Способ ведения доменной плавки Советский патент 1992 года по МПК C21B5/00 

Изобретение относится к черной металлургии и может использоваться при выплавке чугуна в доменных цехах.

Известен способ ведения доменной плавки, в котором природный газ вводится в дутьевые каналы фурм, а кислород подается на обогащение воздушного дутья (Сталь, Мгб, 1989, стр. 9-11).

Однако практика работы доменных печей при таком способе ведения доменной плавки показала, что не обеспечивается полного сгорания природного газа. Это приводит к диссоциации части газа с выделением сажистого углерода и ухудшению газодинамических условий нижней части печи, что определяет снижение коэффициента замены кокса природным газом. Кроме того, кислород на обогащение дутья подается на всос воздуходувной машины. Последнее предопределяет неизбежные его потери на клапане Снорт. Это приводит к снижению эффективности восстановительной и тепловой работы газов в доменной печи и не достигается минимально возможного для данных условий плавки расхода кокса.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ ведения доменной плавки (а. с. № 1257089, прототип). Поэтому способу, включающему подачу восстановительного газа и кислорода через фурмы доменных печей и их предварительное перед подачей в фурмы смешение в соотношении 0,7-1,4 (по объему), обеспечивается полное перемешивание и сгорание восстановительного газа в потоке дутья.

Однако при этом способе фурмы работают в более теплонапряженных условиях, что уменьшает их стойкость, увеличивает потери тепла с охлаждающей водой. Горение кокса в фурменном очаге замедлится вследствие снижения концентрации кислорода в дутье. Более того по этому способу предлагается расходовать кислород на улучшение сжигания восстановительного газа, в то время как наоборот целесообразно восстановительный газ без его сжигания подавать в шахту доменной печи.

х4

Перечисленные недостатки известного способа не позволяют применить его для оптимизации подачи кислорода двумя потоками: с дутьем и на предварительное смешение с природным газом.

Целью изобретения является снижение расхода кокса за счет повышения эффективности использования комбинированного дутья путем регулирования потоков кислорода. 1

I Поставленная цель достигается тем, что в способе ведения до менной плавки, включающем подачу в доменную печь черз фур- воздушного дутья, а также природного газа и кислорода, предварительно смешан- ных перед подачей их в фурмы, дополнительно осуществляют подачу кислорода на обогащение воздушного дутья, причем отношение расхода кислорода на предварительное смешение с природным газом к расходу кислорода на обогащение дутья составляет 1:(1-8).

Как показали опытные плавки, подача кислорода по заявленному способу позволила повысить эффективность использова- ния комбинированного дутья, что ползволило снизить расход кокса в доменной плавке.

При соотношении расходов потоков менее 1:1 из-за резкого возростания теплопо- терь с охлаждающей водой фурм и ухудшения стойкости фурм эффективность использования комбинированного дутья снижена до прежнего уровня.

При соотношении расходов потоков бо- лее 1:8 из-за недостаточного количества кислорода на предварительное смешение эффективность использования комбинированного дутья не повышается и показатели доменной плавки остаются на прежнем уровне.

Пример. Доменная печь полезным объемом 1371 м имеет следующие показатели:

удельная производи-

тельность печи, т/сут3079

удельный расход

кокса, кг/т чугуна425

расход кислорода, м3/т чугуна

123

123 50 расход природного газа, м3/т чугуна коэффициент замены кокса природным

газом, кг/м30,855

При реализации изобретения по предагаемому способу кислород делится на два

потока в соотношении 1:(1-8). Часть кислорода в количестве 13,7-61,5 м /т чугуна подается на предварительное смешение с природным газом, а другая часть в количестве 61,5-109,3 м3/т чугуна идет на обогаще- ние воздушного дутья. В таблице приведены примеры реализации способа.

При соотношении расходов потоков кислорода 1:10 эффективность доменной плавки повышается незначительно, расход кокса снижается на 4 кг/т чугуна при повышении расхода природного газа на 5 м3/т чугуна. Наибольшая величина коэффициента замены кокса природным газом 0,88 отмечается при соотношении расходов потоков 1:3, в этом периоде расход кокса снижен на 23 кг/т чугуна против базового. При достижении соотношения потоков менее 1:1 происходит втягивание факела горения природного газа в дутьевой канал фурмы, что приводит к резкому возрастанию тепло- потерь с водой охлаждающей фурмы, снижению стойкости фурмы, эффективность использования комбинированного дутья падает до прежнего уровня.

Для осуществления способа кислоро- допроводы потоков оснащают техническими средствами, включающими регулировочные клапаны (дроссели) расхода кислорода, измерительные диафрагмы, микропроцессор типа Ремиконд, систему отсечки потока кислорода для предварительного смешения с природным газом при отклонениях их соотношения от заданного.

Предлагаемый способ прошел промышленное испытание на доменных печах Магнитогорского металлургического комбината,

Использование заявляемого изобретения позволит получить экономический эффект 0,15 руб на тонну чугуна, что на Магнитогорском металлургическом комбинате составит 1760 тыс. руб. в год.

Формула изобретения Способ ведения доменной плавки, включающий подачу в доменную печь через фурмы воздушного дутья, а также природного газа и кислорода, предварительно смешанных перед подачей их в фурмы, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода кокса, дополнительно осуществляют подачу кислорода на обогащение воздушного дутья, причем отношение расхода кислорода на предварительное смешение с природным газом к расходу кислорода на обогащение дутья составляет 1:(1-8).

Сущность изобретения: подачу кислорода в доменную печь осуществляют двумя потоками: один поток подают с природным газом, другой - на обогащение воздушного дутья, при этом отношение расхода кислорода с природным газом к расходу кислорода на обогащение воздушного дутья составляет 1:(1-8).