СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ДОМЕННУЮ ПЕЧЬ Российский патент 2021 года по МПК C21B5/00 C21B7/20 F27B1/20 F27D3/10 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу загрузки исходных материалов в доменную печь, которая включает в себя бесконусное загрузочное устройство.

Уровень техники

В последние годы появилась необходимость в уменьшении выбросов CO₂ для предотвращения глобального потепления. В сталелитейной промышленности приблизительно 70% объёма выброса CO₂ связано с доменными печами и, следовательно, существует потребность в уменьшении объёма выбросов CO₂, сопряжённых с доменными печами. Снижения выброса CO₂, связанного с доменными печами, можно достигать путём уменьшения количества восстановителей, используемых в доменных печах, таких как кокс, пылевидный уголь и природный газ.

Однако уменьшение количества восстановителя, особенно кокса, который служит для обеспечения газопроницаемости слоя шихты в печи, приводит к повышению сопротивления слоя шихты в печи проникновению газа. В обычной доменной печи, когда руда, загружаемая из верхней части печи, достигает температуры, при которой она начинает размягчаться, руда деформируется с одновременным заполнением пустот; это происходит под воздействием массы сырья, находящейся в верхней части. В результате, в нижней части доменной печи образуется когезионная зона, в которой сопротивление слоя руды проникновению газа является очень высоким и, таким образом, протекает небольшое количество газа. Газопроницаемость когезионной зоны оказывает значительное влияние на газопроницаемость во всей доменной печи, а, следовательно, ограничивает производительность доменной печи.

В предшествующем уровне техники проведены многочисленные исследования с целью снижения сопротивления когезионной зоны проникновению газа. Например, известно, что эффективным является подмешивание кокса в слой руды. В качестве одного из примеров, в документе PTL 1 раскрыт способ равномерного смешивания кокса с рудой в бесконусной доменной печи. В данном способе кокс загружают в несколько бункеров для руды, при этом указанные несколько бункеров для руды расположены по ходу потока, для осаждения кокса на руду на конвейере, затем полученную массу загружают в верхний бункер печи, а после этого руду и кокс загружают в доменную печь через вращающийся лоток. В патентном документе PTL 2 раскрыт способ плавного осуществления центровой загрузки кокса и смешанной загрузки руды и кокса в стационарном режиме. В данном способе руду и кокс размещают по отдельности в бункерах наверху печи и осуществляют одновременную смешанную загрузку кокса и руды.

Для получения эффекта равномерного смешивания кокса с рудой важным является изучение способов и устройств для загрузки исходных материалов в доменную печь. Соответственно, в предшествующем уровне техники проведены многочисленные исследования. В документе PTL 3 раскрыт способ загрузки исходных материалов. В данном способе исходные материалы подают из вспомогательного подающего канала в основной канал подачи сырья, который соединяет бункер хранения исходных материалов доменной печи с распределительным лотком. В документе PTL 3 раскрыт вариант осуществления, в котором вспомогательный исходный материал далее смешивают с основным исходным материалом и подают в печь в сопряжении с периодом времени, в течение которого загружают основной исходный материал.

В документе PTL 4 раскрыт способ загрузки исходных материалов в доменную печь. В данном способе множество исходных материалов загружают одновременно из множества основных бункеров. Однако когда исходные материалы должны загружаться в доменную печь, для замены атмосферы внутри основных бункеров средой, соответствующей внутренней атмосфере доменной печи, необходим период времени регулировки давления. С точки зрения сохранения объёма производства, использование бункера исключительно для малого количества исходного материала является непрактичным.

В документе PTL 5 раскрыт способ, в котором дополнительно к обычным бункерам (первые бункеры) предусмотрен малогабаритный второй бункер для загрузки исходного материала в небольшом количестве, и в зависимости от типа сырья, исходный материал загружают из второго бункера либо в течение интервалов между операциями загрузки основного исходного материала из первых бункеров, либо одновременно с загрузкой основного исходного материала. Согласно документу PTL 5, низкосортную руду накапливают на заданном уровне в первых бункерах, используемых для хранения руды, которая является основным сырьём, и при загрузке руд в доменную печь подрешётный кокс выгружают из второго бункера в сопряжении с периодом времени, в течение которого руды, выгружаемые из первых бункеров, загружают в печь, исходя из характеристик расхода воронкообразного потока; соответственно, смешивание низкосортной руды с подрешётным коксом облегчается. Как описано выше касательно бункера, предусмотренного в верхней части доменной печи, необходим период времени регулировки давления для замены атмосферы внутри бункера воздушной средой, когда исходные материалы должны храниться в бункере, и для замены атмосферы внутри бункера средой, соответствующей внутренней атмосфере доменной печи, когда исходные материалы должны выгружаться в доменную печь. Соответственно, использование бункера исключительно для малого количества сырья является непрактичным с точки зрения сохранения объёма производства. Согласно документу PTL 5, раскрытый второй бункер привнесён для решения данной проблемы, и можно независимо загружать небольшое количество исходного материала, что обеспечивает возможность эффективного использования малого объёма исходного материала.

Список цитируемой литературы

Патентная литература

PTL 1: Публикация заявки на японский патент № 3-211210

PTL 2: Публикация заявки на японский патент № 2004-107794

PTL 3: Публикация заявки на японский патент № 57-207105

PTL 4: Международная публикация № 2013/172045

PTL 5: Японский патент № 3948352

Непатентная литература

NPL 1: Shimizu et al., "A basic study of the control of a coke in deadman of a blast furnace", Tetsu-To-Hagane, The Iron and Steel Institute of Japan, 1987, vol. 73, S754.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема

Как описано выше, эффективная загрузка исходного материала, используемого в малом объёме, такого как мелкофракционный кокс, в доменную печь улучшает газопроницаемость слоя шихты в печи и, следовательно, является эффективной для снижения скорости восстановителя в доменной печи. С другой стороны, такие исходные материалы, используемые в небольшом количестве, и основные исходные материалы, такие как руда, отличаются по плотности и диаметру частиц, а, следовательно, имеет место сегрегация, и требуется её контролировать. Для решения данной проблемы были изучены меры противодействия. Примером мер противодействия является загрузка сырья в доменную печь таким образом, чтобы различные типы исходных материалов выгружались одновременно из множества бункеров, как раскрыто в PTL 3 и PTL 5, изложенных выше.

Однако известно, что в случае загрузки исходного материала, имеющего малый диаметр частиц, такого как мелкофракционный кокс, в центральную часть печи, исходный материал оказывает высокое сопротивление потоку газа, протекающего в центральной части печи, и, следовательно, становится фактором, который препятствует формированию стабильного центрального газового потока. Как сообщается в документе NPL 1, кокс, загруженный в область, ограниченную безразмерным радиусом доменной печи, равным 0,12 или меньше, достигает тотермана, который образуется ниже когезионной зоны. Кокс в тотермане не зажигается кислородом, подаваемым через фурмы доменной печи, а, следовательно, остаётся внутри печи в течение длительного периода времени. Соответственно, если кокс в тотермане имеет малый диаметр частиц, то кокс в тотермане становится фактором, который вызывает ухудшение или нестабильность газопроницаемости слоя шихты в печи на протяжении длительного периода времени.

Такая проблема не может быть решена только путём загрузки сырья в доменную печь таким образом, что различные типы исходных материалов загружают одновременно из множества бункеров, как раскрыто в документах PTL 3 и PTL 5.

Цель настоящего изобретения заключается в разработке способов загрузки исходных материалов в доменную печь, при этом способы предназначаются для решения проблем, связанных с технологиями предшествующего уровня техники, таких, как проблемы, описанные выше. Конкретно, в случае доменной печи, включающей в себя бесконусное загрузочное устройство и сопряжённой с образованием слоя смеси мелкофракционного кокса и руды в печи, данные способы активируют реакцию восстановления руды при одновременном предотвращении уменьшения размера частиц кокса в тотермане, за счёт чего замедляется ухудшение газопроницаемости слоя шихты в доменной печи и улучшается его восстанавливаемость.

Решение проблемы

Сущность настоящего изобретения, которое разрешает проблемы, описанные выше, состоит в следующем.

[1] Способ загрузки исходных материалов в доменную печь, включающую в себя бесконусное загрузочное устройство, которое заключает в себе множество основных бункеров и вспомогательный бункер в верхней части печи, причём вспомогательный бункер имеет меньшую ёмкость, чем основные бункеры; при этом способ включает в себя следующее: выгружают руду, загруженную, по меньшей мере, в один из множества основных бункеров, а затем последовательно загружают руду со стороны центра печи в сторону стенки печи с использованием вращающегося лотка, причём после начала загрузки руды из вращающегося лотка загружают только руду, по меньшей мере, до выполнения загрузки, составляющей 15 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии; затем, в определённый момент времени, начинают выгрузку мелкофракционного кокса, загруженного во вспомогательный бункер; а затем мелкофракционный кокс загружают вместе с рудой из вращающегося лотка в течение определённого периода времени.

[2] Способ загрузки исходных материалов в доменную печь по п. [1], в котором мелкофракционный кокс, загруженный во вспомогательный бункер, представляет собой количество мелкофракционного кокса для множества загрузок, а количество мелкофракционного кокса на одну загрузку выгружают партиями из вспомогательного бункера.

[3] Способ загрузки исходных материалов в доменную печь, включающую в себя бесконусное загрузочное устройство, которое заключает в себе множество основных бункеров и вспомогательный бункер, в верхней части печи, причём вспомогательный бункер имеет меньшую ёмкость, чем основные бункеры; при этом способ включает в себя следующее: выгружают руду, загруженную, по меньшей мере, в один из множества основных бункеров, а затем последовательно загружают руду со стороны стенки печи в сторону центра печи с использованием вращающегося лотка, при этом выгрузку мелкофракционного кокса, загруженного во вспомогательный бункер, начинают одновременно с началом загрузки руды или в определённый момент времени после начала загрузки, а после этого мелкофракционный кокс загружают вместе с рудой из вращающегося лотка; и загрузку мелкофракционного кокса останавливают, по меньшей мере, до наступления момента времени, в который выполнена загрузка 90 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии.

[4] Способ загрузки исходных материалов в доменную печь по п. [3], в котором мелкофракционный кокс, загруженный во вспомогательный бункер, представляет собой количество мелкофракционного кокса для множества загрузок, а количество мелкофракционного кокса на одну загрузку выгружают партиями из вспомогательного бункера.

[5] Способ загрузки исходных материалов в доменную печь по п. [1] или [2], в котором, в течение части или всего периода времени от момента, в который выполнена загрузка 27 мас.% руды, до момента, в который выполнена загрузка 46 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера, повышают по сравнению со скоростью выгрузки, используемой для другого периода времени.

[6] Способ загрузки исходных материалов в доменную печь по п. [5], в котором в течение части или всего периода времени от момента, в который выполнена загрузка 27 мас.% руды, до момента, в который выполнена загрузка 46 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера, устанавливают в 1,5 - 2 раза выше скорости выгрузки, используемой для другого периода времени.

[7] Способ загрузки исходных материалов в доменную печь по п. [3] или [4], в котором в течение части или всего периода времени от момента, в который выполнена загрузка 54 мас.% руды, до момента, в который выполнена загрузка 83 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера, повышают по сравнению со скоростью выгрузки, используемой для другого периода времени.

[8] Способ загрузки исходных материалов в доменную печь по п. [7], в котором в течение части или всего периода времени от момента, в который выполнена загрузка 54 мас.% руды, до момента, в который выполнена загрузка 83 мас.% руды, в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера, устанавливают в 1,5 - 2 раза выше скорости выгрузки, используемой для другого периода времени.

[9] Способ загрузки исходных материалов в доменную печь по любому из пп. [1] - [4], в котором распределение состава газа в радиальном направлении печи внутри доменной печи измеряют для определения распределения степени использования газообразного CO, сопряжённого с радиальным направлением печи, и для области в радиальном направлении печи, в которой степень использования газообразного CO выше средней величины степени использования газообразного CO, сопряжённой с радиальным направлением печи, или равна ей, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера, повышают по сравнению со скоростью выгрузки, используемой для другой области в радиальном направлении печи.

[10] Способ загрузки исходных материалов в доменную печь по п. [9], в котором распределение состава газа в радиальном направлении внутри доменной печи измеряют для определения распределения степени использования газообразного CO, сопряжённого с радиальным направлением печи, и для области в радиальном направлении печи, в которой степень использования газообразного CO выше средней величины степени использования газообразного CO, сопряжённой с радиальным направлением печи, или равна ей, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера, устанавливают в 1,5 - 2 раза выше скорости выгрузки, используемой для другой области в радиальном направлении печи.

[11] Способ загрузки исходных материалов в доменную печь по любому из пп. [1] - [10], в котором вспомогательный бункер имеет корпус бункера и выпускной патрубок, и вспомогательный бункер установлен в таком положении, что центральные оси корпуса бункера и выпускного патрубка совпадают с центральной осью корпуса доменной печи.

Полезные эффекты изобретения

При использовании настоящего изобретения можно формировать слой смеси мелкофракционного кокса и руды для достижения соответствующего состояния в печи, которое делает возможным замедление уменьшения размера частиц кокса в тотермане и связанного с ним ухудшения газопроницаемости в центральной части печи при одновременном активировании реакции восстановления руды и, следовательно, улучшении восстанавливаемости.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой общий вид в перспективе бесконусного загрузочного устройства 1a, который является видом части, вырезанной наверху корпуса печи.

Фиг. 2 представляет собой сечение по линии II-II фиг. 1.

Фиг. 3 представляет собой общий вид в перспективе бесконусного загрузочного устройства 1b, который является видом части, вырезанной наверху корпуса печи.

Фиг. 4 представляет собой сечение по линии IV-IV фиг. 3.

Фиг. 5 представляет собой график, иллюстрирующий диапазон, загруженный исходным материалом, что достигается при помощи вращающегося лотка 4, при этом загруженный диапазон отображается в виде соотношения между безразмерным радиусом и коэффициентом заполнения.

Фиг. 6 является вертикальным сечением самой верхней части слоёв загрузки исходного материала в печи.

Фиг. 7 представляет собой график, иллюстрирующий радиальное распределение толщины стандартного слоя руды.

Фиг. 8 представляет собой график, иллюстрирующий диапазон, загруженный исходным материалом, и положение центра загрузки, которые отображаются в виде соотношения между безразмерным радиусом и коэффициентом заполнения.

Фиг. 9 является схемой устройства для модельных испытаний, используемого в примерах.

Фиг. 10 представляет собой схему, иллюстрирующую, как собирали порциями выгружаемые исходные материалы, которые выгружали из устройства для модельных испытаний.

Фиг. 11 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между долей смешанного кокса и коэффициентом заполнения, относящийся к случаю, в котором исходные материалы последовательно загружали со стороны центра печи в сторону стенки печи.

Фиг. 12 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между долей смешанного кокса и коэффициентом заполнения, относящийся к случаю, в котором исходные материалы последовательно загружали со стороны стенки печи в сторону центра печи.

Осуществление изобретения

Смешивание мелкофракционного кокса со слоями руды является эффективным для улучшения газопроницаемости слоя шихты в печи. Однако в данном случае необходимо предотвращать ухудшение условий в печи, что может быть вызвано наличием мелкофракционного кокса, остающегося на участке тотермана. Поскольку мелкофракционный кокс, смешанный с рудой, служит для активирования реакции руды, желательно, чтобы область, имеющая большую толщину слоя руды, характеризовалась повышенным коэффициентом смешения кокса, как будет описано ниже. Соответственно, в случае, когда мелкофракционный кокс должен смешиваться со слоем руды, желательно, чтобы мелкофракционный кокс загружался в печь таким образом, который удовлетворяет условиям, упомянутым выше.

В случае, когда используется устройство для загрузки исходного материала, соответствующее предшествующему уровню техники, мелкофракционный кокс должен смешиваться с рудой в основном бункере до и после выгрузки в доменную печь. В данном случае на начальной стадии загрузки исходного материала в основной бункер загружается только руда, а после этого в основной бункер загружаются исходные материалы, включающие в себя мелкофракционный кокс, для предотвращения выгрузки мелкофракционного кокса на начальной стадии выгрузки. Однако в основном бункере имеет место сегрегация вследствие различия в плотностях руды и мелкофракционного кокса. В дополнение к этому, поскольку исходные материалы выгружаются из основного бункера воронкообразным потоком, выгружаемые исходные материалы характеризуются коэффициентом смешения мелкофракционного кокса, отличным от коэффициента смешения мелкофракционного кокса в момент его загрузки в основной бункер. Следовательно, контролирование мелкофракционного кокса с целью достижения предпочтительного смешанного состояния, такого, как описано выше, является затруднительным.

В настоящем изобретении используется бесконусное загрузочное устройство, заключающее в себе множество основных бункеров и вспомогательный бункер в верхней части печи. Вспомогательный бункер имеет меньшую ёмкость, чем основные бункеры. Руду загружают, по меньшей мере, в один из множества основных бункеров, а определённое количество мелкофракционного кокса, предназначенное для множества загрузок, загружают во вспомогательный бункер. Количество руды на одну загрузку выгружается партиями из основных бункеров, а количество мелкофракционного кокса на одну загрузку выгружается партиями из вспомогательного бункера. При такой загрузке сырья коэффициент смешения мелкофракционного кокса можно изменять путём регулирования количеств исходных материалов, выгружаемых из основного и вспомогательного бункера, и, с учётом вышесказанного, мелкофракционный кокс можно легко контролировать таким образом, чтобы достигалось предпочтительное смешанное состояние.

В настоящем изобретении термин «мелкофракционный кокс» относится к кускам кокса, имеющего малые диаметры частиц, которые разделяют путём просеивания, когда куски кокса, подлежащего использованию в доменной печи, получают из кокса, производимого в камерной коксовой печи. Как правило, мелкофракционный кокс имеет средний диаметр частиц (D50) приблизительно от 5 до 25 мм.

В настоящем изобретении термин «руда» относится к одной или нескольким спечённым рудам, кусковой руде, пеллетам и тому подобным материалам, которые являются источниками железа. В случае, когда с рудой смешивают один или несколько вспомогательных исходных материалов (например, известняк, кварцит, серпентинит и тому подобные), которые используют главным образом в целях регулирования шлакового компонента, руда заключает в себе такие вспомогательные исходные материалы.

При работе доменной печи исходные материалы загружают из верхней части печи таким образом, чтобы внутри доменной печи поочерёдно формировались слои руды и слои кокса. В случае, когда в слой руды должен подмешиваться мелкофракционный кокс, количество руды и количество мелкофракционного кокса, используемые для формирования одного такого слоя руды, называются количеством руды на одну загрузку и количеством мелкофракционного кокса на одну загрузку. Количество руды на загрузку и количество мелкофракционного кокса на загрузку должно загружаться партиями. Согласно настоящему изобретению способы загрузки исходных материалов в доменную печь касаются способов загрузки руды и мелкофракционного кокса, которые загружают на периодической основе.

Если диаметр частиц исходных материалов, которые загружают на периодической основе, изменяется, газовый поток внутри печи может становиться нестабильным. Соответственно, предпочтительно обеспечивать, чтобы нисходящий поток исходных материалов внутри вспомогательного бункера был массовым потоком, за счёт чего для исходных материалов, загружаемых во вспомогательный бункер, создаётся возможность выгружаться из вспомогательного бункера в том порядке, в котором исходные материалы загружаются. Предпочтительно, чтобы диаметр d2 корпуса вспомогательного бункера удовлетворял условию d1 < d2 ≤ 1,5 × d1, где d1 является диаметром выпускного патрубка вспомогательного бункера, а d2 является диаметром корпуса бункера. Указанная конфигурация гарантирует, что нисходящий поток исходных материалов внутри вспомогательного бункера является массовым потоком.

Фиг. 1 и фиг. 2 представляют собой схемы варианта воплощения бесконусного загрузочного устройства для доменной печи, которое используют в настоящем изобретении. Фиг. 1 представляет собой общий вид в перспективе бесконусного загрузочного устройства 1a, который является видом части, вырезанной наверху корпуса печи. Фиг. 2 представляет собой сечение по линии II-II фиг. 1. Бесконусное загрузочное устройство 1a заключает в себе три основных бункера 2 и один вспомогательный бункер 3. Центральные оси основных бункеров 2 расположены на одной воображаемой окружности, которая имеет центр, совпадающий с центральной осью корпуса печи. Вспомогательный бункер 3 расположен за пределами множества основных бункеров 2.

Фиг. 3 и фиг. 4 представляют собой схемы другого варианта воплощения бесконусного загрузочного устройства для доменной печи, которое используют в настоящем изобретении. Фиг. 3 представляет собой общий вид в перспективе бесконусного загрузочного устройства 1b, который является видом части, вырезанной наверху корпуса печи. Фиг. 4 представляет собой сечение по линии IV-IV фиг. 3. Как и в случае варианта воплощения, показанного на фиг. 1 и фиг. 2, бесконусное загрузочное устройство 1b также заключает в себе три основных бункера 2 и один вспомогательный бункер 3. Центральные оси основных бункеров 2 расположены на одной воображаемой окружности, которая имеет центр, совпадающий с центральной осью корпуса печи. В бесконусном загрузочном устройстве 1b вспомогательный бункер 3 расположен в центре области, находящейся в пределах трёх основных бункеров 2 так, что центральные оси корпуса 3a и выпускного патрубка 3b вспомогательного бункера 3 совпадают с центральной осью корпуса доменной печи.

В описанных выше бесконусных загрузочных устройствах 1a и 1b указанных вариантов воплощения руду, выгружаемую из основных бункеров 2, и мелкофракционный кокс, выгружаемый из вспомогательного бункера 3, загружают в доменную печь из вращающегося лотка 4 через накопительный бункер 5. На фиг. 1 и фиг. 3 позиция 6 обозначает корпус доменной печи, а позиция 7 обозначает загрузочный ленточный конвейер. На выпускном патрубке вспомогательного бункера 3 предусмотрен проходной регулирующий клапан (не отображён) для контроля скорости выгрузки мелкофракционного кокса.

Далее будут изложены подробности способов загрузки исходных материалов настоящего изобретения со ссылкой на примеры, в которых используются бесконусное загрузочное устройство 1a или 1b, описанные выше.

В документе NPL 1 утверждается, что исходные материалы, загружаемые в область, ограничиваемую безразмерным радиусом доменной печи, равным 0,12 или меньше, (безразмерный радиус доменной печи представляет собой безразмерный радиус печи, определяемый на основе предположения, что начальная точка представляет центр печи и обозначается 0, а конечная точка представляет стенку печи и обозначается 1,0), достигают тотермана. Соответственно, когда исходный материал, имеющий маленький диаметр частиц, загружают в область, ограничиваемую безразмерным радиусом, равным 0,12 или меньше, данный мелкий исходный материал достигает тотермана и впоследствии может препятствовать газопроницаемости зоны тотермана. Указанного явления можно избежать при загрузке мелкофракционного кокса в область, находящуюся за пределами безразмерного радиуса 0,12, (со стороны стенки печи).

Фиг. 5 представляет собой график, иллюстрирующий диапазон, загруженный исходным материалом, что достигается с помощью вращающегося лотка 4, при этом загруженный диапазон отображается в виде соотношения между безразмерным радиусом и коэффициентом заполнения. Загруженный диапазон, проиллюстрированный на фиг. 5, представляет собой диапазон, определяемый при использовании устройства для модельных испытаний, выполненного в масштабе 1/20, которое отображено на фиг. 9. На фиг. 5(a) проиллюстрирован диапазон, загруженный исходным материалом, относящийся к случаю, в котором исходные материалы последовательно загружают со стороны центра печи в сторону стенки печи. На фиг. 5(b) проиллюстрирован диапазон, загруженный исходным материалом, относящийся к случаю, в котором исходные материалы последовательно загружают со стороны стенки печи в сторону центра печи. В настоящем документе термин «загруженный диапазон» относится к диапазону, в котором исходные материалы распространяются в радиальных направлениях печи при выполненной загрузке исходных материалов в доменную печь из вращающегося лотка 4.

Поверхность осаждения исходного материала в верхней части доменной печи имеет форму ступки, так что центральная часть печи располагается на минимальной высоте. Положение центра загрузки описывается как любые положения на наклонной поверхности, в которые попадают исходные материалы из вращающегося лотка 4. Диапазон, в котором исходные материалы распространяются из положения центра загрузки в направлении центра печи и стенки печи и осаждаются, обозначен как загруженный диапазон. В случае, когда вращающийся лоток 4 перемещается со стороны центра печи в сторону стенки печи, загрузка исходных материалов начинается с нижней позиции наклонной поверхности, имеющей форму ступки, и, следовательно, распространение исходных материалов в направлении центра печи замедляется. Соответственно, загруженный диапазон является более узким в случае, если исходные материалы загружают при перемещении вращающегося лотка 4 со стороны центра печи в сторону стенки печи, чем в случае, когда исходные материалы загружают при перемещении вращающегося лотка 4 со стороны стенки печи в сторону центра печи. На фиг. 5 «коэффициент заполнения», приведённый на горизонтальной оси, представляет собой долю руды, загруженную в соотнесении с соответствующим положением загрузки в радиальном направлении печи, в расчёте на общее количество руды, загружаемое в одной партии, в случае, когда количества исходных материалов одной партии последовательно загружают с использованием вращающегося лотка 4 со стороны центра печи в сторону стенки печи или со стороны стенки печи в сторону центра печи. (Это относится также к фиг. 8, фиг. 11 и фиг. 12.). Например, «коэффициент заполнения, равный 0,1» указывает на то, что выполнена загрузка 10 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой за одну партию, в соотнесении с соответствующим положением загрузки.

Фиг. 6 является вертикальным сечением самой верхней части слоёв загрузки исходного материала в печи. На фиг. 6 схематично проиллюстрированы загруженный диапазон и положение центра загрузки, который является центром диапазона.

Как можно видеть из фиг. 5(a), в случае, если исходные материалы последовательно загружают со стороны центра печи в сторону стенки печи, единственным способом избежать выгрузки мелкофракционного кокса в область, ограничиваемую безразмерным радиусом, равным 0,12 или меньше, является обеспечение того, чтобы мелкофракционный кокс загружался, когда коэффициент заполнения достиг значения 0,15 или больше, либо после этого. Как можно видеть из фиг. 5(b), в случае, если исходные материалы последовательно загружают со стороны стенки печи в сторону центра печи, единственным способом избежать выгрузки мелкофракционного кокса в область, ограничиваемую безразмерным радиусом, равным 0,12 или меньше, является обеспечение того, чтобы мелкофракционный кокс загружался тогда, когда коэффициент заполнения составляет 0,9 или меньше.

На основе приведённых выше результатов предпочтительной областью, в которой должен смешиваться мелкофракционный кокс, является область, характеризующаяся коэффициентом заполнения, равным 0,15 или больше, в случае, когда исходные материалы последовательно загружают со стороны центра печи в сторону стенки печи, и область, характеризующаяся коэффициентом заполнения, равным 0,9 или меньше, в случае, когда исходные материалы последовательно загружают со стороны стенки печи в сторону центра печи.

Соответственно, в настоящем изобретении, в случае, когда руду, загруженную в основной бункер 2, выгружают, а затем последовательно загружают со стороны центра печи в сторону стенки печи с использованием вращающегося лотка 4 (первый способ загрузки исходных материалов настоящего изобретения), после начала загрузки руды из вращающегося лотка 4 загружается только руда, по меньшей мере, до выполнения загрузки, составляющей 15 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии; затем, в определённый момент времени, начинают загрузку мелкофракционного кокса, загруженного во вспомогательный бункер 3; а затем мелкофракционный кокс загружают вместе с рудой из вращающегося лотка 4 в течение определённого периода времени. Время, в которое должна начинаться выгрузка мелкофракционного кокса, может являться моментом времени, в который выполнена загрузка 15 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, или может являться некоторым моментом времени, наступающим по истечении определённого периода времени после выполнения загрузки 15 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии. Загрузку мелкофракционного кокса можно осуществлять до тех пор, пока не завершится загрузка общего количества руды, или можно прекращать до завершения загрузки общего количества руды. Время, в которое должна начинаться загрузка мелкофракционного кокса, и период времени, в течение которого должна осуществляться загрузка мелкофракционного кокса, можно определять в соответствии с требуемым состоянием смешения мелкофракционного кокса.

В случае если руду, загруженную в основной бункер 2, выгружают, а затем последовательно загружают со стороны стенки печи в сторону центра печи с использованием вращающегося лотка 4 (второй способ загрузки исходных материалов настоящего изобретения), загрузку мелкофракционного кокса, загруженного во вспомогательный бункер 3, начинают одновременно с началом загрузки руды или в определённый момент времени после начала загрузки, затем мелкофракционный кокс загружают вместе с рудой из вращающегося лотка 4, и прекращают загрузку мелкофракционного кокса, по меньшей мере, до наступления момента времени, в который завершена загрузка 90 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии. И в данном случае тоже, время, в которое должна начинаться загрузка мелкофракционного кокса, и период времени, в течение которого должна осуществляться загрузка мелкофракционного кокса, можно определять в соответствии с требуемым состоянием смешения мелкофракционного кокса.

Фиг. 7 представляет собой график, иллюстрирующий радиальное распределение толщины стандартного слоя руды. На фиг. 7 вертикальная ось представляет величину «толщина слоя руды/толщина общего слоя (толщина слоя руды + толщина слоя кокса)» для самой верхней части слоёв загрузки, а горизонтальная ось представляет безразмерный радиус. Как показано на фиг. 7, толщина слоя руды является значительной, особенно в области, ограниченной безразмерными радиусами от 0,4 до 0,6. В указанной области реакционная нагрузка руды является высокой, и, следовательно, предполагается, что при внесении большого количества мелкофракционного кокса в данную область путём смешения можно получать эффект активирования реакции восстановления руды смешанным коксом. Большое количество мелкофракционного кокса можно загружать в такую область при обеспечении того, что исходные материалы, содержащие большое количество кокса, смешанного с ними, загружаются таким образом, что положение центра загрузки, проиллюстрированное на фиг. 6, находится в пределах области, ограничиваемой безразмерными радиусами от 0,4 до 0.6. Со ссылкой на фиг. 5(a) и 5(b), отметим, что область, ограничиваемая безразмерными радиусами от 0,4 до 0,6, соответствует области, характеризующейся коэффициентами заполнения от 0,27 до 0,46, в случае, если исходные материалы последовательно загружают со стороны центра печи в сторону стенки печи, и соответствует области, характеризующейся коэффициентами заполнения от 0,54 до 0,83 в случае, если исходные материалы последовательно загружают со стороны стенки печи в сторону центра печи. Соответственно, в настоящем изобретении предпочтительно, чтобы для части или всей области, ограничиваемой указанными безразмерными радиусами, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера 3, была повышенной по сравнению со скоростью выгрузки, используемой в течение другого периода времени. В указанном случае можно загружать большое количество мелкофракционного кокса в область, ограничиваемую вышеупомянутыми безразмерными радиусами, и, с учётом вышесказанного, можно повышать реакционную нагрузку руды.

В случае если должна осуществляться загрузка исходных материалов, при которой скорость выгрузки мелкофракционного кокса увеличивают в области, ограничиваемой конкретными безразмерными радиусами (области, характеризующейся конкретными коэффициентами заполнения), такой, как описана выше, необходимо обеспечивать, чтобы положение центра загрузки находилось в пределах конкретного диапазона (области, ограничиваемой указанными безразмерными радиусами), как показано в виде холмика a₁ загруженного сырья, отображённого на фиг. 6. Предпочтительно, чтобы положение центра загрузки не находилось за пределами указанного диапазона (области, ограничиваемой конкретными безразмерными радиусами), например, как в случае холмика a₂ загруженного сырья, отображённого на фиг. 6; в таком случае большая часть холмика загруженного сырья может находиться за пределами указанного диапазона, хотя может иметься некоторое перекрывание между загруженным диапазоном и указанным диапазоном.

Фиг. 8 представляет собой график, иллюстрирующий диапазон, загруженный исходным материалом, и положение центра загрузки, которые отображаются в виде соотношения между безразмерным радиусом и коэффициентом заполнения. Как проиллюстрировано на фиг. 8, область, ограничиваемая безразмерными радиусами от 0,4 до 0,6, по положению центра загрузки соответствует области, характеризующейся коэффициентами заполнения от 0,27 до 0,46.

Соответственно, в настоящем изобретении, в случае, когда руду, загруженную в основной бункер 2, выгружают, а затем последовательно загружают со стороны центра печи в сторону стенки печи с использованием вращающегося лотка 4 (первый способ загрузки исходных материалов настоящего изобретения), предпочтительно, чтобы в течение части или всего периода времени от момента, в который выполнена загрузка 27 мас.% руды, до момента, в который выполнена загрузка 46 мас.% руды, в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера 3, увеличивалась по сравнению со скоростью выгрузки, используемой для другого периода времени. В случае, когда руду последовательно загружают со стороны центра печи в сторону стенки печи, период времени от момента, в который выполнена загрузка 27 мас.% руды, до момента, в который выполнена загрузка 46 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, соответствует области, в которой толщина слоя руды, осаждённой внутри печи, является значительной, и, с учётом вышесказанного, ожидается, что подмешивание большого количества мелкофракционного кокса в данную область активирует реакцию восстановления руды. В данном случае предпочтительно, чтобы скорость выгрузки мелкофракционного кокса была в 1,5 - 2 раза выше скорости выгрузки, используемой для другого периода времени. Если скорость выгрузки мелкофракционного кокса выше скорости выгрузки, используемой для другого периода времени, в 1,5 раза или больше, реакция восстановления руды заметно активируется. С другой стороны, предпочтительно не увеличивать скорость выгрузки мелкофракционного кокса больше, чем в 2 раза, по отношению к скорости выгрузки, используемой для другого периода времени, поскольку в таком случае нарастание скорости реакции восстановления руды достигает насыщения.

В случае если руду, загруженную в основной бункер 2, выгружают, а затем последовательно загружают со стороны стенки печи в сторону центра печи с использованием вращающегося лотка 4 (второй способ загрузки исходных материалов настоящего изобретения), предпочтительно, чтобы в течение части или всего периода времени от момента, в который выполнена загрузка 54 мас.% руды, до момента, в который выполнена загрузка 83 мас.% руды, в расчёте общее количество руды, загружаемой в одной партии, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера 3, увеличивалась по сравнению со скоростью выгрузки, используемой для другого периода времени. В случае, когда руду последовательно загружают со стороны стенки печи в сторону центра печи, период времени от момента, в который выполнена загрузка 54 мас.% руды, до момента, в который выполнена загрузка 83 мас.% руды, в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, соответствует области, в которой толщина слоя руды, осаждённой внутри печи, является значительной, и, с учётом вышесказанного, ожидается, что подмешивание большого количества мелкофракционного кокса в данную область активирует реакцию восстановления руды. По причине, аналогичной описанной выше, в данном случае тоже предпочтительно, чтобы скорость выгрузки мелкофракционного кокса была в 1,5 - 2 раза выше скорости выгрузки, используемой для другого периода времени.

В настоящем изобретении предпочтительно, чтобы распределение состава газа в радиальном направлении внутри доменной печи измеряли в верхней части печи или в верхней части шахты для определения распределения степени использования газообразного CO в сопряжении с радиальным направлением печи, и чтобы для области в радиальном направлении печи, в которой степень использования газообразного CO выше средней величины степени использования газообразного CO, сопряжённой с радиальным направлением печи, или равна ей, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера 3, повышали по сравнению со скоростью выгрузки, используемой для другой области в радиальном направлении печи. Область, в которой степень использования газообразного CO, сопряжённая с радиальным направлением печи, является высокой, соответствует области, которая имеет большую толщину слоя руды, а, следовательно, характеризуется высокой нагрузкой восстановления руды. Соответственно, ожидается, что подмешивание большого количества мелкофракционного кокса в такую область активирует реакцию восстановления руды. По причине, аналогичной описанной выше, в данном случае тоже предпочтительно, чтобы скорость выгрузки мелкофракционного кокса устанавливали в 1,5 - 2 раза выше скорости выгрузки, используемой для другой области в радиальном направлении печи.

Степень использования газообразного CO определяют по уравнению (1), приведённому ниже, в соответствии с составом газа внутри печи.

Степень использования газообразного CO = 100 × (объёмная доля CO₂ в процентах)/[( объёмная доля CO в процентах) + (объёмная доля CO₂ в процентах)] ...(1)

В верхнюю часть доменной печи или верхнюю часть шахты вставляют трубку для отбора газа с верха печи или из шахты в радиальном направлении печи и отбирают пробы газа внутри печи в 5 или больше и 10 или меньше точках в радиальном направлении печи. Затем пробы газа анализируют для определения составов газа в точках радиального направления печи. Исходя из составов газа в точках радиального направления печи, можно определять степень использования газа в каждой точке радиального направления печи и распределение степени использования газообразного CO в сопряжении с радиальным направлением печи. Средняя величина степени использования газообразного CO является средним арифметическим степеней использования газообразного CO во всех точках измерений.

В случае если сравнивать бесконусное загрузочное устройство 1a фиг. 1 и фиг. 2 с бесконусным загрузочным устройством 1b фиг. 3 и фиг. 4, можно видеть, что в бесконусном загрузочном устройстве 1a фиг. 1 и фиг. 2, в котором вспомогательный бункер 3 смещён в сторону от центральной оси доменной печи, имеется различие в позициях, в которые попадает поток исходного материала, между случаем, в котором поворотное положение вращающегося лотка 4 находится на стороне вспомогательного бункера, и случаем, в котором поворотное положение находится не на стороне вспомогательного бункера относительно центральной оси доменной печи. В противоположность этому, в бесконусном загрузочном устройстве 1b фиг. 3 и фиг. 4, в котором центральные оси корпуса и выпускного патрубка вспомогательного бункера 3 совпадают с центральной осью корпуса печи, абсолютные величины векторов скорости перемещения исходного материала, выгружаемого из основных бункеров 2, и исходного материала, выгружаемого из вспомогательного бункера 3, являются одинаковыми касательно всех основных бункеров 2, и, следовательно, не имеет места различие в позициях, в которые попадает поток исходного материала, такое, как описано выше. Соответственно, позицию, в которую попадают исходные материалы, можно легко контролировать с высокой точностью. Поскольку вспомогательный бункер 3 расположен непосредственно над накопительным бункером 5, отсутствует необходимость обеспечения канала для потока исходного материала, проходящего из вспомогательного бункера 3 в накопительный бункер 5, и, например, можно легко регулировать, время, в которое следует начинать выгрузку.

В настоящем изобретении определённое количество мелкофракционного кокса, предназначенное для множества загрузок, загружают во вспомогательный бункер 3, а из вспомогательного бункера 3 выгружают партиями количество мелкофракционного кокса на одну загрузку. Соответственно, можно сокращать период времени регулировки давления, сопряжённый с выгрузкой исходных материалов, и в результате можно сохранять объём производства доменной печи, даже в случае, когда в доменную печь должен загружаться исходный материал в небольшом количестве с использованием отдельного вспомогательного бункера.

ПРИМЕРЫ

Испытание по загрузке руды и кокса проводили с использованием устройства для модельных испытаний, выполненного в масштабе 1/20. Фиг. 9 является схемой устройства для модельных испытаний, используемого в примерах. С целью регулирования скорости выгрузки мелкофракционного кокса на выпускном патрубке вспомогательного бункера устройства для модельных испытаний размещён проходной регулирующий клапан (не отображён). В примерах изобретения руду загружали в основные бункеры, а мелкофракционный кокс загружали во вспомогательный бункер. Мелкофракционный кокс выгружали из вспомогательного бункера в течение части периода времени, в продолжение которого выгружали руду из основных бункеров. С другой стороны, в сравнительных примерах использовали только основные бункеры, в соответствии со способом предшествующего уровня техники, то есть, руду и мелкофракционный кокс загружали в основные бункеры таким образом, чтобы достигалось заданное состояние, и выгружали руду и мелкофракционный кокс из основных бункеров.

Фиг. 10 представляет собой схему, иллюстрирующую, каким образом собирали порциями выгружаемые исходные материалы, которые выгружали из устройства для модельных испытаний. Как проиллюстрировано на фиг. 10, в данном испытании удаляли вращающийся лоток из устройства для модельных испытаний, на конвейер подачи устанавливали множество ящиков для образцов, и ящики для образцов перемещались с постоянной скоростью, синхронно с выгрузкой исходных материалов. Соответственно, выгружаемые исходные материалы собирали порциями. Собранные выгруженные исходные материалы подвергали разделению по удельной массе, в котором использовали различие по удельной массе между рудой и коксом, для определения доли мелкофракционного кокса в выгруженных исходных материалах.

С применением устройства для модельных испытаний проводили испытание по загрузке в соответствии с вариантом, в котором исходные материалы последовательно загружают со стороны центра печи в сторону стенки печи с использованием вращающегося лотка, и измеряли долю мелкофракционного кокса в выгруженных исходных материалах (долю смешанного кокса) способом, описанным выше. Фиг. 11 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между долей смешанного кокса и коэффициентом заполнения, относящийся к случаю, в котором исходные материалы последовательно загружали со стороны центра печи в сторону стенки печи.

Как можно видеть из фиг. 11, в сравнительном примере 1, в котором использовали способ предшествующего уровня техники, мелкофракционный кокс не выгружали на начальной стадии выгрузки исходных материалов; мелкофракционный кокс выгружали, когда коэффициент заполнения достигал значения 0,1 или после этого. Поскольку внутри основных бункеров оказывала влияние сегрегация мелкофракционного кокса, долю смешанного кокса быстро повышали в ходе конечной стадии выгрузки, на которой коэффициент заполнения составлял от 0,9 до 1,0, и, следовательно, доля смешанного кокса в промежуточный период выгрузки находилась на низком уровне.

В отличие от этого, в примерах изобретения 1 - 3 мелкофракционный кокс выгружали, когда коэффициент заполнения достигал значения 0,15 или после того, и в дополнение к этому, можно было контролировать количество мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера; таким образом, в примере изобретения 1 доля смешанного кокса являлась по существу одинаковой на протяжении всего периода времени, в течение которого выгружали мелкофракционный кокс. В примерах изобретения 2 и 3 долю смешанного кокса повышали, особенно в промежуточный период выгрузки, который был сопряжён с большой толщиной слоя руды.

Испытание по загрузке, такое, как описано выше, проводили в соответствии с вариантом, в котором исходные материалы последовательно загружают со стороны стенки печи в сторону центра печи с использованием вращающегося лотка, и измеряли долю мелкофракционного кокса в выгруженных исходных материалах (долю смешанного кокса) способом, описанным выше. Фиг. 12 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между долей смешанного кокса и коэффициентом заполнения, относящийся к случаю, в котором исходные материалы последовательно загружали со стороны стенки печи в сторону центра печи.

Как можно видеть из фиг. 12, в сравнительном примере 2, в котором использовали способ предшествующего уровня техники, как и в сравнительном примере 1 фиг. 11, в основных бункерах проявлялось влияние сегрегации мелкофракционного кокса и тому подобного, и, следовательно, было затруднительно резко изменять долю смешанного кокса. В сравнительном примере 3 загрузку руды из основных бункеров и загрузку мелкофракционного кокса из вспомогательного бункера выполняли одновременно и смешивали мелкофракционный кокс с рудой по существу равномерно во всём диапазоне со стороны стенки печи в сторону центра печи. В противоположность этому, в примерах изобретения 4 и 5 выгрузку мелкофракционного кокса прекращали до того, как коэффициент заполнения достигал значения, равного 0,9, и в дополнение к этому, можно было контролировать количество мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера; таким образом, в примере изобретения 4 доля смешанного кокса являлась по существу одинаковой на протяжении всего периода времени, в течение которого выгружали мелкофракционный кокс. В примере изобретения 5 доля смешанного кокса повышалась, особенно в промежуточный период выгрузки, который был сопряжён с большой толщиной слоя руды.

В таблице 1 обобщены результаты оценки рабочих условий примеров и сравнительных примеров, которые реализовали с использованием модели для прогнозирования работы доменной печи. Как показано в таблице 1, в примерах изобретения 1 - 5 имелась более низкая концентрация восстановителя и меньший перепад давления в слое шихты, чем в сравнительных примерах 1 - 3. Данные результаты демонстрируют, что загрузка руды и мелкофракционного кокса, как в любом из примеров изобретения 1 – 5, приводит к достижению улучшенных характеристик смешения мелкофракционного кокса, что, в свою очередь, повышает газопроницаемость и восстанавливаемость, а, следовательно, понижает концентрацию восстановителя в доменной печи.

Во всех примерах изобретения 1 - 3, в которых исходные материалы последовательно загружали со стороны центра печи в сторону стенки печи с использованием вращающегося лотка, улучшалась газопроницаемость и восстанавливаемость, в сопоставлении со сравнительным примером 1. В частности, эффект повышения газопроницаемости и восстанавливаемости явно выражен в примерах изобретения 2 и 3. В указанных примерах большое количество мелкофракционного кокса загружали в область, характеризующуюся коэффициентами заполнения приблизительно от 0,3 до 0,7, которая была сопряжена с большой толщиной слоя руды, а также сохраняли определённое количество мелкофракционного кокса в области, характеризующейся коэффициентом заполнения, составляющим приблизительно 1,0, в которую исходные материалы загружали на участок вблизи периметра доменной печи. В частности, концентрация восстановителя являлась наиболее низкой в примере изобретения 3, в котором загружали наибольшее количество мелкофракционного кокса в область, характеризующуюся коэффициентами заполнения от 0,27 до 0,46, в которой толщина слоя руды была значительной.

В обоих примерах изобретения 4 и 5, в которых исходные материалы последовательно загружали со стороны стенки печи в сторону центра печи с использованием вращающегося лотка, улучшилась газопроницаемость и восстанавливаемость, в сопоставлении со сравнительными примерами 2 и 3. Видно, что в сопоставлении со сравнительным примером 2, в котором было затруднительно резко изменять концентрацию смешанного кокса, в примерах изобретения 4 и 5 повышались газопроницаемость и восстанавливаемость, что достигалось путём подмешивания мелкофракционного кокса в зону между стороной стенки печи и областью, характеризующейся коэффициентом заполнения, равным 0,9, вблизи центра печи. В частности, концентрация восстановителя была заметно низкой в примере изобретения 5, в котором количество мелкофракционного кокса увеличивали в области, характеризующейся коэффициентами заполнения от 0,54 до 0,83, в которой толщина слоя руды была значительной. С другой стороны, в сравнительном примере 3, в котором мелкофракционный кокс смешивали одинаково равномерно в направлении от стороны стенки печи в сторону центра печи, некоторое количество мелкофракционного кокса достигало центральной осевой области доменной печи, и в результате, некоторое количество мелкофракционного кокса оставалось внутри печи, а, следовательно, не наблюдалось никакого эффекта улучшения газопроницаемости.

Результаты, описанные выше, подтверждают, что загрузка мелкофракционного кокса в надлежащую область внутри печи с высокой точностью приводит к улучшению газопроницаемости и восстанавливаемости в доменной печи, что, следовательно, понижает концентрацию восстановителя в доменной печи.

Таблица 1

Пример изобретения 1 Пример изобретения 2 Пример изобретения 3 Пример
изобретения 4 Пример изобретения 5 Сравнительный
пример 1 Сравнительный
пример 2 Сравнительный
пример 3 Коэффициент выпуска (т/м³/сут) 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Концентрация
восстановителя (кг/т) 499 496 495 501 497 506 507 507 Концентрация кокса (кг/т) 351 348 347 353 349 358 359 359 Концентрация пылевидного угля (кг/т) 148 148 148 148 148 148 148 148 Степень
использования газа (%) 49,9 50,3 50,5 49,5 50,3 48,7 48,6 48,6 Перепад
давления в слое шихты
(кПа/Нм³/
мин)) 20,8 20,6 20,6 21,8 20,6 25,0 26,2 25,5

Перечень обозначений позиций

1a Бесконусное загрузочное устройство

1b Бесконусное загрузочное устройство

2 Основной бункер

3 Вспомогательный бункер

3a Корпус бункера

3b Выпускной патрубок

4 Вращающийся лоток

5 Накопительный бункер

6 Корпус доменной печи

7 Загрузочный ленточный конвейер.

Изобретение относится к способу загрузки исходных материалов в доменную печь, содержащую бесконусное загрузочное устройство с множеством основных бункеров и вспомогательным бункером в верхней части печи с образованием слоя смеси мелкофракционного кокса и руды в печи, активируя реакцию восстановления руды при одновременном предотвращении уменьшения размера частиц кокса в тотермане. Вспомогательный бункер имеет меньшую ёмкость, чем основные бункеры. Способ включает выгрузку руды, загруженной, по меньшей мере, в один из множества основных бункеров, последовательную загрузку руды со стороны центра печи в сторону стенки печи с использованием вращающегося лотка. После начала загрузки руды из вращающегося лотка загружают только руду, по меньшей мере, до выполнения загрузки, составляющей 15 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, в заданный момент времени, начинают выгрузку мелкофракционного кокса, загруженного во вспомогательный бункер, и затем мелкофракционный кокс загружают вместе с рудой из вращающегося лотка в течение заданного периода времени. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 пр., 12 ил.

1. Способ загрузки исходных материалов в доменную печь, содержащую бесконусное загрузочное устройство, имеющее множество основных бункеров и вспомогательный бункер в верхней части печи, причём вспомогательный бункер имеет меньшую ёмкость, чем основные бункеры, включающий:

выгрузку руды, загруженной в по меньшей мере один из множества основных бункеров, а затем последовательную загрузку руды со стороны центра печи в сторону стенки печи с использованием вращающегося лотка,

при этом после начала загрузки руды из вращающегося лотка загружают только руду, по меньшей мере, до выполнения загрузки, составляющей 15 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, затем в заданный момент времени начинают выгрузку мелкофракционного кокса, загруженного во вспомогательный бункер, а затем мелкофракционный кокс загружают вместе с рудой из вращающегося лотка в течение заданного периода времени.

2. Способ по п. 1, в котором мелкофракционный кокс, загруженный во вспомогательный бункер, представляет собой количество мелкофракционного кокса для множества загрузок, а количество мелкофракционного кокса на одну загрузку выгружают партиями из вспомогательного бункера.

3. Способ загрузки исходных материалов в доменную печь, содержащую бесконусное загрузочное устройство, имеющее множество основных бункеров и вспомогательный бункер в верхней части печи, причём вспомогательный бункер имеет меньшую ёмкость, чем основные бункеры, включающий:

выгрузку руды, загруженной в по меньшей мере один из множества основных бункеров, а затем последовательную загрузку руды со стороны стенки печи в сторону центра печи с использованием вращающегося лотка,

при этом выгрузку мелкофракционного кокса, загруженного во вспомогательный бункер, начинают одновременно с началом загрузки руды или в заданный момент времени после начала загрузки, а после этого мелкофракционный кокс загружают вместе с рудой из вращающегося лотка, и загрузку мелкофракционного кокса останавливают, по меньшей мере, до наступления момента времени, в который выполнена загрузка 90 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии.

4. Способ по п. 3, в котором мелкофракционный кокс, загруженный во вспомогательный бункер, представляет собой количество мелкофракционного кокса для множества загрузок, а количество мелкофракционного кокса на одну загрузку выгружают партиями из вспомогательного бункера.

5. Способ по п. 1 или 2, в котором в течение части или всего периода времени от момента, в который выполнена загрузка 27 мас.% руды, до момента, в который выполнена загрузка 46 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера, повышают по сравнению со скоростью выгрузки, используемой для другого периода времени.

6. Способ по п. 5, в котором в течение части или всего периода времени от момента, в который выполнена загрузка 27 мас.% руды, до момента, в который выполнена загрузка 46 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера, устанавливают в 1,5 - 2 раза выше скорости выгрузки, используемой для другого периода времени.

7. Способ по п. 3 или 4, в котором в течение части или всего периода времени от момента, в который выполнена загрузка 54 мас.% руды, до момента, в который выполнена загрузка 83 мас.% руды в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера, повышают по сравнению со скоростью выгрузки, используемой для другого периода времени.

8. Способ по п. 7, в котором в течение части или всего периода времени от момента, в который выполнена загрузка 54 мас.% руды, до момента, в который выполнена загрузка 83 мас.% руды, в расчёте на общее количество руды, загружаемой в одной партии, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера, устанавливают в 1,5 - 2 раза выше скорости выгрузки, используемой для другого периода времени.

9. Способ по любому из пп.1-4, в котором распределение состава газа в радиальном направлении печи внутри доменной печи измеряют для определения распределения степени использования газообразного CO, связанного с радиальным направлением печи, при этом для области в радиальном направлении печи, в которой степень использования газообразного CO выше средней величины степени использования газообразного CO, связанного с радиальным направлением печи, или равна ей, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера, повышают по сравнению со скоростью выгрузки, используемой для другой области в радиальном направлении печи.

10. Способ по п. 9, в котором распределение состава газа в радиальном направлении внутри доменной печи измеряют для определения распределения степени использования газообразного CO, связанного с радиальным направлением печи, при этом для области в радиальном направлении печи, в которой степень использования газообразного CO выше средней величины степени использования газообразного CO, связанного с радиальным направлением печи, или равна ей, скорость выгрузки мелкофракционного кокса, выгружаемого из вспомогательного бункера, устанавливают в 1,5 - 2 раза выше скорости выгрузки, используемой для другой области в радиальном направлении печи.

11. Способ по любому из пп. 1-4, в котором вспомогательный бункер имеет корпус бункера и выпускной патрубок, при этом вспомогательный бункер установлен таким образом, что центральные оси корпуса бункера и выпускного патрубка совпадают с центральной осью корпуса доменной печи.

12. Способ по п. 5, в котором вспомогательный бункер имеет корпус бункера и выпускной патрубок, при этом вспомогательный бункер установлен таким образом, что центральные оси корпуса бункера и выпускного патрубка совпадают с центральной осью корпуса доменной печи.

13. Способ по п. 6, в котором вспомогательный бункер имеет корпус бункера и выпускной патрубок, при этом вспомогательный бункер установлен таким образом, что центральные оси корпуса бункера и выпускного патрубка совпадают с центральной осью корпуса доменной печи.

14. Способ по п. 7, в котором вспомогательный бункер имеет корпус бункера и выпускной патрубок, при этом вспомогательный бункер установлен таким образом, что центральные оси корпуса бункера и выпускного патрубка совпадают с центральной осью корпуса доменной печи.

15. Способ по п. 8, в котором вспомогательный бункер имеет корпус бункера и выпускной патрубок, при этом вспомогательный бункер установлен таким образом, что центральные оси корпуса бункера и выпускного патрубка совпадают с центральной осью корпуса доменной печи.

16. Способ по п. 9, в котором вспомогательный бункер имеет корпус бункера и выпускной патрубок, при этом вспомогательный бункер установлен таким образом, что центральные оси корпуса бункера и выпускного патрубка совпадают с центральной осью корпуса доменной печи.

17. Способ по п. 10, в котором вспомогательный бункер имеет корпус бункера и выпускной патрубок, при этом вспомогательный бункер установлен таким образом, что центральные оси корпуса бункера и выпускного патрубка совпадают с центральной осью корпуса доменной печи.