Способ ведения доменной плавки Советский патент 1975 года по МПК C21B7/24 

1

Изобретение относится к области доменного производства чугуна и может быть использовано при подаче дутья в доменн ю печь, а также в шахтЕшю печи цветной металлургии.

Известен способ доменной плавки, при котором изменепие расхода производят или на всех фурмах одновременно или отдельно на каждой из фурм. При этом применяют пульсирующие и другие режимы подачи

дутья, в которых ограничивают в основном величину допустимых колебаний общего расхода и давления дутья.

Переменная подача дутья через отдельные фзгрлиы повышает интенсивность горени кокса и восстановления oioicnoB, способствует разрушению устойчивых каналов в сло шихты, улучшает распределение газа по сечению печи и т. д.

Однако при осуществлении способа пере менной подачи дутья не учитывается режим работы печи, как противоточного аппарата, поэтому характер изменения расхода дутья на фурмах не согласован с закономерностями прртивоточной фильтрации

расплава н газа в объеме печи. Это приводит к снижению э4х|1ективности применения nepewefitrofi подачи дутья, поскольку пропусккая способность коксовой насадки, а следовательно, и производительность печи существенно снижаются при несогласованных изменениях расхода дутья, а при больших отклонениях принятого режима от оптимального производительность печи мо- жет быть даже меньше, чем при равномер- ной подаче дутья на каждую фурму.

На фиг. 1 и 2 показана зависимость между cкopocтя ш потоков расплава U и газа W в доменной печи

VTj ,-,

Vu -VTJ; (1

где и „ и W - предельные скорости

и,П;

(точки пересечегшя прямых 1, 2, 3, 4 и 5 с осями координат). На кривой 6 (см, фиг. 2), построенной по данным прямой 2 (см. фиг. 1) показано, что при одном и том же расходе жидкости средняя по периоду скорость газа (точка А) при

неравномерной нагрузке насадки (в режи« мах, соответствующих точкам 7 и 8 кри воК 6) больше возможной гфи постоянном расходе (точка 9). Однако в доменной пе-. ;ЧИ отношение выходов шлака и газа

/ и ч

jjfn- } является заданным параметром плавки, поэтому отмеченная выше БОЗ.можность увеличения пропускной способно:сти насадки реализуется только в том слу- чае, если время работы фурмы с большим и малым расходами дутья (точки 7 и 8 на ;фиг. 2) выбрано так, что в среднем за :Весь период обеспечивается балансовое от;Ноше1ше выходов газа и шлака V Напри :мер, при чрезмерно большом интервале вре- мени работы фурмы с малым расходом :дутья после отсекания шлака, накопленного :В предшествующем периоде (с большим расходом дутья), насадка продолжительное время остается недогруженной. Напротив, :при большом интервале работы фypJvtы с высокими скоростями газа в насадке накапливается недопустимое количество расплава.

Пропускная способность насадки растет с увеличением диапазона изменения скоростей, однако, максимальная и минимальная

величины расхода дутья на фурме з условиях доменной плавки ограниче 1Ы.

Во избежание выноса шлака в верхние горизонты печи скорость газа в насадке при максимальном расходе дутья на фурме не должна превышать 80-90% от предельной W (см. фиг. 1). Допустимый мини-мальный расход дутья составляет 50-6О% от среднего его значения, так как экспериментально установлено, что при дальнейшем сокращении расхода наблюдается интенсивное обрушение материалов в очаг горения и резкое понижение газопроницаемости фурменной зоны.

Для увеличения производительности пе«чи и снижения расхода кокса предложено использовать перемен 1ую подач;/ дутья че- рез отдельные фурмы с изменением расхо-

-дов на каждой из них по величине и про- должительности, обеспечивающим оптимальные условия противоточной фильтрации pacnnaiea и газа в объеме печи. Для этого расход дутья изменяют циклично на всех (jiypMax по окружности печи, поочередно сокращая расход дутья на БО-6О% на каждой из них или на 2-4 фурмах одновременно на время от 30 до 6О сек с продолжительностью цикла 5-20 мин.

При сокращении расхода на К фурмах : одновременно и поочередном обходе всех групп из к фурм по окружности печи интервалы времени работы каждой фур№1 с большим t н малым t расходом дутья связаны соотношением

К

(2)

п-К

вытекающим из постоянства общего числа фурм на печи П . Это соотношение вместе с огранич8Ни.ем скорости (0,8-0,9 W«)

с двумя уравнениями (1), записанными дл периодов с большим и малым расходами дутья, и с уравнением баланса шлака (поступающего в насадку и стекающего с нее в целом по периоду определяют оптималь ное число одновременно прикрываемых

фурм К в функции параметров плавки W ,

И и J f и степени сокращения расхода

дутья на каждой группе фурлМ. Расчеты, проведенные с использованием данных фиг, показали, что в области обычных соотношений между скоростями газа и шлака (область 10 на фиг. 1) и при степени сокращения расхода дутья на 5О% оптимальное число одновременно прикрываемых фурм К для большигютва печей связано соотношением

0,05 0,15, (3)

т. е, для всех случаев К остается маль.1м (порядка 1-4 фурмы).

Продолжительность одного из интервалов, связанных соотношением (2), была определена по допустимому количеству шлака Q , накапливаемому в объеме насадки Ео время работы фурмы с большим расходом дутья

0,8lVjj V t Q Ff 0,5 , (4

где Н -. допустимый уровень шлака; 0.5 - порозность кокса;

I - относительная площадь сечения,

занятая потоком расплава (0,2

Уровень шлака не должен достигать холод гх зон печи, т. е. подниматься на высоту более чем 1...0,5 м. Тогда при

средней предельной скорости газа W

И

около 5 м/сек и У (,3) 10-4 (область 10 на фиг. 1) продолжительност интервала t составляет примерно

5-19 мин.

Используя соотношения (2) и (3), ваходим, что интервал времени работы фурмы с малым расходом дутья

К

t,( 2 Ч

) равен, примерно.

ft -К

ЗО-6О сек. В этом случае общая продолжительность цикла Т {Т i + i ) составляет 5-20 мин.

Найденный выше оптимальный режим цикла на каждой фурме осуществляется в предлагаемом способе поочередным сокращением дутья на группах из К фурм по окружности печи. При этом необходимая величина минимального расхода дутья (5060% от среднего уровня) и время работы фурмы в этом режиме устанавливаются непосредственно степенью прикрытия фурмы и временем работы ее в прикрытом состоянии.

Необходимый интервал работы фурмы с большим расходом дутья t (5-20 мин)

и величина расхода (обеспечивающая скорость в насадке,равную 0,8-0,9 VV ) устанавливаются на каждой фурме автоматически в результате поочередного сокращения расхода дутья на всех остальнь х фурмах по окружности печи, причем только в том случае, если число одновременно прикрываемых фурм выбрано в соответствии с зависимостью (3), К 3,-4 фурмы, время работы фурмы с малым расходом дутья равно t (ЗО-60 сек) и степень сокращения расхода дутья 5О%. При этом на всех фурмах создаются одинаковые, но смещенные во времени циклы изме 1ения расхода дутья, соответствуюище оптималь- ному режиму противоточной фильтрации расплава и газа в объеме печи, а продолжительность цикла изменения расхода дутья на каждой фурме совпадает со временем обхода всех групп одновременно прикрываемых фурм по окружности печи.

Для устранения колебаний давления дутья. и обеспечения равномерности схода шихты желательно совмещать по времени открытие и закрытие задвижек при переходе от одной группы фурм к другой, а изменение расходов производить постепенно в течение 10-30 сек и поочередно сокращать дутье на наиболее удаленных дру от друга фурмах.

Опытный вариант цикла был испытан | на доменной печи Магнитогорского комбината, оборудованной дроссельными задвижками на 16 фурмах. Проверка проводилась

5 при следующем режиме цикла:

Время прикрытия задвижк

Выдержка В прикрытом состоянии

у

Открытие

Расход дутья на фурму при прикрытой задвижке от среднего уровня

Время перехода с одной фурмы на другую

Общая продолжительность

цикла

Количество одновременно прикрываемых фурм

Очередность работы задв (номера фурм)

11, 2. 9, 16, 7, 14, 5, 3, 10.

Разрыв по времени между открытием и закрытие 1 задвижки при последовательном включении фурм обусловлен недостатками используемого регулирующего устройства. При подаче дутья по приведенному режиму производительность печи увеличилась на 2,5%, расход кокса с1шзиж;я на 2,9%.

Предмет изоб ре тени

Способ ведения доменной плавки путем изменения расхода дутья на фурмах, о тличающийся тем, что, с-целью повышения производительности и экономии кокса, расход дутья изменяют циклично на всех фурмах, снижая его на 1-4 фурмах на 4О-5О% от званного значешш с пе- риодом 10-60 сек и полной продолжительности цикла 5-20 мин.

Диаметр горна ,м

1-10,5 г-9,7 3-9,1 4-,/

f т о ffC

10 .1

1020 и-Ю

Фиг.2