Устройство для сушки и раздувки доменной печи Советский патент 1986 года по МПК C21B7/00 

1

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройствам сушки у раздувки шахтных (доменных) печей.

Цель изобретения - снижение расхода кокса и интенсификация раздувки доменной печи путем равномерного распределения дутья по всему поперечному сечению горна, которое осуществляется устройством плоского перфорированного механического короба, установленного на лещади.

На фиг. 1 показано устройство для сушки и раздувки доменной печи; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1 (выносной элемент перфорации металлического короба); на фиг.З - устройство,план.

Устройство содержит фурмы 1, установленные в футерованном кожухе 2 доменной печи, с перфорированным 3 распределителем 4 подачи дутья, ус- ановленным на лещади 5, полость которого соединена с соплами фурм подводящими трубопроводами 6.

Устройство работает следующим образом (фиг .1 и 2) .

На рабочей поверхности лещади 5 установлен перфорированный металлический короб 4, полость которого соединена с соплами фурм 1 и подводящими трубопроводами 6. После-завершения строительно-монтажных работ, испытаний и опробования доменной печи, воздухонагревателей и газового хозяйства в печь подается нагретый азот Горн печи заполняют коксом, а остальное пространство печи - задувочной шихтой с количеством руды в ней, равным 1,1-1,8 т/т кокса. Подачу горячего инертного газа начинают одновременно с началом ввода задувочной шихты, т.е. тогда, когда горн печи

полностью заполнен коксом.

I

Сушку и раздувку печи проводят одновременно, пропуская через предлагаемое устройство в печь нагретый азот. Азот нагревает загружаемые в печь шихтовые материалы и сушит кладку печи. Нагрев идет постоянно без тепловых ударов. Слой кокса, загруженный в горн, служит в данном случае инертной насадкой, своеобразным колосником, способствуя дополнительному распределению нагретого азота по всему сечению доменной печи с заданной плотностью потоков по поперечному сечению.

нет возможности ,3

12455892

Если азота мало и

подать его в печь больше 0,3 печи в мин, необходима установка металлического короба с равными суммар- 5 ными площадями перфораций, размещенных на равновеликом кольцевом участке металлического короба, т.е.. при равных размерах отверстий - равномефно по верхней поверхности короба, В этом случае кокс, загруженный в горн, прогревается равно10

мерно, а затем потоки горячего азота отклоняются к периферии и, в первую очередь, прогревают именно те над- 5 фурменные зоны шихты, где начинается горение кокса при добавке к дутью воздуха, формирование жидкого шлака t чугуна, чем способствуют более раннему началу процесса плавки и обеспечивают прогрев горна жидкими продуктами плавки.

Если есть возможность обеспечить доменную печь азотом в количестве

20

55

1 ,5-2,0 печи в

мин, то уста25 навливают такой металлический короб, чтоб суммарные площади перфораций, размещенных на каждом равновеликом кольцевом участке короба,были вьшол- нены в обратно пропорциональной зави30 симости от центра его до периферии. В этом случае поток нагретого азота распределяется равномерно по всему сечению не только в горне, но и выше. Отклонение потока к периферии начи35 нается значительно вьш1е и прогреваются не только надфурменные зоны, но и центральные. Тем самым увеличивается размер зон, в которых начинается шлако- и чугунообра зование,

40 уменьшается зона когезии, создаются условия для интенсификации раздувки. Суммарная площадь перфораций металлического короба выполнена равной суммарной площади поперечного се4S чения фурм для обеспечения минимального сопротивления на тракту: фурмы - подводящие трубопроводы - металлический короб. При установке предлагаемого устройства происходит дроб50 ление потоков дутья, размер зоны разры5 ления по оси потока уменьша- ется.

. Подача нагретого азота в период загрузки первого объема задувочной шихты позволяет сократить расход кокса, тепло которого необходимо ддгя испарения влаги шихты, футеровки печи и их прогрева.

нет возможности ,3

ьше 0,3 а установка ме равными суммар- аций, размещенликом кольцеского короба, рах отверстий - поверхности кокс, загрувается равномерно, а затем потоки горячего азота отклоняются к периферии и, в первую очередь, прогревают именно те над- фурменные зоны шихты, где начинается горение кокса при добавке к дутью воздуха, формирование жидкого шлака t чугуна, чем способствуют более раннему началу процесса плавки и обеспечивают прогрев горна жидкими продуктами плавки.

Если есть возможность обеспечить доменную печь азотом в количестве

1 ,5-2,0 печи в

мин, то устанавливают такой металлический короб, чтоб суммарные площади перфораций, размещенных на каждом равновеликом кольцевом участке короба,были вьшол- нены в обратно пропорциональной зависимости от центра его до периферии. В этом случае поток нагретого азота распределяется равномерно по всему сечению не только в горне, но и выше. Отклонение потока к периферии начинается значительно вьш1е и прогреваются не только надфурменные зоны, но и центральные. Тем самым увеличивается размер зон, в которых начинается шлако- и чугунообра зование,

уменьшается зона когезии, создаются условия для интенсификации раздувки. Суммарная площадь перфораций металлического короба выполнена равной суммарной площади поперечного сечения фурм для обеспечения минимального сопротивления на тракту: фурмы - подводящие трубопроводы - металлический короб. При установке предлагаемого устройства происходит дробление потоков дутья, размер зоны разры5 ления по оси потока уменьша- ется.

. Подача нагретого азота в период загрузки первого объема задувочной шихты позволяет сократить расход кокса, тепло которого необходимо ддгя испарения влаги шихты, футеровки печи и их прогрева.

3

Количество тепла израсходованное азотом в печи на нагрев шихты и кладки в процессе загрузки заду- вочной шихты, определяется как разность между количеством тепла, поступившего в печь с азотом и унесенного отходящими газами;

QM 1. д - -:ггде „ - количество тепла, израсходованное азотом в печи на кубический метр полезного объема (ккал/м); Q - количество тепла, внесенно азотом на кубический метр полезного объема печи (ккал/м-) ;

QC - количество тепла, уносимое отходящими газами (ккал/м).

Азот в печь подается при 1000- . Температура отходящих газов 300-600 С, Загрузка в печь задувоч- ной шихты производится в течение 20 ч. Таким образом, в процессе загрузки первого объема задувочной шиты в печь вносят дополнительное количество тепла: при 1000 С, температуре отходящих газов 300 С и расходе 0,3 полезного объема печи 83628 ккал/м.

Указанное количество тепла соответствует 41 кг/кг кокса на 1 м полезного объема печи. Дополнительное количество тепла, вносимого в печь при 1450 С, температуре отходящих газов и расходе газа 20 объема печи в минуту, 733680 ккал/м. Указанное количество тепла соответствует 360 кг/кг кокса на 1 м полезного объема печи

Анализ состава материалов задуво ных шихт современных доменных печей позволяет заключить, что расход кок са на кубический метр полезного объма печи в первом объеме задувочной шихты составляет 383-495 кг/м , а рудная нагрузка не превьштает 1,05 т/т кокса.

Таким образом, тепло, израсходованное азотом на прогрев шихты и кладки печи при указанных параметрах, позволяет снизить расход кокса в первом объеме задувочной шихты на 10-73% или увеличить на соответствующую величину рудную нагрузку, т.е. до 1,10-1,80 т/т кокса.

Уменьшение рудной нагрузки в первом объеме задувочной шихты менее 1,10 т/т кокса и соответствующее уве

455894

личение расхода кокса при дополни- тельном поступлении в печь физического тепла с азотом неизбежно приро- дит к горячему ходу печи при раздув- 5 ке, нарушению равномерности схода шихты и низким темпам процесса.

Увеличение рудной нагрузки в задувочной шихте более 1,8 т/т кокса по предлагаемому способу не предетав- (0 ляется возможньт ввиду ограниченного теплового потенциала азота, что связано с предельными значениями расхода газа - 2,0 м /м полезного объема печи и температуры его нагрева 15 1450°С.

Нагрев азота вьшге 1450 С приводит к размягчению и расплавлению железорудных материалов и возникновению зндотермической реакции прямого вос- 20 становления между размягченными и расплавленными железорудными материалами и углеродом кокса:

FeO+C Fe+CO- - 3260 ккал/кгс. Пример. В условиях раздувки 25 после капитального ремонта I разряда доменной печи объёмом 1719 м предлагаемый способ реализуют следующим образом.

После окончания ремонта на лещади 0 печи устанавливают перфорированный металлический короб, полость которого соединена с .соплами фурм и подводящими трубопроводами. Затем в фурменную зону печи подают азот в количестве 1,3 объема печи в минуту (2200 ) и предварительно нагретого в кауперах до 1000 С. Одновременно с подачей азота в печь загружают первый объем задувочной шихты. Q Количество тепла, израсходованное в

печи на прогрев шихты и шахты, определяют как разность между теплом, поступившим в печь с азотом, и теплом, унесенным отходящими газами (см. j таблицу).

При задувке печи по обычной технологии количество кокса в первом объеме задувочной шихты составляет 640 т, а его расход на I т чугуна 0 2,1 т/т.

Экономия 293 т кокса в первом объеме в задувочной шихте (46%) обеспечивает снижение расхода кокса до 1,112 т/т чугуна и увеличение руд- 5 ной нагрузки до 1,8 т/т кокса.

После достижения заданного уровня засьши (2,5 м) в поток азота подают дутье в количестве 600 .

При установлении на печи темпе- ратурно-дутьевого режима расход азота сокращают при одновременной замене его эквивалентным количеством , а затем полностью прекращают.

20

2000

1000

741400

Снижение расхода кокса в первом объеме задувочной шихты на 46% и использование азота в период раздув- ки обеспечивает экономию кокса при раздувке в целом в соответствующей пропорции.

326646

414754

203

293

Фиг.2

Редактор И.Дербак

Составитель В.Коробов Техред И.ПОПОВ1ГЧ Корректор 0.Луговая

Заказ 3960/16Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

, Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная, 4

Фиг.Ъ