Способ управления доменной плавкой Советский патент 1984 года по МПК C21B5/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству чугуна с использова нием горячих восстановительных газов, Известен способ управления домен ной плавки с вдуванием горячих восстановительных газов, получаемых вне доменной печи, на уровне основн дутьевых фурм совместно с дутьем ил кислородом с целью снижения расхода кокса и повышения производительности 11 . Однако при реализации данного сп соба не используются все преимущест ва процесса, в котором горячие воестановительные газы полностью заменяют функции кокса как источника те ла, так и восстановительных газов, оставляя за ним лишь роль насадки, необходимой для дренажа жидких продуктов плавки при встречном потоке газов t Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо соб управления доменной плавкой, включающий восстановление железоруд ных материалов,,вдувание через фурмы нагретых до 1500-1800°с восстановительных газов,содержащих до 50 об. азота и не более 6,9% суммы остальное СО+Н , при расходе кокса, загружаемого через колошник в преде лах 50-3SO кг/т чугуна 2 . Однако при реализации способа не регулируется один или несколько параметров работы доменной печи, что не позволяет получить максимальное снижение затрат энергии на производство чугуна,, а обычно применяемые способы регулирования оказывают свое воздействие лишь через несколько Часов. Цель изобретения - снижение энергетических затрат на получение чугу.на путем регулирования расхода кокса температуры чугуна и/или содержания в нем кремния. Указанная цель достигаетсятем, что согласно способу управления доменной плавкой, включающему восстановление железорудных материалов, получение чугуна с содержанием кремния до 2%,. вдувание через фурмы нагретых до 1500-2800°С восстановитель ных газов,, содержащих до 50 об.% азо .и не более 6,9% суммы , остальное - СО +Н.О, при расходе кокса загружаемого через колошник, в пределах 50-350 кг/т чугуна, одновременно изменяют температуру и состав вдуваемых горячих восстановительных газов/ причем для повышения расхода кокса увеличивают, а для снижения уменьшают температуру содержания COj и/или HjO, и/или азота, для повышения температуры чугуна и/или содержания Si увеличивают температуру и уменьшают содержание СО и/или HjO, а для снижения уменьшают температуру и увеличивают содержание СО и/или , для повышения производительности уменьшают содержание СОг и/или , и/или азота и увеличивают температуру, а для снижения - увеличивают содержание СО и/или и/или азота и уменьшают температуру, для повышения температуры колошникового газа уменьшают температуру и увеличивают содержание СО и/или HjO, и/или азота, а для снижения - увеличивают температуру и уменьшают содержание СО и/или , и/или азота . В доменную печь вдувают горячий воздух или воздух, обогащенный кислородом, по меньшей мере через одну из фурм, неиспользуемых для подачи, восстановительный газ. При реализации изобретения осуществляется быстродействующее изменение температуры и восстановительной способности вдуваемого газа, позволяющее в первой фазе фиксировать необходимый расход кокса для обеспечения дренажа жидких продуктов плавки, а затем оперативно регулировать состав и температуру чугуна, производительность и температуру колошнивых газов. Состав и температура восстановительных газов регулируется вне доменной печи в реакторе путем установления заданных соотношений между топливом и окисляющим газом, поступающих в реактор, а температура - с помощью подвода тепла: в реактор, например изменения подачи в реактор электроэнергии для нагрева восстановительных газов, подаваемых в печь. Возможность ввода в печь окислительного газа обеспечивается при необходимости обновления коксовой насадки в печи и при потере ею дренажной способности. Примеры конкретного выполнения способа приведены в таблицах 1-5, полученных на экспериментальной доменной печи и иллюстрирующих преимущества предлагаемого способа.

Результаты сопоставления известного способа обычной коксовой плавки и предлагаемого

Таблица

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКОЙ, включающий восстановление железорудных материалов, получение чугуна с содержанием кремния до 2%, вдувание через фурмы нагретых до 1500-2800°С восстановительных газов, содержащих до 50 об.% азота и не более 6,9% суммы СО +Н2О, остальное СО+Н, при расходе кокса загружаемого через колошник, в пределах 50 350 кг/т чугуна, отличающи йс я тем, что, с целью снижения энергетических затрат на получение чугуна путем регулирования расхода кокса. температуры чугуна и/или содержания в нем кремния, одновременно изменяют температуру и состав вдуваемых горячих восстановительных газов, причем для повышения,расхода кокса увеличивают, а для снижения уменьшают температуру и содержание COj и/или , и/или азота, для повышения температуры чугуна и/или содержания Si увеличивают температуру и уменьшают содержание COj и/или HjO, а для снижения - уменьшают температуру и увеличивают содержание COj и/или , для повышения производительности . уменьшают содержание СО и/или , и/или .азота и увеличивают температуру, а для снижения - увеличивают содержание СО и/или , и/или азота ш и уменьшают температуру; для повышения температуры колошникового газа уменьшают температуру и увеличивают содержание СО и/или НО, и/или азота, а для снижения - увеличивают температуру и уменьшают содержание СО и/или Н,О, и/или азота. 2. Способ по П.1, отличающийся тем, что в доменную печь вдувают горячий воздух или воздух, DO обоге енный кислородом, по меньшей мере через одну из Фурм, не используемых для .подачи восстановительных газов.

Регулирование расхода кокса изменением температуры и состава колошникового газа

Показатели

количество, (, ) , % (Nj+Ar), % количество, температура,°С расход, кг/т содержание Si, % температура,с

температура,°С

Таблица 2

Регулируемый

Базовый период период

3,4 42,2 1900 2020

105 0,78 1435

124

Регулирование содержания газа в чугуне и его температуры

Таблица 3

Регулирование с вдуванием нагретых восстановительных

Если по каким либо причинам необходимо реализовать процесс с более высоким расходом кокса, чем при процессе с вдуванием горячих восстановительных газов без загрузки кокса через колошник (например, для обмена коксовой насадки в печи), то это достигается при помощи одновре-. менного вдувания перегретых восстаТаблица 5

газов

новительных газов через некоторое количество фурм, а через оставшиеся фурмы - подачу горячего дутья.

Реализация предлагаемого способа 25 позволяет оперативно, регулируя в широком диапазоне важнейшие параметры доменной плавки, значительно снизить энергетические затраты на производство чугуна.