Способ подготовки доменной печи к задувке

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к доменному производству. Сущность изобретения: способ включает освобождение объема доменной печи ниже оси чугунной летки, сушку и охлаждение просушенной футеровки, расчет и загрузку задувочной шихты, при этом перед сушкой на поверхности футеровки по периметру металлоприемника размещают титансодержащие материалы, причем количество их устанавливают их зависимости = (10-20)·F, где G - расход титана, кг; F - площадь поперечного сечения металлоприемника, м². Размещение титансодержащих материалов на поверхности остаточных материалов обеспечивает увеличение срока службы футеровки горна за счет отложения на ней карбидов и нитридов титана.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к доменному производству.

Известны способы подготовки доменной печи к задувке, включающие опробование и регулировку механизмов и систем печи и воздухонагревателей, установку воздушных фурм м укладку клети из бревен в горне, расчет и загрузку шихты [1, 2] Недостатком этих способов является разрушение футеровки из-за резкого начального термического удара при обрушении на лещадь раскаленного кокса и стекании первых порций жидких чугуна и шлака.

Известен также способ подготовки доменной печи к задувке, включающий загрузку на нагретую лещадь термозита в количестве 0,1 0,5 т/м² площади горна [3] Способ позволяет снизить уровень начального термического удара на футеровку лещади, однако не устраняет последующего радиального разрушения футеровки боковой поверхности стен металлоприемника.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности является способ подготовки печи к задувке, включающий освобождение ее объема ниже оси чугунной летки, сушку и охлаждение просушенной футеровки, расчет и загрузку задувочной шихты [4 прототип] Недостатком прототипа является интенсивное разрушение футеровки металлоприемника из-за отсутствия на ее поверхности защитного гарнисажа, образованного неплавкими массами. Применяемые методы защиты футеровки предназначены лишь для защиты поверхности лещади от начального термического удара при задувке.

Задачей изобретения является совершенствование подготовки доменной печи к задувке (после капитального ремонта с заменой футеровки ниже уровня чугунной щетки) путем создания неплавкого гарнисажа на поверхности футеровки металлоприемника, что увеличит срок ее службы. Увеличение срока службы футеровки обеспечивается в предлагаемом способе подготовки доменной печи к задувке, включающем освобождение ее объема ниже оси чугунной летки, сушку и охлаждение просушенной футеровки, расчет и загрузку задувочной шихты за счет того, что перед сушкой печи на поверхности футеровки по периметру металлоприемника размещают титансодержащие материалы, причем количество их устанавливают из зависимости G=(10 20 )·F (где G-расход титана в кг, F-площадь поперечного сечения металлоприемника в м²).

Изобретение поясняется следующими положениями. В практике известна загрузка через колошник с шихтой работающей печи титансодержащих материалов в виде окатышей, агломерата или смеси с бетоном [4 5] Установлено, что их проплавке на поверхность футеровки металлоприемника осаждается защитный слой из карбонитридов титана. Причем положительный эффект ввода титансодержащих материалов наблюдается при расходе свыше 15 кг титана на тонну чугуна в лечение 5 10 суток, что эквивалентно расходу 1,5 3,0 т титана на 1 м² площади металлоприемника. Низкая эффективность использования титана объясняется тем, что более 80% введенного титана уходит из печи со шлаком и до 20% с чугуном. В печи остается в виде карбонитридов не более 1% от введенного количества титана. Увеличение доли титана, остающегося в печи, требует повышения нагрева горна печи, однако при этом интенсифицируется образование гренали, приводящей к загромождению горна. При подготовке печи к задувке по предлагаемому способу перед загрузкой шихты на поверхности остаточных после выгребки материалов по периметру металлоприемника размещают титансодержащие материалы, причем количество размещаемых материалов в пересчете на титан составляет 10 20 кг на 1 м² площади поперечного сечения металлоприемника, что в 150 200 раз снижает расход титана в сравнении с известной технологией ввода титансодержащих материалов через колошник.

После подготовки доменной печи к задувке с размещением титансодержащих компонентов поверхности остаточных материалов по периметру металлоприемника, загрузки шихты и задувки печи металлоприемник заполняется чугуном. При этом титиансодержащий материал растворяется м в контакте с коксом и растворенным в чугуне азотом образует карбиды и нитриды титана, осаждающиеся на футеровке. Образующийся низкотеплопроводный гарнисаж из карбонитридов титана обеспечивает медленный прогрев футеровки и снижает начальный термический удар. Кроме того, за счет диффузии карбонитридов в материал футеровки и образования износостойкого гарнисажа снижается эрозирующее воздействие чугуна и коксовой насадки.

Следовательно размещение титансодержащих материалов у поверхности остаточных материалов по периметру металлоприемника обеспечивает увеличение срока службы футеровки в этой зоне печи. Восстановление титана из окислов происходит со значительным поглощением тепла и при низких температурах требует длительного времени, поэтому предпочтительнее использовать титансодержащий материал в виде чистого титана.

Анализ данных работы [6] показывает, что при расходе 20 кг окислов титана на 1 т чугуна скорость снижения температуры углеродистых блоков футеровки горна в течение 9 суток уменьшаясь от 25 30^o на 2^o в сутки и затем температура стабилизировалась, т.е. эффективное время ввода титансодержащих материалов составляет 5 8 суток. Время обновления чугуна в приямке колеблется от 1 до 16 суток для различных печей, следовательно, при заполнении объема печи ниже оси чугунной летки расплавом с содержанием титана 0,20 - 0,25% обеспечивается за один цикл его обновления карбонитридов в количестве, достаточном для образования защитного гарнисажа на поверхности футеровки.

При высоте замененной футеровки ниже уровня летки для выпуска чугуна 2,0 2,5 м концентрация титана в чугуне 0,20 0,25% обеспечивается при его расходе 10 20 кг на 1 м² площади поперечного сечения металлоприемника. При расходе титана менее 10 кг/м² площади поперечного сечения металлоприемника концентрация титана в чугуне будет ниже минимальной, определяющей количество образованных карбонитридов, достаточное для образования слоя гарнисажа на поверхности футеровки. При расходе титана более 20 кг/м² площади поперечного сечения металлоприемника из-за обильного выпадения карбонитридов могут образовываться гренали, что ведет к загромождению горна печи.

Пример применения предлагаемого технического решения.

В ходе ремонта n-го разряда с выпуском "козлового" чугуна на доменной печи заменили 8 рядов углеродистых блоков и диаметр металлоприемника после восстановления углеродистой футеровки составил 10,8 м. Перед загрузкой шихты у поверхности остаточных после выгребки материалов на углеродистых блоках нижнего восстановленного ряда разместили 1,5 т титановой стружки. Расход титана составил 16,38 кг на 1 м² площади поперечного сечения металлоприемника. Для уменьшения потерь титана на стружку перемешали с углеродистой массой в пропорции 1:10. Затем горячей трамбовкой уложили массу в нишу, образовавшуюся между нижним обновленным рядом углеродистых блоков и остаточным после выгребки монолитным материалом.

Источники информации.

2. Типовая технологическая инструкция по доменному производству. Днепропетровск, 1990, с. 139.

2.Полтавец В.В.Доменное производство. М. Металлургия, 1981, с.347.

3. А.с. СССР N 1201310.

4. Волков Ю.П. Шпарбер Л.Я. Гусаров А.К. Технолог-доменщик. М.Металлургия, 1986, с.185 188 прототип.

5. Carmichael F.Lowing Y.Steel Times. 1981, v 209, N 8, p.416 420.

6. Higuchi M.Fron and Steelmaker, 1978, v 5, N 6, p.33 42.

Формула изобретения

Способ подготовки доменной печи к задувке, включающий освобождение ее объема ниже оси чугунной летки, сушку и охлаждение просушенной футеровки, расчет и загрузку задувочной шихты, отличающийся тем, что перед сушкой на поверхности футеровки по периметру металлоприемника размещают титансодержащие материалы, причем количество их устанавливают из зависимости G (10 20)F, где G расход титана, кг, F площадь поперечного сечения металлоприемника, м².