СПОСОБ ЗАГРУЗКИ СЫРЬЯ В ДОМЕННУЮ ПЕЧЬ Российский патент 2021 года по МПК C21B7/20 F27B1/20 F27D3/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу загрузки сырья в доменную печь, снабженную бесконусным загрузочным устройством.

Известный уровень техники

В последние годы все острее ставится вопрос о необходимости сокращения выбросов CO₂ для предотвращения глобального потепления. В сталелитейной промышленности приблизительно 70% количества выбросов CO₂ связаны с доменными печами, и поэтому имеется потребность в сокращении количества выбросов CO₂, связанных с доменными печами. Сокращение выбросов CO₂, связанных с доменными печами, может быть достигнуто путем уменьшения количества используемых в доменных печах восстанавливающих агентов, таких как кокс, пылеугольное топливо и природный газ.

Однако, уменьшение количества восстанавливающих агентов, особенно кокса, который служит для обеспечения газопроницаемости слоя шихты в печи, приводит к увеличению сопротивления слоя шихты в печи проникновению газа. В обычной доменной печи, когда руда, загруженная сверху печи, достигает температуры, при которой руда начинает размягчаться, руда деформируется, заполняя пустоты; это происходит из-за веса сырья, находящегося выше. В результате в нижней области доменной печи формируется зона когезии, в которой сопротивление проникновению газа слоя руды очень велико, и, соответственно, проходит немного газа. Газопроницаемость зоны когезии оказывает существенное влияние на газопроницаемость всей доменной печи и поэтому ограничивает производительность доменной печи.

Известно, что одним из эффективных способов уменьшения сопротивления проникновению газа зоны когезии с целью увеличения восстановимости руды и, таким образом, уменьшения расхода восстанавливающего агента, является подмешивание кокса в слой руды. Было внесено много предложений относительно способов смешивания кокса со слоем руды. В Патентной литературе 1 раскрыт способ, при котором высокореакционный кокс (кокс, имеющий индекс реакционной способности по JIS 30% или больше) (JIS – Японские промышленные стандарты), смешивают с низкореакционной рудой (рудой, имеющей низкий индекс восстановимости (RI) по JIS), чтобы эффективно реагировать с низкореакционной рудой и таким образом увеличивать восстановимость руды.

В Патентной литературе 2 раскрыт способ загрузки сырья в доменную печь. В этом способе разнообразное сырье одновременно загружается из нескольких главных бункеров.

Список цитируемых материалов

Патентная литература

Патентная литература 1: Японская публикация прошедшей экспертизу заявки на патент № 7-76366.

Патентная литература 2: Международная публикация № 2013/172045.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая задача

К сожалению, в способе, раскрытом в Патентной литературе 1, необходимо использовать высокореакционный кокс, который имеет более низкую прочность, чем обычный кокс, и, поэтому способ не применим в доменной печи, в которой используется только обычный кокс. В частности, в примере, раскрытом в Патентной литературе 1, в качестве руды используют исключительно руду, имеющую индекс восстановимости (RI) по JIS 55%, а кокс, которым частично заменяют высокореакционный кокс, смешивают с низкореакционной рудой. Однако, если в упомянутом примере, используется исключительно обычный кокс, невозможно надежно гарантировать восстановимость низкореакционной руды.

В Патентной литературе 2 раскрыт способ загрузки сырья в доменную печь, при котором разнообразное сырье одновременно загружают из нескольких главных бункеров. Однако, когда сырье должно загружаться в доменную печь, необходимо время на регулировку давления для замены атмосферы в главных бункерах атмосферой, соответствующей атмосфере внутри доменной печи. С точки зрения поддержания производительности, использование бункера исключительно для небольшого количества сырья не практично.

Задача настоящего изобретения состоит в предложении способов загрузки сырья в доменную печь, способных решить проблемы, связанные с технологиями известного уровня техники, включая вышеописанные проблемы. В частности, упомянутые способы позволят эффективно восстанавливать низкореакционную руду в доменной печи, оснащенной бесконусным загрузочным устройством, даже в случае использования обычного кокса.

Решение проблемы

Сущность настоящего изобретения, которое решает описанные выше проблемы, заключается в следующем.

[1] Способ загрузки сырья в доменную печь, оснащенную бесконусным загрузочным устройством, включающим в себя несколько главных бункеров и вспомогательный бункер в верхней части печи, при котором вспомогательный бункер имеет меньшую емкость, чем главные бункеры, предусматривает выгрузку руды (x), загруженной по меньшей мере в один из нескольких главных бункеров, руды (x), имеющей индекс восстановимости (RI) по JIS больше 55%, и затем последующую загрузку руды (x) от центра печи в направлении стенки печи с помощью вращающегося желоба, причем после начала загрузки руды (x) с помощью вращающегося желоба загружается только руда (x) по меньшей мере до того момента, пока не будет загружено 45% массы руды (x) от общей массы руды (x), подлежащей загрузке за одну партию; затем, в некоторый момент времени, начинается выгрузка загруженной во вспомогательный бункер низкореакционной руды (у), имеющей индекс восстановимости (RI) по JIS 55% или меньше; и затем, в течение некоторого периода времени, с помощью вращающегося желоба осуществляется одновременная загрузка низкореакционной руды (у) и руды (x).

[2] Способ загрузки сырья в доменную печь по п. [1], при котором количество низкореакционной руды (у), загруженной во вспомогательный бункер, представляет собой количество низкореакционной руды (у) для нескольких загрузок, и количество низкореакционной руды (у) на одну загрузку загружается партиями из вспомогательного бункера.

[3] Способ загрузки сырья в доменную печь, оснащенную бесконусным загрузочным устройством, включающим в себя несколько главных бункеров и вспомогательный бункер в верхней части печи, при котором вспомогательный бункер имеет меньшую емкость, чем главные бункеры, предусматривает выгрузку загруженной по меньшей мере в один из нескольких главных бункеров руды (x), имеющей индекс восстановимости (RI) по JIS больше 55%, и затем последующую загрузку руды (x) от стенки печи в направлении центра печи с помощью вращающегося желоба, при котором выгрузка низкореакционной руды (у), имеющей индекс восстановимости (RI) по JIS 55% или меньше, загруженной во вспомогательный бункер, начинается одновременно с началом загрузки руды (x) или в некоторый момент времени после начала ее загрузки, и затем низкореакционная руда (у) загружается вместе с рудой (x) с помощью вращающегося желоба; и загрузка низкореакционной руды (у) прекращается по меньшей мере до наступления некоторого момента времени, когда будет загружено 56% массы руды (x) от общей массы руды (x), подлежащей загрузке за одну партию.

[4] Способ загрузки сырья в доменную печь по п. [3], при котором количество низкореакционной руды (у), загруженной во вспомогательный бункер, представляет собой количество низкореакционной руды (у) для нескольких загрузок, и количество низкореакционной руды (у) за одну загрузку загружается партиями из вспомогательного бункера.

[5] Способ загрузки сырья в доменную печь по любому из п.п. [1]-[4], при котором вспомогательный бункер имеет корпус бункера и выходное отверстие, и расположен таким образом, что центральные оси корпуса бункера и выходного отверстия совпадают с центральной осью корпуса доменной печи.

Полезные эффекты изобретения

С настоящим изобретением низкореакционная руда (руда с низкой восстановимостью) может загружаться исключительно в область в радиальном направлении доменной печи, имеющую низкую восстановительную нагрузку, и таким образом, даже в случае использования обычного кокса, низкореакционная руда может быть эффективно восстановлена.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан вид в перспективе бесконусного загрузочного устройства 1a, представляющий собой местный вид верхней части корпуса печи.

На фиг. 2 показан вид сечения по линии II-II, показанной на фиг. 1.

На фиг. 3 показан вид в перспективе бесконусного загрузочного устройства 1b, представляющий собой местный вид верхней части корпуса печи.

На фиг. 4 показан вид сечения по линии IV-IV, показанной на фиг. 3.

На фиг. 5 показан график, иллюстрирующий радиальное распределение толщины типичного слоя руды.

На фиг. 6 показан график, иллюстрирующий диапазон загрузки сырья, обеспечиваемый с помощью вращающегося желоба 4, в зависимости от безразмерного радиуса и соотношения реагирующих веществ.

На фиг. 7 показан вид вертикального сечения самого верхнего участка слоев сырья в печи.

На фиг. 8 показан график, иллюстрирующий диапазон загрузки сырья и положение центра загрузки в зависимости от безразмерного радиуса и соотношения реагирующих веществ.

На фиг. 9 показан схематичный вид экспериментального устройства тестирования, использовавшегося в Примерах.

На фиг. 10 показана схема, иллюстрирующая, как сырье, выгружаемое из экспериментального устройства тестирования, собирается порциями.

На фиг. 11 показан график, иллюстрирующий зависимость между долей низкореакционной руды (y) и соотношением реагирующих веществ для случая, когда сырье было последовательно загружено от центра печи в направлении стенки печи.

На фиг. 12 показан график, иллюстрирующий зависимость между долей низкореакционной руды (y) и соотношением реагирующих веществ для случая, когда сырье было последовательно загружено от стенки печи в направлении центра печи.

Осуществление изобретения

В настоящем изобретении используется бесконусное загрузочное устройство, включающее в себя несколько главных бункеров и вспомогательный бункер в верхней части печи. Вспомогательный бункер имеет меньшую емкость, чем главные бункеры. Обычная руда, то есть, руда (x), имеющая индекс восстановимости (RI) по JIS больше 55%, загружена по меньшей мерев в один из нескольких главных бункеров, а низкореакционная руда (у), имеющая индекс восстановимости (RI) по JIS 55% или меньше, загружена во вспомогательный бункер. Низкореакционная руда (у) загружена в количестве, необходимом для нескольких загрузок. Количество руды (x) на одну загрузку загружается партиями в печь по меньшей мере из одного из главных бункеров, а количество низкореакционной руды (у) на одну загрузку загружается партиями в печь из вспомогательного бункера. При такой загрузке сырья доля смешиваемой низкореакционной руды (у) может изменяться путем регулировки количества сырья, подлежащего загрузке из главных бункеров и из вспомогательного бункера, и поэтому можно легко управлять количеством загружаемой низкореакционной руды (y), чтобы обеспечить желаемое состояние смешивания.

Как правило, индекс восстановимости (RI) по JIS руды, используемой в качестве основного сырья в доменной печи, больше 55% (как правило, меньше приблизительно 80%), и поэтому руда, имеющая индекс восстановимости (RI) по JIS 55% или меньше может расцениваться как имеющая низкую реакционность. В настоящем изобретении низкореакционная руда (у) является рудой, имеющей индекс восстановимости (RI) по JIS 55% или меньше. Среди прочего, руда, имеющая индекс восстановимости (RI) по JIS 40% или меньше, восстанавливается особенно трудно, и поэтому настоящее изобретение, в частности, полезно в случае, когда используется такая руда. Следует заметить, что индекс восстановимости (RI) по JIS может быть измерен с помощью способа тестирования восстановимости, специфицированного в JIS М 8713.

В настоящем изобретении термин "руда" (руда (x) и низкореакционная руда (у)) относится к одному или нескольким из агломерированной руды, кусковой руды, пеллет и т.п., являющихся источниками железа. В случае, когда одно или несколько из вспомогательных сырьевых материалов (например, известняка, кварцита, серпентинита и т.п.), используемых, главным образом, для регулирования шлакового компонента, смешиваются с рудой (x), руда включает в себя такое вспомогательное сырье.

Кокс, используемый в настоящем изобретении, может быть так называемым обычным коксом, то есть, коксом, имеющим индекс реакционной способности по JIS 30% или меньше (измеренный с помощью способа тестирования реактивности, специфицированного в JIS K 2151/2004).

При работе доменной печи сырье загружается таким образом, что в доменной печи поочередно формируются слои руды и слои кокса. Количество руды, которая используется для формирования одного слоя руды, считается количеством руды для одной загрузки. Количество руды для одной загрузки должно загружаться в доменную печь партиями. Согласно настоящему изобретению, способы загрузки сырья в доменную печь относятся к способам загрузки руды (руды (x) и низкореакционной руды (у)), которая загружается партиями.

Если диаметр частиц сырья, которые загружаются партиям, изменяется, поток газа в пределах печи может стать нестабильным. Соответственно, в предпочтительном варианте осуществления необходимо обеспечить, чтобы нисходящий поток сырья в пределах вспомогательного бункера был массовым потоком, позволяющим сырью, загруженному во вспомогательный бункер, выгружаться из вспомогательного бункера в том же порядке, в котором производилась загрузка сырья. Предпочтительно, чтобы диаметр d2 корпуса вспомогательного бункера удовлетворял условию d1<d2≤1,5 х d1, где d1 – диаметр выходного отверстия вспомогательного бункера, а d2 – диаметр корпуса бункера. Такая конфигурация гарантирует, что нисходящий поток сырья в пределах вспомогательного бункера будет массовым потоком.

На фиг. 1 и фиг. 2 схематически показаны варианты осуществления бесконусного загрузочного устройства для доменной печи, которое используется в настоящем изобретении. На фиг. 1 показан вид в перспективе бесконусного загрузочного устройства 1a, который является местным видом верхней части корпуса печи. На фиг. 2 показан вид сечения по линии II-II, обозначенной на фиг. 1. Бесконусное загрузочное устройство 1a включает в себя три главных бункера 2 и один вспомогательный бункер 3. Центральные оси главных бункеров 2 размещены по воображаемой окружности, центр которой совпадает с центральной осью корпуса печи. Вспомогательный бункер 3 расположен в стороне от нескольких главных бункеров 2.

На фиг. 3 и фиг. 4 показаны схематические виды другого варианта осуществления бесконусного загрузочного устройства для доменной печи, которое используется в настоящем изобретении. На фиг. 3 показан вид в перспективе бесконусного загрузочного устройства 1b, который является местным видом верхней части корпуса печи. На фиг. 4 показано сечение по линии IV-IV, обозначенной на фиг. 3. Как и в варианте осуществления, показанном на фиг. 1 и фиг. 2, бесконусное загрузочное устройство 1b также включает в себя три главных бункера 2 и один вспомогательный бункер 3. Центральные оси главных бункеров 2 расположены по воображаемой окружности, центр которой совпадает с центральной осью корпуса печи. В бесконусном загрузочном устройстве 1b вспомогательный бункер 3 расположен по центру между тремя главными бункерами 2, так что центральные оси корпуса 3a бункера и выходное отверстие 3b вспомогательного бункера 3 совпадают с центральной осью корпуса доменной печи.

В вышеописанных вариантах осуществления бесконусных загрузочных устройств 1a и 1b, руда (x), загружаемая из главных бункеров 2, и низкореакционная руда (у), загружаемая из вспомогательного бункера 3, загружаются в печь с помощью вращающегося желоба 4 через сборный бункер 5. На фиг. 1 и фиг. 3 ссылочной позицией 6 обозначен корпус доменной печи, а ссылочной позицией 7 обозначен загрузочный ленточный конвейер.

На выходе вспомогательного бункера 3 имеется клапан регулирования расхода (на чертежах не показан), чтобы управлять расходом выгрузки низкореакционной руды (у).

Подробности предлагаемых в настоящем изобретении способов загрузки сырья описаны ниже со ссылкой на примеры, в которых использовано описанное выше бесконусное загрузочное устройство 1a или 1b.

На фиг. 5 показан график, иллюстрирующий радиальное распределение толщины типичного слоя руды. На фиг. 5 по вертикальной оси отложена "толщина слоя руды/общая толщина слоя (толщина слоя руды + толщина слоя кокса)" самого верхнего участка слоев загрузки, а по горизонтальной оси – безразмерный радиус. Здесь безразмерный радиус – это безразмерный радиус доменной печи, определенный исходя из предположения, что стартовая точка – это центр печи, обозначенный 0, а конечная точка – стенка печи, обозначенная 1,0.

Из фиг. 5 видно, что толщина слоя руды небольшая у стенки печи, то есть в области, ограниченной безразмерным радиусом 0,6 или больше, и в центре печи, то есть в области, ограниченной безразмерным радиусом 0,4 или меньше. Области, имеющие маленькую толщину слоя руды, являются областями, через которые проходит большое количество газа, и восстановительная нагрузка низкая. Предпочтительно, чтобы низкореакционная руда (у) загружалась в такую область, в которой восстановительная нагрузка низкая. Однако в случае, когда низкореакционная руда (у) загружена в область в центре печи, ограниченную безразмерным радиусом 0,4 или меньше, может происходить оседание зоны когезии из-за задержки реагирования низкореакционной руды (у), и упомянутое оседание и т.п. может угнетать поток газа в центре доменной печи, что может приводить к ухудшению газопроницаемости и увеличению потери тепла. Соответственно, желательно, чтобы низкореакционная руда (у) загружалась в область, ограниченную безразмерным радиусом 0,6 или больше.

На фиг. 6 показан график, иллюстрирующий диапазон загрузки сырья, обеспечиваемый вращающимся желобом 4, причем диапазон загрузки показан в виде зависимости между безразмерным радиусом и соотношением реагирующих веществ. Диапазон загрузки, проиллюстрированный на фиг. 6, является диапазоном загрузки, определенным с использованием экспериментального устройства тестирования, выполненного в масштабе 1/20, которое показано на фиг. 9. На фиг. 6(a) показан диапазон загрузки в случае, когда сырье последовательно загружается от центра печи в направлении стенки печи. На фиг. 6(b) показан диапазон загрузки сырья в случае, когда сырье последовательно загружается от стенки печи в направлении центра печи. Здесь под термином "диапазон загрузки" понимается диапазон загрузки (депонирования) сырья, ограниченный кучей сырья в радиальном направлении печи, причем сырье представляет собой сырье, загруженное в доменную печь с помощью вращающегося желоба 4 и депонированное на базовую поверхность загрузки. Поверхность депонирования сырья в верхней части доменной печи имеет форму, подобную форме ступы, так что центральный участок печи расположен на минимальной высоте. Положение центра загрузки определяется как любое из положений на наклонной поверхности, куда падает сырье с вращающегося желоба 4. Диапазон, в котором сырье распространяется от положения центра загрузки в направлении центра печи и в направлении стенки печи, называется диапазоном загрузки. В случае, когда вращающийся желоб 4 перемещается от центра печи в направлении стенки печи, загрузка сырья начинается с нижнего положения наклонной поверхности, имеющей форму ступы, и вследствие этого предотвращается распространение сырья в направлении центра печи. Соответственно, диапазон загрузки уже в случае, когда сырье загружается при перемещении вращающегося желоба 4 от центра печи в направлении стенки печи, чем в случае, когда сырье загружается при перемещении вращающегося желоба 4 от стенки печи в направлении центра печи. На фиг. 6 "соотношение реагирующих веществ", откладываемое по горизонтальной оси, представляет собой долю руды (x), которая была загружена в соответствующем положении загрузки в радиальном направлении печи, от общего количества руды (x), подлежащей загрузке за одну партию, в случае, когда количество сырья на одну партию последовательно загружается с помощью вращающегося желоба 4 от центра печи в направлении стенки печи или от стенки печи в направлении центра печи. Например, "соотношение реагирующих веществ 0,1" означает, что в соответствующем положении загрузки загружено 10% массы руды (x) от общей массы руды (x), подлежащей загрузке за одну партию.

На фиг. 7 показан вид вертикального сечения самой верхней части слоев загрузки сырья в печи. Диапазон загрузки и положение центра загрузки, которое является центром диапазона, схематично показаны на фиг. 7.

Как видно из фиг. 6(a), в случае, когда сырье последовательно загружается от центра печи в направлении стенки печи, область, ограниченная безразмерным радиусом 0,6 или больше, соответствует области, ограниченной соотношением реагирующих веществ 0,45 или больше. Как можно видеть из фиг. 6(b), в случае, когда сырье последовательно загружается от стенки печи в направлении центра печи, область, ограниченная безразмерным радиусом 0,6 или больше, соответствует области, ограниченной соотношением реагирующих веществ 0,56 или меньше.

Соответственно, в настоящем изобретении, в случае, когда руда (x), загруженная в главный бункер 2, выгружается и затем последовательно загружается от центра печи в направлении стенки печи с помощью вращающегося желоба 4 (первый предлагаемый в настоящем изобретении способ загрузки сырья), после начала загрузка руды (x) с помощью вращающегося желоба 4 загружается только руда (x) по меньшей мере до того момента, пока не будет загружено 45% массы руды (x) от общей массы руды (x), подлежащей загрузке за одну партию; затем, в некоторый момент времени начинается загрузка низкореакционной руды (у), загруженной во вспомогательный бункер 3; и затем в течение некоторого периода времени с помощью вращающегося желоба 4 осуществляется одновременная загрузка низкореакционной руды (у) и руды (x). Момент времени, когда должна начаться загрузка низкореакционной руды (у), может быть моментом времени, когда завершится загрузка 45% массы руды (x) от общей массы руды (x), подлежащей загрузке, или может быть некоторым моментом времени по истечении некоторого периода времени после завершения загрузки 45% массы руды (x) от общей массы руды (x), подлежащей загрузке. Загрузка низкореакционной руды (у) может производиться до тех пор, пока не будет закончена загрузка всей массы руды (x), или может быть прекращена до завершения загрузки всей массы руды (x). Момент времени, когда должна быть начата загрузка низкореакционной руды (у) и период времени, в течение которого должна осуществляться загрузка низкореакционной руды (у), может быть определен в соответствии с требуемым смешанным состоянием низкореакционной руды (y).

В случае, когда руда (x), загруженная в главный бункер 2, выгружается и затем последовательно загружается от стенки печи в направлении центра печи с помощью вращающегося желоба 4 (второй предлагаемый в настоящем изобретении способ загрузки сырья), загрузка низкореакционной руды (у), загруженной во вспомогательный бункер 3, начинается одновременно с началом загрузки руды (x) или в некоторый момент времени после начала ее загрузки, затем с помощью вращающегося желоба 4 низкореакционная руда (у) загружается вместе с рудой (x), и загрузка низкореакционной руды (у) прекращается по меньшей мере до наступления момента времени, когда будет загружено 56% массы руды (x) от общей массы руды (x), подлежащей загрузке за партию. Также и в этом случае, момент времени, когда должна быть начата загрузка низкореакционной руды (у) и период времени, в течение которого должна осуществляться загрузка низкореакционной руды (у), может быть определен в соответствии с требуемым смешанным состоянием низкореакционной руды (y).

В случае, когда сырье, включающее в себя низкореакционную руду (у), должно быть загружено в область, ограниченную конкретными безразмерными радиусами (область, ограниченную определенными соотношениями реагирующих веществ), такую, как описано выше, необходимо обеспечить, чтобы положение центра загрузки находилось в пределах конкретного диапазона (области, ограниченной конкретными безразмерными радиусами), как это проиллюстрировано кучей a₁ загруженного сырья, показанной на фиг. 7. Нежелательно, чтобы положение центра загрузки находилось за пределами конкретного диапазона (области, ограниченной конкретными безразмерными радиусами), как в случае кучи a₂ загруженного сырья, показанной, например, на фиг. 7; в таком случае большая часть кучи загруженного сырья может находиться за пределами конкретного диапазона, хотя может иметься некоторое перекрытие между диапазоном загрузки и конкретным диапазоном. На фиг. 8 показан график, иллюстрирующий диапазон загрузки сырья и положение центра загрузки в зависимости от отношения между безразмерным радиусом и соотношением реагирующих веществ. Как показано на фиг. 8, область, ограниченная безразмерными радиусами от 0,4 до 0,6, с учетом положения центра загрузки, соответствует области, ограниченной соотношениями реагирующих веществ от 0,27 до 0,46.

При загрузке низкореакционной руды (у) в печь в описанное выше назначенное время, низкореакционная руда (у) может загружаться в область, имеющую низкую восстановительную нагрузку, без загрузки в области в центре печи или области, имеющие высокую восстановительную нагрузку. В результате, низкореакционная руда (у) может эффективно восстанавливаться даже в случае, когда используется обычный кокс. Кроме того, предотвращается ухудшение газопроницаемости, которое может произойти, если низкореакционная руда (у) будет загружена в центральную часть печи, и, вследствие этого, могут быть эффективно стабилизированы расход газа и состояние восстановления руды. Соответственно, может быть уменьшен расход восстанавливающего агента в доменной печи.

При сравнении бесконусного загрузочного устройства 1a, показанного на фиг. 1 и фиг. 2, с бесконусным загрузочным устройством 1b, показанным на фиг. 3 и фиг. 4, в бесконусном загрузочном устройстве 1a, показанном на фиг. 1 и фиг. 2, в котором вспомогательный бункер 3 смещен относительно центральной оси доменной печи, имеется различие в месте, куда падает поток сырья, между случаем, когда вращательное положение вращающегося желоба 4 находится на стороне вспомогательного бункера, и случаем, когда вращательное положение находится не на стороне вспомогательного бункера относительно центральной оси доменной печи. Напротив, в бесконусном загрузочном устройстве 1b, показанном на фиг. 3 и фиг. 4, в котором центральные оси корпуса и выходного отверстия вспомогательного бункера 3 совпадают с центральной осью корпуса печи, абсолютные величины векторов расхода сырья, выгружаемого из главных бункеров 2 и из вспомогательного бункера 3, являются одинаковыми, если говорить обо всех главных бункерах 2, и поэтому не наблюдается различия в месте, куда падает поток сырья, в отличие от описанного выше. Соответственно, местом, куда падает сырье, можно легко управлять с высокой точностью. Так как вспомогательный бункер 3 расположен непосредственно над сборным бункером 5, нет необходимости обеспечивать путь потоку сырья, проходящему от вспомогательного бункера 3 к сборному бункеру 5, и, например, время, когда должна начинаться выгрузка, может быть легко отрегулировано.

В настоящем изобретении количество низкореакционной руды (у), необходимое для нескольких загрузок, загружается во вспомогательный бункер 3, и из вспомогательного бункера 3, количество низкореакционной руды (у) на одну загрузку загружается партиями в доменную печь. Соответственно, время регулирования давления, связанное с выгрузкой сырья, может быть уменьшено, и в результате производительность доменной печи может поддерживаться даже в случае, когда небольшое количество сырья должно быть загружено в доменную печь с использованием отдельного вспомогательного бункера.

Примеры

С использованием экспериментального устройства тестирования, выполненного в масштабе 1/20, был проведен тест по загрузке руды (x) и низкореакционной руды (у). На фиг. 9 показан схематический вид экспериментального устройства тестирования, использовавшегося в Примерах. Клапан регулирования расхода (на чертежах не показан) был расположен в выходном отверстии вспомогательного бункера экспериментального устройства тестирования для управления расходом выгрузки низкореакционной руды (у).

Использовавшаяся руда (x) была рудой (агломерированной рудой), имеющей индекс восстановимости (RI) по JIS 65%, а использовавшаяся низкореакционная руда (у) была рудой (кусковой рудой), имеющей индекс восстановимости (RI) по JIS 50%. Использовавшийся кокс был обычным коксом. В Примерах изобретения руда (x) была загружена в главные бункеры, а низкореакционная руда (у) была загружена во вспомогательный бункер. Низкореакционная руда (у) выгружалась из вспомогательного бункера в течение части периода времени, в течение которого руда (x) выгружалась из главных бункеров. С другой стороны, в Сравнительных примерах задействовались только главные бункеры в соответствии с известным из уровня техники способом, то есть в главные бункеры были загружены руда (x) и низкореакционная руда (у), так что заданное условие было выполнено, и руда (x) и низкореакционная руда (у) выгружались из главных бункеров.

На фиг. 10 показана схема, иллюстрирующая, как сырье, выгружаемое из экспериментального устройства тестирования, собиралось порциями. Как видно из фиг. 10, в этом тесте вращающийся желоб был удален из экспериментального устройства тестирования, множество ящиков для отбора проб было установлено на подающий конвейер, и ящики для отбора проб перемещались с постоянной скоростью синхронно с выгрузкой сырья. Соответственно, выгруженное сырье собиралось порциями. Собранное выгруженное сырье было подвергнуто визуальному анализу, основанному на различии в оттенках руды (x) и низкореакционной руды (y), чтобы определить долю низкореакционной руды (у) в выгруженном сырье.

С использованием упомянутого экспериментального устройства тестирования был проведен загрузочный тест для случая, когда сырье последовательно загружалось от центра печи в направлении стенки печи с помощью вращающегося желоба, и доля низкореакционной руды (у) в выгружаемом сырье измерялось описанным выше способом. На фиг. 11 показан график, иллюстрирующий зависимость между долей низкореакционной руды (y) и соотношением реагирующих веществ, в случае, когда сырье последовательно загружалось от центра печи в направлении стенки печи.

Как показано на фиг. 11, в Примере 1 изобретения, загруженная низкореакционная руда (у) находилась в области, ограниченной соотношением реагирующих веществ 0,7 или больше, что удовлетворяет целевому соотношению реагирующих веществ 0,45 или больше. В Примере 2 изобретения, загруженная низкореакционная руда (у) была сконцентрирована в области, ограниченной соотношением реагирующих веществ 0,8 или больше. Напротив, в Сравнительном Примере 1, часть загруженной низкореакционной руды (у) была в области, ограниченной соотношением реагирующих веществ меньше чем 0,45, то есть не обеспечивалась загрузка низкореакционной руды (у) исключительно в область, ограниченную соотношением реагирующих веществ 0,45 или больше.

Точно так же, с использованием экспериментального устройства тестирования, проводился загрузочный тест для случая, когда сырье последовательно загружалось от стенки печи в направлении центра печи с помощью вращающегося желоба, и доля низкореакционной руды (у) в выгруженном сырье измерялась описанным выше способом. На фиг. 12 показан график, иллюстрирующий зависимость между долей низкореакционной руды (y) и соотношением реагирующих веществ для случая, когда сырье последовательно загружалось от стенки печи в направлении центра печи.

Как показано на фиг. 12, в Примере 3 изобретения низкореакционная руда (у) была загружена в область, ограниченную соотношением реагирующих веществ 0,2 или меньше, которое удовлетворяет целевому соотношению реагирующих веществ 0,56 или меньше. Напротив, в Сравнительном примере 2, часть низкореакционной руды (у) была загружена в область, ограниченную соотношением реагирующих веществ больше 0,56, то есть не была обеспечена загрузка низкореакционной руды (у) исключительно в область, ограниченную соотношением реагирующих веществ 0,56 или меньше.

В таблицу 1 сведены результаты оценки рабочих условий Примеров и Сравнительных примеров, которая проводилась с помощью модели предсказания работы доменной печи. Как показано в таблице 1, в Примерах 1-3 изобретения более низкий расход восстанавливающего агента и меньшее падение давления отсыпаемого слоя, чем в Сравнительных примерах 1 и 2. Так как низкореакционная руда (у) была выгружена в описанное выше целевое время, имелась возможность загрузить низкореакционную руду (у) в область, имеющую низкую восстановительную нагрузку. Было подтверждено, что вследствие этого было стабилизировано состояние восстановления руды, и предотвращены ухудшение газопроницаемости и увеличение потерь тепла, которые могли бы иметь место, если бы низкореакционная руда (у) была загружена в область в центре доменной печи, что привело к уменьшению расхода восстанавливающего агента в доменной печи.

Таблица 1

Пример 1 изобретения Пример 2 изобретения Пример 3 изобретения Сравнительный пример 1 Сравнительный пример 1 Норма выпуска металла
(т/м³/сутки) 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Удельный расход восстанавливающего агента
(кг/т) 499 498 501 506 507 Удельный расход кокса
(кг/т) 351 350 353 358 359 Удельный расход пылеугольного топлива
(кг/т) 148 148 148 148 148 Коэффициент утилизации газа
(%) 49,9 50,0 49,5 48,7 48,6 Падение давления слоя шихты
(кПа/(Нм³/мин)) 20,8 20,7 21,8 25,0 26,2

Перечень ссылочных позиций

1a Бесконусное загрузочное устройство 1b Бесконусное загрузочное устройство 2 Главный бункер 3 Вспомогательный бункер 3a Корпус бункера 3b Выходное отверстие 4 Вращающийся желоб 5 Сборный бункер 6 Корпус доменной печи 7 Загрузочный ленточный конвейер

Изобретение относится к загрузке сырья в доменную печь, снабженную бесконусным загрузочным устройством с главными бункерами и вспомогательным бункером в верхней части печи, причем вспомогательный бункер имеет меньшую емкость, чем главные бункеры. Способ предусматривает выгрузку руды (х), загруженной в по меньшей мере один главный бункер, в сборный бункер, причем руда (х) имеет индекс восстановимости больше 55%, и затем последующую загрузку руды (х) от центра печи в направлении стенки печи с помощью вращающегося желоба. При этом после начала загрузки руды (х), загружают только руду (х) с помощью вращающегося желоба по меньшей мере до тех пор, пока не будет загружено 45% массы руды (х) от общей массы руды (х), подлежащей загрузке за одну партию. Затем начинают выгрузку низкореакционной руды (у), загруженной во вспомогательный бункер и имеющей индекс восстановимости 55% или меньше, в сборный бункер; и затем низкореакционную руду (у) загружают вместе с рудой (х) с помощью вращающегося желоба. Изобретение обеспечивает возможность эффективного восстановления в доменной печи руды с низкой реакционной способностью. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.

1. Способ загрузки сырья в доменную печь, оснащенную бесконусным загрузочным устройством с главными бункерами и вспомогательным бункером в верхней части печи, причем вспомогательный бункер имеет меньшую емкость, чем главные бункеры, при этом способ включает

выгрузку руды (х), загруженной в по меньшей мере один главный бункер, в сборный бункер, причем руда (х) имеет индекс восстановимости больше 55%, и затем последующую загрузку руды (х) от центра печи в направлении стенки печи с помощью вращающегося желоба, при этом

после начала загрузки руды (х), загружают только руду (х) с помощью вращающегося желоба по меньшей мере до тех пор, пока не будет загружено 45% массы руды (х) от общей массы руды (х), подлежащей загрузке за одну партию, затем начинают выгрузку низкореакционной руды (у), загруженной во вспомогательный бункер и имеющей индекс восстановимости 55% или меньше, в сборный бункер, и затем низкореакционную руду (у) загружают вместе с рудой (х) с помощью вращающегося желоба.

2. Способ по п. 1, в котором количество низкореакционной руды (у), загруженной во вспомогательный бункер, представляет собой количество низкореакционной руды (у) для множества загрузок, а количество низкореакционной руды (у) на одну загрузку загружают партиями из вспомогательного бункера.

3. Способ загрузки сырья в доменную печь, оснащенную бесконусным загрузочным устройством с главными бункерами и вспомогательным бункером в верхней части печи, причем вспомогательный бункер имеет меньшую емкость, чем главные бункеры, при этом способ включает

выгрузку руды (х), имеющей индекс восстановимости больше 55% и загруженной в по меньшей мере один главный бункер, в сборный бункер, и затем последующую загрузку руды (х) от стенки печи в направлении центра печи с помощью вращающегося желоба, при этом

осуществляют выгрузку низкореакционной руды (у), загруженной во вспомогательный бункер, в сборный бункер одновременно с началом загрузки руды (х) или после начала загрузки, причем низкореакционная руда (у) имеет индекс восстановимости 55% или меньше, и затем низкореакционную руду (у) загружают вместе с рудой (х) с помощью вращающегося желоба, и прекращают загрузку низкореакционной руды (у) по меньшей мере до загрузки 56% массы руды (х) от общей массы руды (х), подлежащей загрузке за одну партию.

4. Способ по п. 3, в котором количество низкореакционной руды (у), загруженной во вспомогательный бункер, представляет собой количество низкореакционной руды (у) для множества загрузок, а количество низкореакционной руды (у) на одну загрузку загружают партиями из вспомогательного бункера.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором вспомогательный бункер имеет корпус бункера и выходное отверстие, причем вспомогательный бункер расположен так, что центральные оси корпуса бункера и выходного отверстия совпадают с центральной осью корпуса доменной печи.