Способ управления доменной печью Советский патент 1989 года по МПК C21B5/00 

о

СП

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к управлению доменной плавкой. Цель изобретения - повышение производительности печи или по меньшей мере временное изменение состава продуктов плавки. Сущность изобретения состоит в том, что производительность печи и состав чугуна регулируют изменением расхода и вида рудных материалов в измельченном виде с помощью транспортирующего агента (газа, жидкости) в фурменные зоны доменной печи или вблизи них. При этом поддерживаются неизменными газодинамические и термодинамические условия в доменной печи: общий дебит кислорода, газифицируемого в фурменных зонах, дебит и температура фурменных газов. Энергию, необходимую для восстановления и плавления вдуваемых в фурменную зону рудных веществ, привносят посредством изменения энтальпии газового потока, вдуваемого через фурмы с использованием, например, плазмотрона, чем обеспечивается постоянство количества проплавляемых шихтовых материалов, загруженных через колошник, и, следовательно, выплавки из них чугуна. Повышение производительности и расширение сортамента продуктов плавки (например, получение легированного хромом чугуна) достигаются за счет вдуваемых в фурменные зоны рудных материалов. 4 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к управлению доменной плавкой.

Целью изобретения является повышение производительности печи или по крайней мере временное изменение состава продуктов плавки.

В доменную печь загружают шихтовые материалы через колошник, в фурменные зоны подают нагретое в воздухонагревателях дутье с регулируемым расходом, нагревом и составом. Одно- временно в фурменные зоны или вблизи них вводят с -помощью транспортирующего агента (газа или жидкости) измельченные твердые окисленные или частично восстановленные рудные материалы, содержащие железо и/или другие чугунообразующие элементы.

Ы

ри этом моцд.ернивают постоянным общий дебит киог орода, вносимого в фурменные зоны, включая приход его с дутьем, с восстанавливаемыми окислами рудных материалов, вводимых в фурменные зоны, а также кислород, транспортируемый указанньгми рудными мaтepиaлa м путем .ввода в дутье и/или транспортирующих их газообразных агентов азота и/или углеводородов при поддержании постоянным общего дебита фурменных газов, образующихся в печи изменением расхода ду- .тья, одновременно с вводом указанных компонентов, а необходимый расход энергии на восстановление и плавление вводимых в фурменные зоны рудных материалов обеспечивают изменением энтальпии фурменных газов.

Соблюдение указанных условий позволяет обеспечить постоянство химического и TeiraoBoro потенциала образующихся в единицу времени фурменных газов, необходимого для постоянства количества подаваемого из загружаемой через колошник шихты чугуна не- , зависимо от расхода .рудных материалов, вдуваемых в фурменные зоны и, следовательно, возможность повышения производительности печи при-увеличении их расхода. Кроме того, выбор вдуваемых рудных материалов с содержанием тех или иных чугунообразующих компонентов расширяет сортамент чу- гунов и, в частности, дает возможность получения легированных хромом чугунов путем вдувания хромсодержа- щей руды в, чистом виде или в смеси с железной рудой.

Таким образом, изобретение позволяет без заметного нарушения обычного режима доменной печи производить передельный или хромсодержащий легированный чугун (или оба вида) в зависимости от вида вдуваемой руды, потребляя для этого только тепловую энергию, подаваемую от внешнего источника, и количество углерода, необходимое Д/1Я науглероживания этого чугуна.

В таблице представлены характеристики работы доменной печи, оборудованной 28-ю фурмами.

Как видно из таблицы (колонка 2) доменная печь при максимальной интенсивности производит 600 т чугуна в сутки при расходе кокса 450 кг/т

чугуна и количестве сожженного кокса порядка 2700 т/с.

При вдувании в фурмы железной

РУДЫ С гранулометрией менее 1 мм в количестве 10% введенного железа по отношению к чугуну, произведенному в базовом периоде (из пихты, загруженной через колошник), производство

чугуна составляет 6500 т/с (колонка 3 таблицы).

Одновременно с этой подачей руды в фурмы вдувают подогретьм, например, с помощью плазменных факелов

воздух с тем,, чтобы энергия, вносимая плазменными факелами, покрывала теплопотребность восстановления и плавления руды, поданной в сопла. При этом общий расход дутья составляет 902 им -на 1 т чугуна, а его температура повышена до 1777 С. Эти параметры достигнуты путем регулирования плазменных факелов таким образом, чтобы они могли подавать 288 кВт Ч полезной энергии на 1 т чугуна. Увеличение температуры дутья предусматривается для обеспечения тепловых затрат на восстановление и плавление вдуваемой руды, что позволяет сохранить температуру фурменных газов и исключить расходование металлургического кокса, необходимого для обеспечения тепловых и химических потребностей при проплавке шихтовых материалов, загрузкаемых через колошник в объеме базового периода.

Вследствие этого, потребление кокса на 1 т изготовленного чугуна уменьшается более чем на 35 кг по

сравнению с базовым периодом, а количество сжигаемого кокса остается практически неизменным, что обеспечивает проплавки шихтовых материалов, загружаемых через колошник.

Подогрев воздуха, подаваемого на фурмы, можно достигнуть смешиванием основного потока воздуха, поступающего от воздухонагревателей при 1200 С, дополняя вспомогательный поток штазмогенного воздуха, доведенного до повышенной температуры посредством плазменных факелов.

Учитывается также кислород, внесенный подаваемой рудой. Постоянство его дебита преимущественно поддерживается мобавкой азота., которая в этом примере повышается до 103 нм на 1 т чугуна.

Общий расход дутья, подаваемого в фурмы, составляет 902 нм на 1 т чугуна, а его температуру повышают до , К этому потоку, подведенному извне, в зоне горения сопел добавляется газ, полученный при непосредственном восстановлении введенно железной руды, что обеспечивает постоянство дебита фурменного газа.

Добавка азота устраняет недостатки, свойственные эффекту обогащения кислородом воздуха, который имел бы место в фурменной зоне в ходе диссоциации введенных оксидов пр упрощенной ре акции

FcxO- xFe + 1 /20а.

В колонке 4 таблицы степень восстановления составляет 50%, в соотношении 10% к чугуну, (массовых единиц).

Количество сжигаемого кокса идентично в колонках 2 и 3.

Так как руда предварительно восстановлена на 50%, ее тепловые пот- ребности меньше, чем потребности необработанной руды.

Полезная энергия, подаваемая факелами, уменьшается в этом случае до 161 кВт. ч на I т чугуна. Добавка азота также уменьшается до 51 нм на 1 т чугуна, т.е. более чем на половину по сравнению с предыдущим случаем.

Общий расход поданного газа, ко- торый увеличивается до 903 нм на 1 т чугуна, примерно равен расходу, показанному в таблице в колонке 3, а температура его ниже (1521 С) , что достаточно для покрытия тепловых потребностей предварительно восстановленной руды без нарушения внутреннего функционирования доменной печи по отношению к загружаемым через колошник шихтовым материалам, так как параметры фурменного и колошникового газов идентичны их параметрам в базовом режиме.

Режим, показанный в колонке 5 таблицы, указывает на возможное Уве- личение производительности печи и доведение ее до 7000 т/сут. Этот результат достигается прость(м введением предварительно восстановленной руды на 50% в количестве 20 вес.% железа по отношению к чугуну.

Изобретение в общем виде применяется для подачи любого рудного материала, содержащего оксиды чугунооб10

15

20

25

001656

разукхдих элементов, в частности хромовой руды или смеси с железосодержащими материалами (окалины, сварочного шлака, стальной мелочи).

В этом случае доменная печь работает как единый двухступенчатый реактор, кагкдая из ступеней которого специализируется в производстве ра,з- ной продукции, обмениваясь материалами и теплотой без взаимных помех, нижняя ступень, а именно зона сопел, производящая хромсодержащий чугун из введенной руды, и верхняя часть, обычным способом производящая основной чугун. Обе жидкие фазы собираются в горне и образуют легированный хромом чугун.

Использование изобретения позволяет оперативно повышать производительность доменной печи и также оперативно переходить на вьшуск необходимого сортамента чугуна в широком диапазоне.

Формула изобретения

Редактор Н.Лаэаренко

Составитель А.Дунаев Техред М.Ходанич

Заказ 4716/59

Тираж 530

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

ных веществ вводят хромсодержащую руду или ее смесь с железной рудой.

Корректор М.Самборская

Подписное