-3% от массы железорудной части шихты осуществляют при положительном отклонении тренда средней температуры футеровки горна по окружности горна от установленного уровня более чем на 10oС, причем загрузку металлоконцентрата производят в узкую периферийную зону колошника, ограниченную радиусами 0,7-0,9 радиуса колошника.

Дополнительно указанная техническая задача решается тем, что контролируют температуру периферийных углеродистых блоков футеровки на уровне стыка горна и лещади по секторам его окружности, определяют сектор с максимальной температурой и при ее отклонении от средней температуры кладки по окружности горна более чем на 15oС металлоконцентрат загружают в периферийный сегмент колошника, ограниченный радиусами 0,7-0,9 радиуса колошника, в его секторе, соответствующем сектору горна с повышенной температурой футеровки.

Решение технической задачи с высокой эффективностью достигается также тем, что металлоконцентрат загружают периодически, отдельными порциями массой 0,1-0,25 от массы порции железорудной шихты.

Сущность изобретения заключается в следующем. При вводе в шихту в качестве гарнисажеобразующей добавки металлконцентрата, содержащего титан в виде оксидов, карбонитридов и металла, и загрузке его узкое периферийное кольцо, ограниченное радиусами 0,7-0,9 радиуса колошника, металлоконцентрат, содержащий шлаковую (50-65%) и металлическую (35-50%) составляющие, достигнув зоны плавления, расплавляется в виде титансодержащих чугуна и шлак стекает в горн в непосредственной близости от стен горна. При этом шлаковая составляющая металлоконцентрата, содержащая в среднем: 14-16% Аl2O3, 11-14% MgO, 8-10 TiO2, 0,3-0,4% MnO, 1,5-2,0% FeO, 25-28%, SiO2 и СаО - остальное, вследствие более ее высокой температуры плавления имеет более высокую вязкость по сравнению с первичными шлаками, образующимися в зоне плавления из железорудной части шихты, и высокую адгезионную способность. Этому же способствует наличие в ней карбонитридов титана. Такой шлак при контакте с кладкой горна образует на ней в зоне нахождения шлака в горне устойчивый гарнисаж.

Чугунная составляющая металлоконцентрата расплавившись стекает в горн вблизи от его стен и в фурменной зоне окисляется незначительно. Вследствие отсутствия перемешивания чугуна в металлоприемнике содержащиеся в расплаве металлической составляющей металлоконцентрата карбонитриды титана, имеющие высокую температуру плавления, по мере приближения к стенам горна и снижения температуры чугуна кристаллизуются и образуют на стенках горна в металлоприемнике тугоплавкий гарнисаж, наличие которого препятствует размыванию футеровки горна. Образование гарнисажа на стенках горна снижает теплопотери и способствует увеличению срока его службы и продлению кампании печи. Дополнительным эффектом применения металлоконцентрата в качестве гарнисажеобразующей добавки является сокращение расхода кокса в связи с появлением металлического железа в шихте.

Контроль тренда средней температуры футеровки на горизонте стыка горна и лещади позволяет своевременно принимать меры по защите футеровки и прекращать загрузку гарнисажеобразующей добавки при ликвидации нежелательного увеличения средней температуры футеровки горна на указанном горизонте. Опыт работы печей показывает, что положительное отклонение тренда средней температуры футеровки на стыке горна и лещади, требующее принятия мер по защите футеровки горна от разгара, составляет 10-15oС.

Загрузка металлоконцентрата в зону колошника, расположенную дальше от его стен чем на расстоянии 0,3 радиуса колошника снижает эффективность применения металлоконцентрата. При загрузке металлоконцентрата в периферийное кольцо, расположенное ближе чем на расстоянии 0,1 радиуса колошника, возникает опасность образования настылей в шахте печи из-за высокой адгезионной способности шлака, содержащегося в металлоконцентрате.

Контроль температуры футеровки на стыке горна и лещади по окружности горна позволяет определить наиболее изношенный и опасный участок футеровки и защитить его путем секторной загрузки металлоконцентрата в сектор с максимальной температурой. По опыту работы допустимое отклонение температуры в секторах от средней температуры по окружности не должно превышать 15oС.

Заявляемое количество загружаемого металлоконцентрата 1,5-3,0% от массы железорудной части шихты также получено в результате опыта работы. При количестве загружаемого металлоконцентрата меньшем 1,5% увеличивается время наращивания гарнисажа в горне, что нежелательно, так как ведет к увеличению потерь тепла. При количестве металлоконцентрата более 3,0% возможно увеличение толщины гарнисажа и снижение объема металлоприемника, что также нежелательно из-за снижения технико-экономических показателей плавки.

Загрузка металлоконцентрата порциями менее чем 10% от массы порции железорудной шихты чрезмерно снижает темп загрузки печи. Загрузка добавки в количестве более 25% от массы порции железорудной шихты затрудняет загрузку добавки в узкий периферийный сегмент (в пределах 0,7-0,9 радиуса колошника).

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Ha доменной печи объемом 5500 м3 при контроле температуры футеровки на уровне стыка горна и лещади выявили положительное отклонение тренда средней температуры периферийных углеродистых блоков футеровки (по всем термопарам, измеряющим температуру периферийных углеродистых блоков на данном горизонте) от установленного на основе опыта работы печи безопасного уровня средней по окружности температуры блоков 105-110oС на 12oС (в течение 3 суток средняя температура увеличилась от уровня 108oС до уровня 120oС), что свидетельствовало об уменьшении толщины гарнисажа на стенках горна в этой зоне. Для создания на футеровке устойчивого гарнисажа в соответствии с изобретением в шихту ввели металлоконцентрат фракции 20-70 мм в количестве 25 кг/т чугуна или 1,7% от массы железорудных материалов. Металлоконцентрат загружали в узкую кольцевую зону колошника, ограниченную радиусами 0,75-0,85 радиуса колошника. Спустя 4 суток средняя температура футеровки на указанном горизонте снизилась до уровня 107oС. Загрузку металлоконцентрата прекратили.

Пример 2. На доменной печи объемом 5500 м3 при контроле температуры футеровки по окружности горна на уровне стыка горна и лещади выявили сектор с максимальной температурой (124oС) футеровки (в районе летки N4), которая превышала среднюю температуру (105oС) футеровки по окружности на 17oС, т.е. более чем на 15oС. Металлоконцентрат в количестве 35 кг/т чугуна или около 2% от массы железорудной шихты загружали в сегмент указанного сектора, ограниченный радиусами 0,75-0,9 радиуса колошника. Загрузку металлоконцентрата производили периодически отдельными порциями величиной по 25,0 т (16% от массы порции железорудных материалов). Через 60 ч градиент температур футеровки между секторами горна уменьшился до допустимого и загрузку гарнисажеобразующей добавки прекратили.

Результатом применения предложенного способа создания гарнисажа в доменной печи было снижение температуры охлаждающей воды на холодильниках горна горна, что свидетельствует об образовании гарнисажа на его стенках. Снижения технико-экономических показателей работы печи не происходило. Наличие стабильного слоя гарнисажа на стенах горна 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. Авт. св. СССР 98781, МКИ С 21 В 5/02.

2. Авт. св. СССР 1401046, МКИ С 21 В 5/00.

Похожие патенты RU2223331C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНОГО ГАРНИСАЖА НА ФУТЕРОВКЕ ГОРНА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ 2003
  • Курунов И.Ф.
  • Туктамышев И.И.
  • Логинов В.Н.
  • Нетронин В.И.
  • Гуркин М.А.
  • Суханов М.Ю.
RU2223328C1
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНОГО ГАРНИСАЖА В ГОРНЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ 2003
  • Логинов В.Н.
  • Ванчиков С.В.
  • Нетронин В.И.
  • Курунов И.Ф.
RU2223330C1
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНОГО ГАРНИСАЖА В ГОРНЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ 2003
  • Курунов И.Ф.
  • Логинов В.Н.
  • Нетронин В.И.
  • Суханов М.Ю.
  • Синицын В.А.
RU2223329C1
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНОГО ГАРНИСАЖА НА ФУТЕРОВКЕ ГОРНА И ЛЕЩАДИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ 2005
  • Логинов Валерий Николаевич
  • Суханов Михаил Юрьевич
  • Васильев Леонид Евгеньевич
  • Каримов Михаил Муртазакулович
  • Логинов Игорь Валерьевич
  • Большаков Вадим Иванович
  • Нестеров Александр Станиславович
  • Можаренко Николай Михайлович
  • Якушев Владимир Сергеевич
RU2291199C1
Способ ведения доменной плавки 2019
  • Виноградов Евгений Николаевич
  • Калько Андрей Александрович
  • Волков Евгений Александрович
  • Заводчиков Михаил Васильевич
RU2709318C1
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНОГО ГАРНИСАЖА В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ 2004
  • Терентьев В.Л.
  • Гибадулин М.Ф.
  • Мавров А.Л.
  • Гостенин В.А.
  • Сибагатуллин С.К.
  • Терентьев А.В.
RU2255114C1
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНОГО ГАРНИСАЖА В ШАХТЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ 2004
  • Логинов В.Н.
  • Суханов М.Ю.
  • Гуркин М.А.
  • Васильев Л.Е.
  • Каримов М.М.
  • Большаков Вадим Иванович
  • Нестеров Александр Станиславович
  • Можаренко Николай Михайлович
  • Якушев Владимир Сергеевич
RU2251575C1
СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ 2007
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Девяткин Юрий Дмитриевич
  • Поляков Николай Серафимович
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Томских Сергей Геннадьевич
  • Поляков Виталий Николаевич
  • Слепенков Владимир Владимирович
RU2342440C1
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНОГО ГАРНИСАЖА В ШАХТЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ 2010
  • Логинов Валерий Николаевич
  • Суханов Михаил Юрьевич
  • Каримов Михаил Муртазакулович
  • Логинов Игорь Валерьевич
  • Васильев Леонид Евгеньевич
  • Большаков Вадим Иванович
  • Нестеров Александр Станиславович
  • Можаренко Николай Михайлович
  • Якушев Владимир Сергеевич
  • Иванча Николай Григорьевич
RU2445375C2
Способ загрузки промывочных и рабочих подач в доменную печь 2022
  • Калько Андрей Александрович
  • Волков Евгений Александрович
  • Каримов Михаил Муртазакулович
  • Теребов Александр Леонидович
RU2786283C1

Реферат патента 2004 года СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНОГО ГАРНИСАЖА В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может использоваться при выплавке чугуна в доменных печах. Сущностью изобретения является введение в шихту доменных печей в качестве титансодержащей гарнисажеобразующей добавки материала, содержащего титан в виде оксидов, карбонитридов и металлического, а именно металлоотсева производства феррованадия. Подачу гарнисажеобразующей добавки производят по результатам контроля температуры футеровки на уровне стыка горна и лещади. При положительном отклонении тренда температуры от установленного уровня более чем на 10oС металлоконцентрат в количестве 1,5-3,0% от массы железорудной шихты загружают в узкое периферийное кольцо, ограниченное радиусами 0,7-0,9 радиуса колошника. Для локальной защиты футеровки горна контролируют ее температуру по секторам горна, определяют сектор с максимальной температурой и при ее отклонении более чем на 15oС от средней температуры по окружности металлоконцентрат периодически, порциями по 0,1-0,25 порции железорудной части шихты загружают в периферийный сегмент, ограниченный радиусами 0,7-0,9 радиуса колошника в секторе колошника над сектором горна с максимальной температурой футеровки. Применение предложенного технического решения обеспечивает создание защитного гарнисажа на стенках печи и увеличивает длительность кампании печи. 2 с.п.ф-лы.

Формула изобретения RU 2 223 331 C1

1. Способ создания защитного гарнисажа в доменной печи, включающий загрузку в печь титансодержащей гарнисажеобразующей добавки, отличающийся тем, что в качестве гарнисажеобразующей добавки в печь загружают металлоконцентрат, получаемый из отвальных доменных шлаков производства ванадиевого чугуна, контролируют температуру периферийных углеродистых блоков футеровки на уровне стыка горна и лещади и загрузку металлоконцентрата в количестве 1,5-3% от массы железорудной части шихты осуществляют при положительном отклонении тренда средней температуры футеровки горна по окружности горна от установленного уровня более чем на 10°С, причем загрузку металлоконцентрата производят в узкую периферийную зону колошника, ограниченную радиусами 0,7-0,9 радиуса колошника.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контролируют температуру периферийных углеродистых блоков футеровки на уровне стыка горна и лещади по секторам его окружности, определяют сектор с максимальной температурой и при ее отклонении от средней температуры кладки по окружности горна более чем на 15°С металлоконцентрат загружают в периферийный сегмент колошника, ограниченный радиусами 0,7-0,9 радиуса колошника, в его секторе, соответствующем сектору горна с повышенной температурой футеровки.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что металлоконцентрат загружают периодически, отдельными порциями массой 0,1-0,25 от массы порции железорудной шихты.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2223331C1

Способ доменной плавки 1985
  • Цейтлин Александр Маркович
  • Черноусов Павел Иванович
  • Юсфин Юлиан Семенович
  • Даньшин Виктор Васильевич
  • Цейтлин Марк Аронович
  • Тюфяков Борис Андреевич
SU1401046A1
Способ выплавки чугуна в доменной печи 1954
  • Семик И.П.
SU98781A1
СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТИТАНСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 1997
  • Волков Д.Н.
  • Качула Б.В.
  • Кудинов Д.З.
  • Рудин В.С.
  • Рыбаков Б.П.
  • Филиппов В.В.
  • Ченцов А.В.
  • Чернавин А.Ю.
  • Шаврин С.В.
RU2117707C1
Способ управления работой доменной печи 1987
  • Капорулин Валерий Витальевич
  • Чернобривец Борис Федосеевич
  • Емельянов Вячеслав Леонидович
  • Альтер Михаил Аронович
  • Козодеров Виктор Иванович
  • Урбанович Генрих Иванович
  • Савастьянов Юрий Викторович
SU1604857A1
Способ доменной плавки 1990
  • Марсуверский Борис Александрович
  • Меламуд Самуил Григорьевич
  • Малыгин Александр Викторович
  • Качула Борис Васильевич
  • Филиппов Валентин Васильевич
  • Киричков Анатолий Александрович
  • Чернавин Александр Юрьевич
  • Юсфин Юлиан Семенович
  • Дегодя Владимир Яковлевич
  • Леушин Владимир Николаевич
SU1801121A3
RU 2179583 С1, 20.02.2002.

RU 2 223 331 C1

Авторы

Курунов И.Ф.

Логинов В.Н.

Нетронин В.И.

Гуркин М.А.

Брылин А.М.

Даты

2004-02-10Публикация

2003-01-29Подача