Способ выплавки чугуна Советский патент 1980 года по МПК C21B5/00 

- . . Изобретение относится к металлур-v гии чёрных металлов, в частности к производству чугунов в домейной печи.

Для снижения расхода дефицитного кокса при плавке в доменной печи П15именяют как газообразные, так жидкие итвердые виды топлив.

Известен спосоез выплавки чугуна с вдуванием различных восстановительных газов. Чаще всего для этих целей используют природный газ, который наиболее рационально вдувать через фурмы в окислительную зону, где обеспечивается возможно полное сгорание газа. При этом из природного газа, содержащего преимущественно метан СН, в окислительной зоне вначгше образуются продукты полного, сгорания (С02 и Н20), а затем за пределами окислительной зоны при взаимодействии их с коксом получается срответCtBSHHo СО и Н2 Щ.

В известном способе с использованием восстановительных газов обеспечивается снижение расхода дефицитного кокса, но для этого требуются дополнительные затраты на их производство, связанные с использованием установок конверсии или регенерации при высокой стоимости получаемого чугуна. Дополнительные площади для их размещения и дополнительный обслуживакщий персонал. Кроме того, при регенерации доменных коло1аниковых

5 газов или конверсии газов усложняется и удлиняется технологический процесс. В результате этого эффективность применения восстановительных тазов снижается.

10 Цель изобретения - снижение расхода природного газа и стоимости получаемого чугуна.

Цель достигается тем, что в качестве восстановительного газа в

15 доменную печь вводят очищенный и компримированный газ закрытых руднотермических (ферросплавных) печей с остаточньвм содержанием пыли не более 100 мг/м под давлением 3,3-4,8 ати

20 (превышающим давление газов на колошнике доменйой печи) с коэффициентом замены на каждую единицу природного газа 2-3 единицы газа руднотермических закрьлтых печей.

25 Такие газы образуются при выплавке ферросплавов (углеродистый ферромарганец, риликомарганец, ферросилиций и др.).

Примерные составы газов руднотер30 мических печей приведены в табл. 1. Г Характеристика отходятйх газов закрытых

779385 Таблица ферросиликатных печей

Fe-SI (75%) 2240 83-87,4 2,65,1 84-89 1,9Fe-SI (45%) 2,5 (18%} 2270 бо71- - СйлЙкомарганец 2l20 80,3 Ферромарганец 23,3- 0,7 61,9углеродистый 2160 7078 27 Феррохром 6,8 6,3 углеродистый 2260 НеЪфосфорис75,5 17,3 2Д тый шлак 2260 Характ ерно, что отношение (СО + Й2 + СН4) : (СО + Og + N2) в. газе руднотермйческих печей очень высокое и/колеблется в пределах 2,5-13,4, чт значительно выше аналогичного отноше ния и доменном колошниковом г&эе.Пос леднее позволяет отнести газ закрыть руднотермйческих печей к восстанрвительньЙГ газам с высоким восстановитёлйнййЪотенциалогл. J . ,. /чж 1. .„. -- , л-.f J Iff -f nb iiJv6«-l«t «-4t).-- -i Теплотворная способность газа рудовосстановительных печей колеблет ся в завийййостй от состава в пределах 2100-2650 ккал/чм, 1 6вышетеплотворной способности восйтановйтельного газа (1250 ккал/чм). Кроме того, на сжигание 1 м СО тр ебуется в 4 раза меньше йоэдуха, чем на сжигание 1 м- прйрбдйогб газ, и йри этом развивается более высЪкая емперату1за. Все это позволяет отнес ти газы закрытых рудовосстановительных печей к ценным видам технологи чёских топлйв. ,: , . .. . 7 Газ закрытых рудовосстановительнь1х печей может вдуваться в домен-. ;нУЖ пёчь, 1 ак7чёрез $урйуй Щис T njbHyio OHy, так и в других соответ ств юадизГ гори э бит ах д 1где ТаЗД, содёржадиеШТ для процессов косвенного восстанОвле ййяГ ВйГёдёгШё газа 3ai :pmft с тановйтельных печей через фурмы в 8,0 0,8 8,1- 1,i- 1, :2,6-. 1,28. 215027,4 1,67,64,32660 0,8-01,5-2,5- Ог9,б 1,23 2350 .1,46,1 0,8-0,3-4,3- 0-,4 1,22 2350 1,30,58,0 1,8 10,4 1,22 235р 1,1- 2,1- 2,4- 1,25 5,0 2,7 2,8 0,2 8,7 2,1 1,2 2740 2,1 3,0 0,0 1,22 2550 окислительную зону значительно проще, так как не требует практически дополнительных затрат и переобор-удования печи. При введении газа закрытых руднотермйческих печей йа других горизон тах доменной печи, что СО выполняет роль восстановителя, требуемся дооборуДовакие печи дополнительйыми фурмами или устройствами для ввода таза. Способы ввйда восстановительных газов известны. Так как на руднотермйческих печах .rasti из-под сводов печей отсасываются вакуумнь1ми водяными насосами,то они собираются в сборный заводской Ш:}ЫёктЬ|Г нЬЙ1п(айлеййём, нёзначйтёльйо гфёэЬвааквдим атмосферное давление (после вакуумных насрсов 400 мм вод.ст.). Для транспортировки газа руднотермйческих печей к доменной печи необходима установка газовоздушной станции и прокладка газопроводов. Для обеспечения безаварийной, длительной работы газонаполнительной установки остаточное содержаййе пыли в руднотермйческих печей не должно превышать 100 мг/м , так как при больших его количества BtiliMOKeH абразивный износ трущихся частей. Такое остаточное содержание ;пыли обеспечивается применением сис|темы мЬкрой газоочистки (наклонный газоход, скрубер, труба Вентури,каплеводоотделитель).. Газ на выходе из руднотеркгаческих печей после системы газоочистки имеет давление порядка 500 мм вод.ст.. Для ввода в доменную печь давление газа должно быть повышено до давления, определяемого суммой давления газа на колошнике, перепадом давления на столбе шихты доменной печи и избыточного давления в 1-1,5 атм. для покрытия аэродинамических сопротивлений ввода, что соответствует давленшо 3,3-4,8 ати. При работе типовой руднотеЕ лической печи мощностью 16500 кВт/ч образуется около 2500-3000 м газа или в сутки 58000-72000 м. Расчеты с металлическим моделированием доменного процесса, показывают, что при вводе газа рудовосстановительных печей через фурмы в окис лительную зону возможна замена 1 м природного газа 2-3 М газа рудовосстановительных печей. При математическом моделировании расчеты выполняют при условии сохранения теоретической температуры горения при различных температурах дутья. На математической модели установлено, что при изменении.температуры дутья от 1200 до 1400 С и изменении содержания кислорода в дутье от 21 до 40% коэффициент замены для холодного газа руднотермических печей составляет 2,0-2,2 на кажДый заменяемый кубометр природного газа, для горячего газа (нагрев до 800°С) до 3-х единиц на 1 м природного газа. В табл. 2 приведены технико-экономические показатели работы доменной печи на природном газе и на смеси природный газ-газ, руднотермиче ских печей до полного вывода природного газа. .Таблица 2