Способ ведения доменной плавки Советский патент 1984 года по МПК C21B5/00 

О

o:i

00 4

оо Изобретение относится к черной м таллургии, конкретнее к использованию природного н коксового газов в доменных печах, и может быть исполь зовано для совеЕшенствования режима доменной плавки. Известны способы доменной плавки с применением комбинированного дуть в частности природного и коксового газов. Природный и коксовый газ при .меняют раздельно или совместно для снижения расхода кокса и доменных печах. При этом расход газов и COQT ветс1вующая экономи я кокса определя ется уровнем теоретической температ ры у фурм, крторый может составлять 1800-2300«С 1, Наиболее, близким к предлагаемому изобретению по техниче.ской сущности и достигаемому результату является способ ведения доменной плавки, включающий подачу в фурмы смеси, при .родного и коксового, газов, .При рабо те доменной печи с использованием-, природного газа вводят коксовый газ одновременно сокршцая расход природ нсэго. При этом каждую объемную единицу выведенного, природного газа за меняют двумя объемными единицами ко сового газа. Это позволяет подцёргкивать теоретическую температуру га зов у Фурмы на одинаковом уровне. Этот уровень составляет на б.олышнстве предприятий 2000-2200с, Удельный расход кокса при этом остается постоянным или несколько снижается, а замененный природный газ -высвобождается , Недостатком известных способов является неполное ис.пользование воз можностей экономии кокса при совгместной подаче природного и коксового газов в доменную печь. Целью изобретения является сокращения расхода кокса при сокращении стабильного хода доменной печи. Поставленная-цель достигается те что согласно способу ведения доменной плавки, включающему подачи в фурмы смеси природного и коксового газа, смесь газов вдувают в соотношении природного к коксовому в пре- делах от 1:2,1 до 1:3 при их замене. Способ реализуется следующим образом. В горн доменной печи через фурмы подают коксовый газ с давлением не ниже давления природного газа. Расход коксового газа увеличивают до згщанного значения, одновременно сокращая расход природного газа. На каждые 2 м поданного коксового газа расход природного газа сокращают на 1 м Это обеспечивает сохра нение на исходном уровне теоретичес кой температуры газов у фурм и не нарушает газодинамического режима доменной плавки. При коэффициенте замены кокса природным газом 0,9 кг/м а коксовым 0,45 кг/м удельный расход кокса не изменяется. Затем производят добавку коксового газа сверх величины, требующейся для замены. На каждый 1 м замененного природного газа может быть добавлено до 3 м коксового газа. Таким образом йосле перехода на новый режим каждыйl м природного газа окажется замененным: 2,1-3 м коксовогр газа. При указанных коэффициентах замены кокса природным я коксовым газом удельный расход кокса снижается на 4,5 кг на каждый 1 мЗ замененноро природного газа, Возмсйкность добавки 3 м коксового газа вместо 1м природного обусловлена следующими факторами. Предельный расход углеводородов В доменной печи определяется полнотой их превр-ащений у фурм и возможностями газодинамики доменной плавки ,. . Ксэксрвый газ содержит .в 4 раза меньше углеводородов, чем природный. (23-25% против 9б-99%) , Поэтому предельное по условиям превращения количество углеводородов вносится вчетверо большим количеством коксового газа, чем природного. При этом, однако, коксовым.газом вносятся и другие компоненты (СО, Hg) ,, уменьшанядие окислительный, потенциал дутьевого потока и ухудшающие условия окисления углеводородов, С учетом этого для сохранения исходных условий превращений углеводородов в дутьевом потоке целесообразно подавать не 4, а 3 м коксового газа вместо 1 мприродного. Тогда при. замене, например, 7% природного газа(по отношению к дутью) 21% коксового газа количество кислорода (м) уа 1 м углеводородов составит при концентрации кислорода в дутье 25% в I случае 3,57 MVM, во II случае - 4,76 MVM а его концентрация в потоке дутья в I случае - 0,2336 nVM, во II случае - 0,2066 , Таким образом, количество кислорода, приходящееся на единицу углеводородов, увеличится, в 1,33 раза, а концентрация его в дутьевом потоке снизится в 1,13 раза, так что условия превращения углеводородов, по меньшей мере, не ухудшатся. Не ухудшатся при указанной заме-не и условия газо;аинамики процесса, что следует из приводимых ниже расчетов, 1 м дутья при сжигании углерода кокса и углеводородов образует 1-ком CO+Nj, где ш - содержание кислорода в дутье, м VM , В нашем случае 1,25 м Кроме того, из природного гаЗа образуется дополнительно водорода 0,1456 м; При замене природного газа утроенным .количеством коксовым выход дополнительного восстановителя составит I, 0,2625 м

Таким образом, вьйсод фурметнного газа увеличится на 7,7%.

Поскольку выход газа увеличивается главным овразом. за счет водорода а последний по влиянию на газодинамику, плавки эквивалентен половинному количеству CQ+Nj, то повьяаение выхода водорода на 7,7% соответствует уменьшению интенсивности плавки по газу Примерно на 4%.

Прн замене-7% природного газа 21% коксов го снизится теоретическая температура у фурмы Каждый 1% природного газа снижает температуру на, , а коксового - на 27с, Таким образом, снижение теоретиче.ской температуры составит . Так как интенсивность плавки обратно пропорциональна корню Квадратному из температуры, то возможное увеличение интенсивности (при базовой величине теоретической температуры 2000°С) составит 5%.

Таким образом, замена 2000 мприродного газа тройным объемным количестве коксового возможна как с тонки зрения полноты превращений углеводо{юдов у фур1ии, так и с точки зреиия газодинамики плавки. Это означает возможность дополнительного увеличения расхода коксового газа сверх необходцимого для сохранения постоянной т еоретической температуры газов У фурм на 50%. Дополнительное увеличение расхода коксового газа может быть и меньше указанного, что обусловит и соответственно меньшую Экономию кокса. Минимальная величина добавки определяется точностью измерения расхода газа (1,5-2,0%). Существенным можно считать изменение

расхода, превышающее погрешность по меньшей мереВтрое, т.е. 5%.

Пример. Доменная печь объемом 1600 м Макеевского металлурги- ческого завода работала до подачи

5 коксового газа с АвдеевСКОРО коксохимического завода с расходом родного газа 100 чугуна при концентрации кислорода в дутье 25%. Теоретическая температура газов у

0 фурм составляет 2050с.

После подачи в доменный цех коксового газа на указанную печь выделено количество, соответствующее 80 м/тчугуна. За счет этого высвобождают

5 часть п иродного газа, уменьшив его расход на .40 чугуна. Расход кокса и производительность печи при этом не изменяются.

0 Теоретическая температура газов у остается на уровне 2050°е. В дальнейшем при сохранении неизменным расхода . природного газа .(6.0 ) расход коксового газа на

5 печи увеличивают на 40 чугуна из расчета 50% от его исходного расхода 80 .

При этом ход процесса не изменяется при сохранении минутного расхоО да дутья на прежнем уровне. Удельный расход кокса сокращается на 18 кг/т чугуна, а производительность увеличивается на 1%. Теоретическая температура горения снижается до

1970 С. Применение предлагаемого способа позволит получить экономию кокса 0,45 кг на кгикдый дополнительно поданный 1 м коксового газа.

При годовой производительности - доменной печи 1,0 млн т чугуна и до полнительном расходе коксового газа 40-60 MVT чугуна экономия кокса составит 16-24 тыс. т/г.

СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ, включающий подачу в фуркы смеси природного и коксового газов, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода кокса при сохранении стабильного хода доменной печи, смесь газов вдувают в соотношении природного к коксовому Ii3.