Способ работы комплекса аглофабрика - доменный цех Советский патент 1992 года по МПК C21B5/00 C22B1/00 

Изобретение относится к черной металлургии и может использоваться на Металлургических заводах, имеющих в своем составе аглофабрику и доменный цех.

Известен способ работы комплекса аглофабрика - доменный цех, включающий производство агломерата на ион- вейерных агломашинах, очистку отходящих аглогазов от пыли и выброс их в атмосферу через дымовую трубу, загрузку агломерата в доменные печи и выплавку в них чугуна с использованием горячего обогащенного кислородом дутья и топливных добавок.

Недостатками такого способа являются загрязнение атмосферы токсичными компонентами аглогазов, содержащимися в них в следующих количествах, мас.%: СО 0,5-2,0; so2 0,01- 0,1; 50д 0,003-0,007, С02 4,8-8,0, а также невысокая производительvj VI 00

1ЧЭ

кэ

ность агломашин, ограниченная скоростью поступления кислорода в зону горения топлива в спекаемом слое,

Известен способ спекания агло шихт с использованием воздуха, обогащенного кислородом. При этом способе увеличивается скорость спекания, уменьшается количество отходящих аглогазов, упрощается их очистка от пыли.

Недостатком такого способа является повышение стоимости агломерата, вызываемое применением кислорода, а также невысокая степень использования кислорода. При применении технологического кислорода для спекания и отсутствии подсосов воздуха в отходящем аглогазе содержится 26,6% О,.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является Способ работы комплекса аглофабрика доменный цех, включающий производство агломерата на конвейерных агло- машинах, очистку отходящих газов от пыли, подачу их на всас воздуходувных машин, обогащение дутья кислородом и проплавку агломерата в печах с получением чугуна. При этом токе сичные комоненты аглогазов утилизируются в доменном процессе, а сера переходит в доменный шлак.

Недостатком известного способа

расход отходящих аглогазов, направляемых на всас воздуходувных машин, измеряют содержание в них оксидов углерода и регулируют расход кислорода на обогащение дутья, поддерживая отношение поступающих в печь с дутьем кислорода (v) и оксидов углер рода (VCOi() впределах 3,51-,3мVM.I

Поставленная цель достигается также тем, что 0,28-0,39 расхода -, кислорода на обогащение дутья (V02) подают в воздух, просасываемый через спекаемый слой шихты на агломашинах.

На чертеже представлена схема комплекса аглойабрика - доменный цех, состоящего из одной агломашины и одной доменной печи.

Комплекс включает агломашину 1 с

газоочисткой 2, эксгаустером 3, дымовой трубой k и доменную печь 5 с воздухонагревателями 6, воздуходувной машинок 7 и воздухозаборным устройством 8. Между эксгаустером

3, агломашиной 1 и всасом воздуходувной машины 7, соединенными дымовым боровом 9, расположено устройство 10 для конденсации и удаления влаги, содержащейся в аглогазах, и

вентилятор 11 для подачи аглогазов на всас воздуходувки и преодоления гидравлических сопротивлений на пути аглогазов от эксгаустера до воздуходувки .Кислородопровод) 2 служит

Сущность: отходящие агломерационные газы очищают от пыли, измеряют их расход и содержание в них оксидов углерода и направляют на всас возду- ховодных машин доменных печей, обогащают дутье кислородом, поддерживая его расход в дутье в пределах 3,51-4,3 м3на 1 м суммы (СО + СО), в аглогазах. Повышение производительности агломашин и снижение затрат топлива на выплавку чугуна обеспечивают, подавая 0,28-0,39 части кислорода обогащения в воздух, просасываемый через спекаемый слой агло- шихты на агломашинах. При этом уменьшается выход отходящих аглогазоБ, снижается поступление в доменную печь азота и повышается калорийность колошникового газа. 1 з.п.ф-лы, 1ил., 3 табл. (Л С

является отсутствие регламентации па-35для подачи кислорода на обогащение

раметров доменного дутья, что затоуд-аглогазов, поступающих,- на всас возняет поддержание стабильного ходадуходувной машины, и воздуха, пропечи с ладанным нагревом, а такжесасываемого через спекаемый слой агне позволяет полностью утилизироватьлошихты. Для регулирования расхода

все образующиеся аглогазы, что застав-эдкислорода, подаваемого в воздух,

ляет выбрасывать неиспользованные аглогазы, загрязняя атмосйеру.

Целью изобретения является обеспечение стабильной работы доменных печей с заданным нагревом и полной утилизации отходящих аглогазов в доменных печах, а также повышение производительности агломашин и снижение затрат топлива на выплавку чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что в способе работы комплекса аглофабрика - доменная печь, включающем производство агломерата на конвейерных машинах, очистку отходящих аглогазов от пыли, подачу их на всас воздуходувных машин, загрузку и проплавку агломерата в доменных печах, согласно изобретению измеряют

просасываемый через спекаемый слои, предусмотрены шибер 13 и средства измерения расхода кислорода. Предусмотрены также средства измерения 45 расхода аглогазов, поступающих по борову 9 в воздуходувную машину, и средства измерения содержащихся в аглогазах оксидов углерода. Шиберы предназначены для отсечения дымовой трубы от агломашины, агло- машины от воздуходувной машины и воздухозаборного устройства от воздуходувной машины, соответственно. Ши- бер 17 отсекает воздухосборник от колпака 18 агломашины 1.

При работе комплекса в соответствии с изобретением отходящие агломерационные газы, отсасываемые эксгаустером 3, очищаются от пыли в сис50

55

просасываемый через спекаемый слои, предусмотрены шибер 13 и средства измерения расхода кислорода. Предусмотрены также средства измерения 5 расхода аглогазов, поступающих по борову 9 в воздуходувную машину, и средства измерения содержащихся в аглогазах оксидов углерода. Шиберы предназначены для отсечения дымовой трубы от агломашины, агло- машины от воздуходувной машины и воздухозаборного устройства от воздуходувной машины, соответственно. Ши- бер 17 отсекает воздухосборник от колпака 18 агломашины 1.

При работе комплекса в соответствии с изобретением отходящие агломерационные газы, отсасываемые эксгаустером 3, очищаются от пыли в сис0

5

51

теме газоочистки 2, осушаются в устройстве Ю и по дымовому борову 9 подаются вентилятором 11 на всас воздуходувной машины 1. По кислородопро- воду 12 в боров 9 перед всасом воздуходувной машины 7 подается кислород для обогащения аглогазов. Обогащенная кислородом газовоздушная смесь подается воздуходувной машиной 7 в доменную печь 5, куда она поступает нагретой в воздухонагревателях 6 до заданной температуры. . При этом дымовая труба отсечена от дымового борова шибером , шибер 15 полностью открыт, а шибер 16 закрыт.

При работе комплекса без подачи кислорода в воздух, просасываемый через спекаемый слой аглошихты, шибер 13 закрыт, а шибер 17 открыт. При подаче кислорода под колпак 1S агло- машины 1 шибер 12 регулирует его расход, в шибер 17 при этом частично открыт. При просасывании через спекаемый слой технического кислорода шибер 17 закрыт полностью.

При работе агломашины во время остановки печи шибер 15 закрыт, а шибер 14 открыт и отходящие аглогазы выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу. При работе доменной печи во время остановок агломашины шибер 15 закрыт, а шибер 16 открыт и в доменную печь подается воздушное дутье, поступающее в воздуходувную машину через воздухозаборник 8.

Подача 100% отходящих агломерационных газов в доменную печь в качестве доменного дутья полностью исключает загрязнение атмосферы токсичными оксидами серы, углерода, азота и углекислотой, содержащимися в агло газах. При нагреве аглогазов в воздухонагревателях доменных печей происходит окисление СО до СО, что повышает температуру доменного дутья ил позволяет снизить расход топлива на нагрев воздухонагревателей. Углекислота и оксиды- азота отходящих аглогазов в фурменной зоне доменной печи реагируют с углеродом кокса, образуя СО и азот. Оксиды серы реагируют с СО, СОя. и На доменных газов с образованием соединений, сера из которых поглощается твердой Лазой, а затем переходит в шлак.

Лля обеспечения стабильного ровного хода доменной печи с получением

0

0

5

чугуна с заданными температурой и составом измеряют расход и состав it агломерационных газов, подаваемых в, доменную печь,обогащают их кислородом и регулируют расход кислорода, поддерживая отношение поступающих в печь с дутьем кислорода и оксидов углерода в пределах 3,51-,3 м /м3.

Регулирование расхода кислорода на обогащение дутья (аглогазов), подаваемого в доменную печь, и поддержание указанного отношения () в пределах 3,51-,3 осущест5 вляют, измеряя расход аглогазов в дымовом борове 9 до места ввода в него кислорода, а также контролируя содержание в аглогазах оксидов углерода (СО + С02) и кислорода, используя для этого стандартные измерительные средства (сужающие устройства, дифманометры, гаяоанализато- ры) :

Путем компьютерного эксперимента с использованием математической модели доменного процесса установлено, что при расходе кислорода в лутье менее 3,51 и более k,3 м3/м3 на 1м оксидов углерода дутья температура

0 фурменных газов (теоретическая температура горения) уменьшается ниже допустимого уровня (1800°С), что вызывает снижение температуры продуктов плавки, повышение вязкости шлаков-, ухудшает их дренаж в горме, нарушает стабильный ход печи, что в итоге приводит к росту расхода кокса и снижению производительности печи.

Нижний предел указанного отношения (3,51) работает при высоких температурах дутья, когда обогащение дутья кислородом приводит к росту расхода кокса и увеличению потребного количества кислорода для его сжигания. Верхний предел (,3) работает при низких температурах дутья, когда обогащение дутья кислородом приводит к снижению расхода коксл и потребного для его сжигания кислорода.

В эксперименте использованы диапазон реально достижимых и применяемых значений температуры дутья (900- 1300 С) и полный спектр составов отходящих агломерационных газов, по лученный расчетом на основе экспериментальных данных спекания аглошихт с применением кислорода. Результаты , компьютерного эксперимента и расчетов- приведены в табл.1 и 2.

5

С

1

С целью увеличения производительно- ти агломашин и снижения затрат топли-i ва на выплавку чугуна, согласно изобретению 0,28-0,39 расхода кислорода, 5 используемого для обогащения агло- газов по кислородопроводу 12, подают под колпак 18 агломашины 1 в проса- сываемый через спекаемую аглошихту воздух. Расход этого кислорода (V02) 10 регулируют с помощью шибера 13.

Оптимальные пределы доли кислорода обогащения, подаваемого в спекае- мый слой (табл,3), определены путем математического моделирования домен- 5 ной плавки с использованием данных табл.1, (количество аглогазов и их состав). Затраты топлива на выплавку чугуна (QT) рассчитаны в единицах условного топлива с учетом калорийно- 20 сти и количества образующихся в до- i менной печи колошниковых газов, которые используются в качестве топлива на металлургическом заводе.

Расчет затрат топлива на выплавку чугуна произведен по формуле

25

От (К q к + ПГ q

nr

.)/29300, кг у.т./т

де К, ПГ, VKr - соответственно расход кокса, природного газа и выход колошникового газа на 1 т чугуна; . 35 qic 1пк кг 29300 - калорийность указанных и условного топлив, кДж/кг, кДж/м3.

Минимальные затраты топлива на вы- 40 плавку чугуна достигаются при работе комплекса аглофабрика -доменный цех согласно изобретению, когда доля кисло-1. рода обогащения, подаваемого в просасываемый воздух, составляет 0,28-0,39. 5

Снижение затрат топлива на выплавку i чугуна при обогащении воздуха спекания на агломашине кислородом связано с уменьшением прихода в доменную печь азота и ростом калорийности колошнико-50 вого газа в связи с этим. Эта же причина (снижение прихода в печь азота с дутьем) вызывает одновременно увеличение расхода кокса, которое при росте доли кислорода на обогащение воздуха 55

5 0

5

0

5

40 1. 5

i -50 55

спекания свыше 0,,39 начинает превалировать над повышением калорийности колошникового газа и затраты топлива на выплавку чугуна начинают увеличиваться.

Таким образом, использование изобретения позволяет улучшить экологическую обстановку на мeтaллvpгичecкoм заводе за счет полного исключения выбг роса в атмосферу отходящих агломерационных газов, обеспечить стабильную работу доменных печей с заданным уровнем нагрева, повысить производительность агломерационных машин и снизить суммарные затраты топлива на выплавку чугуна. Дополнительный эффект от использования изобретения заключается в экономии топлива на нагрев воздухонагревателей или в повышении температу- „ры дутья за счет сгорания содержаще- гося в аглогазах монооксида углерода;

Формула изобретения

Показатели процесса спекания аглошихты при различном содержании кислорода в просасываемом воздухе

Примечания. Состав отходящих агломерационных газов рассчитан

для содержания топлива в аглошихте 5% и количества подсосов 50% от объема аглогазов.

Таблица 2

Показатели температурно-дутьевого режима доменной плавки при использовании отходящих аглогазов в качестве дутья

17781Я2

10

Таблица 1

Технико-экономические показатели работы комплекса аглоФабрика - доменный цех

оЗ

Л8

TTTY

j

-&

о

г

16it

Таблица 3

Я -&-

-Н оя

Л