Способ промывки горна и стен доменной печи

 

1. СПОСОБ ПРОМЫВКИ ГОРНА И СТЕН ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий загрузку в доменную печь основных компонентов шихты, агломерата, окатышей , флюсов кокса и добавки сварочного шлака, причем сварочный ишак смешивают с основными компонентами шихты перед загрузкой их в печь, о тличающий ся тем, что, с целью повышения производительности печи , сварочный шлак загружают одной подачей с агломератом, окатышами, коксом и флюсом с чередованием 5200 обычных подач. с S (Л 18 16 1Ц /2 Й1 7 Л Z / 7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (l l) 35 А (5!)4 С 21 В 3/00 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ|ТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, " - ""

И ABTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТБУ Ц

Ф tJq" <

7Б

72 щ ЕЕ @VS щд щц дщд N6 2N0 1$H 7Я@ ЮЮ (21) 3609463/22-02 (22) 27.06.83 (46) 23.10.85. Бюл. М - 39 (72) В.И.Деревянко, Г.Ф.Кулагин, А.И. Васюченко, А.В.Светлов, А.М.Жак, Н.И.Беда, К.И.Чухонцев, И.И.Коркодола, В.И.Логинов, В.И.Левченко, А.Л.Берии, В.К.Рочняк, В.А.Narc и В.И.Марголис (71) Днепродзержинский индустриальный институт им. Арсеничева, Днепропетровский металлургический завод иг;.

Петровского и Днепропетровский металлургический институт им.Л. И. Брежнева (53) 669. 1 62. 262 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

)1 964003, кл. С 21 В 3/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 802365, кл. С 21 В 3/00, 1980. (54)(57) 1. СПОСОБ ПРОМЫВКИ ГОРНА

И СТЕН ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий загрузку в доменную печь основных компонентов шихты, агломерата, окатышей, флюсов кокса и добавки свароч. ного шлака, причем сварочный шлак смешивают с основными компонентами шихты перед загрузкой их в печь, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности печи, сварочный шлак загружают одной подачей с агломератом, окатышами, коксом и флюсом с чередованием 5200 обычных подач.

1186635

15

4О

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что сварочный шлак загружают в смеси с марганцевой рудой при соотношении 1:(0,6-3).

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что сварочный шлак загружают в смеси с сталеплавильными шлаками при соотношении 1:(1,,5-1,7).!

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам предотвращения образования настылей и регулирования работы горна доменной печи при выплавке чугуна, и может быть использовано в доменных цехах металлургических заводов.

Цель изобретения — повышение производительности печи.

На фиг. 1 дана кривая чормального газораспределения; на фиг. 2 график, иллюстрирующий загромождение горна.

Общей причиной образования настылей .в доменных печах является понижение температуры в области образования расплавленных и полурасплавленных масс шихтовых материалов и связанное с этим их налипание »а сте ны печи и застывание. 20

Понижение температуры является, прежде всего, следствием изменения распределения газов в доменной печи, которое вызвано неравномерным распределением материалов по окружности 2 и сечению доменной печи, образование канального хода газов, неровным ходом печи, сопровождающимся подвисаниями и обрывами шихты, частыми простоями,или работой на уменьшенном количестве дутья, колебаниямидутьевого и температурного режимов печи. Иногда понижение температуры может происходить при эндотермических реакциях. 35

Для предотвращения первого хода печи, подстоев, провалов и подвисаний шихты, повышения давления„ горячего дутья, производительности печи, колебаний содержания кремния и серы в чугуне и химсостава шлака, л. Способ но и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что сварочный шлак загружают однократно в смеси е агло.мератом при соотношении 1:(0,3-2,5).

5. Способ по и. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что сварочный шлак загружают однократно в смеси с кок-ом при соотношении по массе 1:(0,31,0).

2 горения воздушных и шлаковых фурм, неравномерности выпуска чугуна по весу (табл. 1 и 2), свидетельствУю щих об образовании горнисажного слоя на стенках и заростания горна печи, осуществляют постоянную промывку стен и горна доменной печи, которая обеспечивает поддержание столба ших— ты и горна печи в активном состоянии, )устраняет загромождение горна и уменьшает толщину горнисажа.

При промывке стен и горна доменной печи сварочный шлак загружают в смеси с агломератом в одну подачу с чередованием ее через 5-200 обыч-. ных подач.

Объем составляющих одной подачи соответствует объему нескольких скипов, поэтому подача материалов на колошник подается по частям несколькими скипами в зависимости от объема загружаемых материалов, полезной емкости скипа и технологических особенностей плавки, После загрузки материалов на малый конус осуществляют их перегрузку на большой конус и далее в доменную печь.

После проплавления шихты и накопления жидкого чугуна и шлака в горне доменной печи осуществляют их периодический выпуск соответственно в чугуновозные и шлаковозные, ковшы.

Для исключения образования настылей на стенках и заростания горна печи к шихте, содержащей.агломерат, окатыши, кокс и флюс, добавляют сварочный шлак, который является побочным продуктом, получаемым в нагревательных печах и колодцах при нагреве слитков. Перед употребо

t 186635 левием осуществляют дробление сварочног(7 шлака на более мелкие фракции. Фракцию 0-10 мм, доля которой составляет 257., подают на аглофабри ку, а фракцию 10-80 мм передают в доменный цех.

Химический состав фракций 1080 MM следующий, мас. 7.:

Si0z 5,36; СаО 0,20» А1 Оз 1,15;

Mg0 0,24; МпО 1,21; FeO 60,21; 10

Fe>0> 29,98; Fe 68,03; Fe общ. 0,94;

Мп 0,05; Р 0,02.

Сварочный шлак имеет прочность на сжатие 100-335 МПа, показатель дробимости фракции 10-80 мм 27-37 кг (см /ч) .

Объемная насыпная масса указ анного шлака, фракция 10-80 мм, составляет 2500 кг/м . Выход сварочного шлака указанной фракции составляет в среднем 75Х. Добавка сварочного шлака в доменную шихту позволяет предотвратить излишнее образование горнисажного слоя шихты, а также улучшает дренажную способность горна, что позволяет интенсифицировать процесс доменной плавки.

Сварочный шлак вводят в смеси с окатышами, коксом ипи флюсом при

;казанной цикличности.

Подача смеси сварочного шлака с другими компонентами шихты с цикличностью 5-200 подач обеспечивает оптимальные условия формирования жидкоподвижного размывающего шлака, который предотвращает образование настылей и заростание горна.

Периодичность загрузки подач, содержащих сварочный шлак, через 5200 нормальных подач обеспечивает возможность регулирования дозировки про- 40 мывочной смеси в широких пределах в зависимости от состояния рабочего профиля печи, теплового режима, сырьевых условий, физико-химических свойств проплавляемых материалов, 45 их склонности к настылеобразованию и др. факторов.

Увеличение интервала загрузки нормальных подач в указанных пределах означает уменьшение частоты ввода в шихту промывочной смеси и соответственно ослабление ее действия.

Уменьшение интервала загрузки . нормальных подач, не содержащих сварочного шлака, соответствует усиле нию размывающего действия промывоч-. ной смеси за счет более частого ее ввода.

При уменьшении интервала загрузки нормальных подач менее пяти ввод промывочной смеси в шихту создает постоянное присутствие значительных количеств закиси железа в шлаке и его излишнюю подвижнос ть, следствием чего может быть увеличение удельного расхода кокса и интенсивное разруше— ние кладки.

При увеличении интервала загрузки нормальных подач сверх 200 ввод промывочной смеси в шихту окаэываеTc.ÿ . слишком редким, не более одного раза в сутки. Такая периодичность образования в печи жидких фаз, обладающих размывающим действием, не обеспечивает эффективной борьбы с настылеобразованием и загромождением горна.

Расход сварочного шлака или его смеси в подачу должен составлять .

0,06-3,0 величины коксовой колоши, применяемой на печи.

При этом значение расхода, близ, кие к нижнему пределу, соответствуют меньшим интервалам чередования по. дач, содержащих сварочный шлак, с обычными подачами, а значения расходов, близкие к верхнему пределу, большим интервалом чередования указанных подач.

При расходе сварочного шлака или

его смеси менее 0,06 его количество в образующемся шлаке оказывается недостаточным, чтобы обеспечить высокую подвижность и эффективное размывающее действие этого шлака.

Увеличение расхода сварочного шлака сверх 3,0 приводит к черезмерному увеличению количества разжижающих компонентов в образующемся доменном шлаке, слишком высокой его подвижности, что сопряжено с увеличением удельного расхода кокса и интенсивности износа футеровки.

Сварочный шлак вводят в смеси с марганцевой рудой или сталеплавильными шлаками с указанной цикличностью при соотношении сварочного шлака к сумме марганцевой руды или сталеплавильных шлаков в одной подаче соответственно 1:0,4-0,3 и 1:1,5-17.

Смешивание сварочного шлака с марганцевой рудой или со сталеплавипьными шлаками усиливает подвижность— и размывающие свойства образующегося шлака. Смешивание сварочного шлака с марганцевой рудой в соотношении 1:

1186б15

1:0,4-3,0 способствует усилению раз— мывающего действия образующихся шлаков. увеличение расхода марганцевой руды сверх 3,0 создает слишком агрессивные шлаки, отрицательно влияющие на стойкость кладки печи. При расходе марганцевой руды менее 0,4 она не оказывает существенного разжижающе- 1р го действия на образующиеся шлаки, что снижает эффективность промывки.

Ввод в печь сварочного шлака в смеси со сталеплавильными шлаками в соотношении 1:1,5-17 способствует об- 15 разованию размывающей жидкой фазы, которая обладает стабильными физико— химическими свойствами и более мягким воздействием на футеровку печи.

Расход сталеплавильных шлаков ме- 2р нее 1,5 не обеспечивает желаемого изменения свойств образующегося шлака и не снижает его агрессивности, что отрицательно сказывается на стойкость футеровки. При расходе сталеплавиль- 25 ных шлаков выше 17 образующийся размывающий шпак оказывается недостаточно подвижным, что снижает эффективность промывки.

Кроме того, сварочный шлак можно подавать в смеси с коксом в зависимости от теплового состояния печи.

Смесь сварочного шлака с коксом обеспечивает высокую газопроницаемость соответствующей зоны загрузки, хороший ее прогрев, создает благоприятные условия для оплавления и размыва горнисажного слоя на стенках и в горне.

В случае загрузки .сварочного шлака с рудными материалами для его проплавления в шихту дополнительно вводят кокс в количестве 0,5-1,0 на 1 т сварочного шлака, в зависимости от теплового состояния печи. 45

Смешивание сварочного шлака с рудными материалами, флюсом, коксом и другими добавками осуществляют путем совместной загрузки указанных компонентов в скип или путем предварительного смешивания их на рудном дворе при формировании штабеля.

Для промывки периферии шахты и горна сварочный шлак загружают в первый и/или второй скип, а для про- Ы мывки центральной части столба шихты — в третий или последующие скипы, что обеспечивает требуемое распределение жидких фаз и <.о здает благоприятные условия для оплавления и разминки горнисажа на периферии или в центре.

Промывку производят при нормальном нагреве горна и содержанием кремния я чугуне не ниже 0,8-0,97.

Рудную нагрузку устанавливают в зависимости от теплового состояния печи при нормальном нагреве.

Пример. На печи объемом

1033 м выплавляют передельный чугун.

Основными составляющими шихты являются агломерат ЮГОК с содержанием железа 53,3-54,8Ж и окатыши ЦГОК или

СевГОК с содержанием железа 60,060,57.. Окатышей в рудной части шихты

40-50Х. Содержание мелочи фракции

0-5 мм в агломерате 16-27Х в отдель— ные периоды оно значительно повышается в связи с использованием агломерата, хранящегося на рудном дворе.

Цех работает на привозном сырье, что вынуждает иметь запас агломерата на рудном дворе, несмотря на его разрушение при перегрузках и хранении. Содержание мелочи 0-5 мм в окатышах

4-10Х. Состав шихты значительно колеблется от 10Х. агломерата до 1007 окатышей.

На печи применяют четырехскиповую загрузку. В обычных условиях чаще всего используют систему загрузки

КАОК при уровне засыпки 2,5 м. При этом подача состоит из 18 — 20 т рудных материалов и 5,9/6,2 кокса.

Эти условия сохраняются в период, непосредственно предшествующий переходу на режим постоянной промывки горна и стен доменной печи.

Работа печи продолжительностью

60 сут в период с 0,8.05.82 по

06.07.82 г., принятый за базовый характеризуется ухудшением показателей, Ф в частности повышением давления дутья, менее ровным сходом шихты, снижением производительности, увеличением удельного расхода кокса.

В течение указанного периода повышается температура колошниковых газов, сужается поле разброса температур по разным газоотводам, происходят искажение нормального распределения СО, по радиусу печи (кривая 1, фиг. 1), понижение температуры кладки в верхм ней половине шахты, что указывает на появление настыли в этом районе.

86635 8 кроме того, сварочный шлак вводят в смеси с марганцевой рудой или сталеплавильными шлаками при соотношении соответственна 1:0,4-3,0 и 1:1,5-17 °

Смесь со сварочным шлаком загружают в разные скипы подачи.

Использование этих мер в течение

60 сут. обеспечивает предотвращение образования настыли в печи и загро10 мождение горна.

Работа печи в этот период характеризуется более ровным ходом без подстоев и провалов шихты, нормальным газораспределением по радиусу печи

f5 (о чем свидетельствует кривая 2, фиг. 1), нормальными значениями температур калошника и кладки.

Отмечаются также увеличение тепловой нагрузки на холодильники верха лещади (кривая 4, фиг. 2), отсутствие резких колебаний химсостава чугуна по выпускам, а также веса последних, уменьшение количества коксовой мелочи на выпусках, а также уменьшение горе25 ния фурм (табл. 1 и 2).

Таблица 1

Показатели

Опытный

Базовый

Устойчивый

Неровный

Ход печи

2,3С

2,42

2352

2271

Наблюдается часто

Не наблюдается

Наблюдается

Не наблюдается

683

597

249

233

Перепад температур между отдельными газоотводами, С о

21

После точек температуры газов в различо ных газоотводах, С

232-276

240-263

13,0

12,2

Содержание СО в периферийном газе, 7.

7 11

Начиная с 10. 07. 82, набпюдаются признаки загромождения горна, в часч ности уменьшение тепловой нагрузки на холодильники верха лещади (кривая

3, фиг. 2), резкие колебания химсостава чугуна па выпускам, а также колебания выпуска чугуна па весу, выход из печи значительных количеств коксовой мелочи на выпусках, снижение температуры чугуна.

В этот период усиливается горение воздушных фурм.

07. 07.82 доменную печь останавливают для замены засыпного аппарата.

При выполнении ремонта печи настыль удаляют взрывным путем. После задувки печи с 11.07.82 по 08.09.82 используют постоянные промывки печи смесями сварочного шлака с агломератом, окатышами, флюсом, марганцевой рудой и сталеплавильными шлаками.

Показатели работы доменной печи за 60 сут с настыпью и без нее даны в табл.. 1 и 2.

Сварочный шлак вводят в смеси с. агломератом, окатышами флюсом или коксом. через 5-200 обычных подач.

Расход сварочного шлака составляет

0,06-3,0 величины коксовой калоши,.

Давление горячего дутья, атм

Расход горячего дутья, м /мин

Подстои, провалы или перекос уровня шихты

Подвисание шихтовых материалов о

Температура кладки шахты, С о

Температура калашниковых газов, С

Экономический эффект от использо,вания изобретения составит 200 тыс. руб. в год на одну печь.

1186635

1п

Продолжение табл.1

Период

Показатели

Опытный

Базовый

Давление колошникового газа, атм

1,2

1,?

552

529

1678

1763

0,47-1,21

0,032-0,081

О, 56-0, 91

0,027-0,042

Коиеблемость содержания в чугуне, X

Резко колебИзменение химсостава шлака

Стабильный лется

Число сгоревших воздушных фурм, шт.

Число сгоревших шлаковых фурм, шт.

Перепад давления газа по высоте печи, 1,22

1,.1 О атм

1 15- 197

165-207

Колебания выпуска чугуна по весу, т

Наличие коксовой мелочи и графита при выпуске чугуна и шлака о

Гемпература чугуна, С

Не наблюдается

Наблюдается

1410

1440

Та блица 2

Показатели

Базовый

Опытный

Продолжительность периодов, сут

Удельный расход кокса, кг/т

Производительность печи, т/сут

Расход дутья, м /мин

552

529

1678

1763

2223

2267

2,45

Давление дутья, атм

2,32

Расход природного газа, м /т

78

Расход кислорода, и /т

$ /

Состав чугуна, 7

0,66

0,63

Расход кокса, кг/т

Производительность, т/сут

Колеблемость содержания Si в чугуне, 7.

1186635

Период

Показатели азовый

0,52

0 55

0,032

0,031

0,585

0,616

КИПО

663

732

992

1046

1,25

1,25

3,26

3,10

57,9

57,3

Простои, ч. мин

3,50

1. 25

21. 30

Тихий ход, ч.мин

6. 10

30200(5,17) 2800

172000

Расход агломерата, кг/т

Расход окатышей, кг/т

Основность шлака

Рудная нагрузка

Содержание Fe в шихте, X

Число сгоревших фурм, шт.

Прирост лроизводства чугуна, т/г

Экономия кокса, т/г

Экономический эффект, руб.

Снижение себестоимости чугуна, кол/т

Продолжение табл.2.

1186635 С Ф ф ;» Ю э 9 ь Д

Q щ

12 5 18 21 29 Я7 Ю бремя, сут

Фиг. 2

Составитель Н.Дунаев

Редактор Н. Гунько ТехредИ.Гергель Корректор И.Эрдейи

Заказ 6504/28 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4