Способ управления доменной печью

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 11 4 С 21 В 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3976890/23-02 (22) 20. 11. 85 (31) 8418075 (32) 21. 11. 84 (33) FR (46) 07. 08, 89. Бюл. N 29 (71) Энститю де Решерш де ля Сидерюржи Франсэз (РВ.) (72) Жан-Алекс Мишар и Люсьен де Сэн Иартэн (FR) (53) 669.162.267(088.8) (56) Леонидов Н. К, и Смежикова П.С.

Вдувание в доменных печах при плавке различных реагентов. — M.". ЦНИИПИ, 1965, с. 19, 20. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДОМЕННОИ Н .ЧЬЮ (57) 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

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 возду„,SU „„1500165 измельченном виде с помощью транспортирующего агента (газа, жидкости) в фурменные эоны 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, плазмотроГ на, чем обеспечивается постоянство количества проплавляемых шихтовых материалов, загруженных через колошник, и, следовательно, выплавки иэ 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. хонагревателях дутье с регулируемым расходом, нагревом и составом. Одновременно 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.

3 1500165 !!ри этом поцд"оживают постоянным

c>бщиЙ >>еGHт хиcliop-. да, BHocHMoI B фурменные зоны, включая приход его с дутьем, с восстанавливаемыми окислами рудных материалов, вводимых в фурменные зоны, а также кислород, транспортируемый указанными рудными материалами путем .ввода в дутье и/или транспортирующих их газообраз- 1О ных агентов азота и/или углеводородов при поддержании постоянным общего дебита фурменных газов, образующихся в печи изменением расхода ду,тья, одновременно с вводом указанных 15 компонентов, а необходимый расход энергии на восстановление и ппавление вводимых в фурменные зоны рудных материалов обеспечивают изменением энтальпии фурменных газов. . 2О

Соблюдение указанных условий позволяет обеспечить постоянство химического и тейлового потенциала образующихся в единицу времени фурменных газов, необходимого для постоянства количества подаваемого из загружае> ой через колошник шихты чугуна не, зависимо от расхода, рудных материалов, вдуваемых в фурменные зоны и, следовательно, возможность повышения 30 производительности печи при увеличении их расхода„ Кроме того, выбор вдуваемых рудных материалов с содер>капнем -.ех или иных чугунообразующих компочентов расширяет сортамент чу- 35 гунов и,, в частности, дает воэможI но ст ь получения ле гира ванных хромом чугунов путем вдувания хромсодержащей руды в, чистом виде или в смеси с железной рудой. . 40

Таким образом, изобретение позволяет без заметного нарушения обычного режима,доменной печи производить передельный или хромсодержащий легированный чугун (или оба вида) в 45 зависимости от вида вдуваемой руды, потребляя для этого только тепловую энергию, подаваемую от внешнего источника, и количество углерода, необходимое дпя науглероживания этого чу гун а.

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

Как видно из таблицы (колонка 2), доменная печь при максимапьной 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 107 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 подогретый, 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 нм на 1 т чугуна, à его температура повышена до 1777 С. Эти ф параметры достигнуты путем регулиро— вания 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, загружаемых 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

У

1200 С, дополняя вспомогательный поток плазмо генного воздуха, доведенного до повышенной температуры посредством плазменных факелов.

Учитывается также кислород, внесенный подаваемой рудой. Постоянство

его дебита преимущественно поддерживается добавкой азота., которая в этом примере повышается до 103 нм на 1 т чугуна.

5 15

Общий расход дутья, подаваемого в фурмы, составляет 902 нм на 1 т чугуна, а его температуру повышают до 1777 0. К этому потоку, подведенному извне, в зоне горения сопел добавляется газ, полученный при непосредственном восстанов ении введенной 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 упрощен— ной реакции

Ге„О-юхРе + 1/20

В колонке 4 таблицы степень вос— становления Fe>0 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 потребности меньше, чем потребности необработанной руды.

Полезная энергия, подаваемая фа— келами, уменьшается в этом случае до 161 кВт.ч на 1 т чугуна. Добавка азота также уменьшается до 51 нм

3 на 1 т чугуна, т.е. более чем на половину по сравнению с предыдущим случаем.

Общий расход иоданного газа, который увеличивается до 903 нм на

1 т чугуна, примерно равен расходу, показанному в таблице в колонке 3, Ю 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 увеличение производительности печи и доведение ее до 7000 т/сут, Этот результат достигается простым введением предварительно восстановленной руды на 50% в количестве 20 вес. . железа по отношению к чугуну.

Изобретение в обцем виде применяется для подачи любого рудного мате— риала, содержащего о ксиды чу гунооб00165 6 разуюцих элементов, в частности хромовой руды или смеси с желеэосодержащими матери алами (окалины, сварочного шлака, стальной мелочи) .

В этом случае доменная печь работает как единый двухступенчатый реактор, каждая из ступеней которого специализируется в производстве разной продукции, обмениваясь материалами и теплотой беэ взаимных помех, нижняя ступень, а именно зона сопел, произ водящая хро мсодержаций чу гун из введенной руды, и верхняя часть, обычным способом пронзводяцая основной чугун. Обе жидкие фазы собираются в горне и образуют легированный хромом чугун.

Использование изобретения позво2р ляет оперативно повышать производительность доменной печи и также оперативно переходить на выпуск необходимого сортамента чугуна в широком диапазоне.

Формул а изобретения

I Способ управления доменной печью, включающий подачу в печь дутья, Зр нагретого в регенераторах, регулирование е го р асход а ввод в фурменную зону или в районе ее твердых окисленных или частично восстановленных рудных материалов, транспортируемых газообразными или жидкими агентами, отличающийся тем,что, с целью повышения производительности печи или по меньшей мере временного изменения состава продуктов плавки, 4р поддерживают постоянными общий приход кислорода, вносимого в фурменную зону дутьем, оксидами рудных материалов и агентами, транспортирующими рудные вещества, и общий приход га45 зов, поступающих из нижней зоны доменнбй печи.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью поддержания постоянным общего прихода кислорода, в фурменную зону вводят азот.

3. Способ по п. 2, о т л и ч а юшийся тем, что вводимый в фурменную зону азот частично нагревают газовыми горелками.

4, Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью поддержания постоянным обцего прихода кислорода, в фурменную зону вводят углеводороды.

1500165 ных веществ вводят хромсодержащую руду или ее смесь с железной рудой.

5. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве рудПоказатели режимов работы доменной печи при

Базовый режим

Характеристики введении восстановленной на 50Х руды. вздувании необработан- ной железной руды

Производство чугуна, т/сут

Степень восстановления вдуваемой руды, 7.

Введенное железо/чугун, Е

6507

6507 7000

6000

0

10 кг/т чугуна

Расход кокса, — — — — -- —т/сут

Увеличение энтальпии вдуваемых в фурменную зону газов, кВттч/т чугуна

Расход вводимого воздуха, нм /т чугуна

Расход транспортирующего газа, нм /т чугуна 2

Общий расход вводимого газа, нм /т чугуна

Температура общего ввоо димого газа, С

Колошниковый газ

Выход, нм /ч

Э

Температура, С

Теплотворная способность, ккал/нм

Теоретическая температура горения фурменного газа, С

414

2694

414

2694

2695

2 700

161

288

296

852

1016

799

738

103

1016

902

903

832

1521

1200

1777

1840

107

109

378870 109

112

675

675

676

674

2254

2254

2254

2254

Составитель А.Дунаев

Техред М.Ходанич

Корректор М. Самборская

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 4716/59 Тираж 530 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101