Способ создания защитного гарнисажа в горне доменной печи

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может использоваться при выплавке чугуна в доменных печах. Сущностью изобретения является подача в горн печи титансодержащей гарнисажеобразующей путем ввода ее через канал чугунной летки вместе с леточной массой с помощью пушки для закрытия чугунной летки. Измельченную до крупности менее 1 мм титансодержащую гарнисажеобразующую добавку замешивают в леточную массу в количестве 5-30% и загружают ее в пушку первой порцией. При закрытии летки леточная масса продавливается в горн и образует на стенках его в районе летки гарнисаж. Гарнисажеобразующую добавку вводят в горн через все летки по результатам контроля температуры футеровки на уровне стыка стенки горна и лещади при положительном отклонении средней температуры футеровки горна от установленного уровня более чем на 10^oС. При контроле температуры футеровки горна по секторам и выявлении сектора с максимальной температурой футеровки гарнисажеобразующую добавку вводят в горн через летку в секторе с максимальной температурой при ее отклонении от средней температуры по окружности горна более чем на 15^oС. В качестве титансодержащей гарнисажеобразующей добавки используют рутил, или ильменит, или доменный шлак выплавки ванадиевого чугуна, или металлоконцентрат из отвального шлака производства ванадиевого чугуна, или различные сочетания указанных компонентов. Применение предложенного технического решения обеспечивает создание защитного гарнисажа на стенках печи и увеличивает длительность кампании печи. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выплавки передельных и литейных чугунов и ферросплавов в доменных печах.

Технической задачей изобретения является создание на футеровке горна доменной печи стабильного прочного гарнисажа, обеспечивающего уменьшение тепловых потерь с охлаждающей водой, уменьшение расхода топлива, повышение срока службы футеровки и продолжительности кампании доменной печи, предотвращение прорыва горна.

Известно техническое решение, обеспечивающее создание защитного гарнисажа на стенах горна доменной печи путем ввода в шихту материала, понижающего вязкость шлака, и поддержания высокой (более 4,0) основности шлака для получения его температуры плавления выше температуры внутренней поверхности футеровки горна.

Такой шлак образует защитный гарнисаж на футеровке горна и предохраняет ее от износа [1]. Недостатком данного способа является его ограниченные возможности по защите футеровки. Гарнисаж из высокоосновного шлака после снижения основности шлака неизбежно размывается шлаками нормальной основности.

Известен способ создания гарнисажа в горне доменной печи, включающий подачу в печь в качестве гарнисажеобразующей добавки титансодержащего агломерата, при спекании которого в аглошихту добавляют шлак производства феррованадия, содержащий титан в оксидной и карбонитридной фазах [2]. Недостатком данного технического решения является необходимость спекания специального агломерата, что требует организации отдельной технологической цепи подачи и измельчения шлака производства феррованадия. Кроме того, при подаче в печь через колошник гарнисажеобразующая добавка проходит вблизи стен и, благодаря высокой адгезионной способности образующегося из этой добавки шлака, может способствовать образованию настылей в нижней части печи.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по свойствам и достигаемым результатам является известный способ создания гарнисажа в горне доменной печи, включающий подачу в печь в качестве гарнисажеобразующей добавки мелкодисперсного материала, содержащего оксид титана, путем вдувания его через воздушные фурмы доменной печи [3].

В этом известном способе исключается возможность образования настылей в нижней части доменной печи и устраняется отрицательное влияние прихода в печь дополнительного шлакообразующего материала. Однако недостатком данного известного способа создания в горне печи защитного гарнисажа является необходимость применять для его реализации специального дорогостоящего оборудования для вдувания гарнисажеобразующей добавки в фурмы.

Технической задачей данного изобретения является устранение недостатков известных технических решений, создание стабильного гарнисажа на стенках горна доменной печи, уменьшение тепловых потерь с охлаждающей водой, снижение расхода топлива, увеличение срока службы футеровки и продолжительности кампании доменной печи.

Решение данной технической задачи достигается тем, что в известном способе создания защитного гарнисажа в доменной печи, включающем подачу в горн доменной печи титансодержащей гарнисажеобразующей добавки, подачу гарнисажеобразующей добавки осуществляют путем ввода ее через каналы чугунных леток вместе с леточной массой с помощью пушек для закрытия чугунных леток.

Решение данной технической задачи достигается также тем, что контролируют температуру футеровки на уровне стыка горна и лещади и подачу гарнисажеобразующей добавки в горн печи осуществляют при положительном отклонении тренда средней температуры футеровки по окружности горна от установленного уровня более, чем на 10^oС, причем подачу гарнисажеобразующей добавки производят через все летки доменной печи.

Эффективное решение данной технической задачи достигается также тем, что контролируют температуру кладки на уровне стыка горна по секторам его окружности, соответствующим расположению чугунных леток, определяют сектор с максимальной температурой и при ее отклонении от средней температуры кладки по окружности горна более, чем на 15^oС гарнисажеобразующую добавку подают через чугунную летку, расположенную в данном секторе горна.

Дополнительно указанная техническая задача решается также тем, что в качестве гарнисажеобразующей добавки используют рутил, и/или ильменит, и/или доменный шлак производства ванадиевого чугуна, и/или металлоконцентрат из отвального шлака производства ванадиевого чугуна.

Сущность изобретения заключается в следующем. Титансодержащую гарнисажеобразующую добавку измельчают до фракции менее 1 мм, замешивают в леточную массу в количестве 5-30%, загружают первой порцией в пушку для закрытия чугунной летки и подают в печь при закрытии чугунной летки по окончании выпуска. Первая порция леточной массы, содержащая гарнисажеобразующую добавку, продавливается поступающей из пушки за первой порцией леточной массы с гарнисажеобразующей добавкой остальным количеством леточной массы, не содержащей этой добавки, через весь канал чугунной летки и, упираясь в коксовую насадку в горне печи, распространяется по стенкам горна вокруг канала летки, образуя защитный слой из леточной массы в этом районе горна. По мере нагрева леточной массы она коксуется и твердеет. Оксиды титана, содержащиеся в гарнисажеобразующей добавке, частично восстанавливаются углеродом коксовой насадки с образованием карбидов титана, которые повышают огнеупорные качества леточной массы и защитные свойства образованного из нее слоя на стенках горна вокруг чугунной летки. Такую же роль играют карбиды и карбонитриды титана, содержащиеся в доменном шлаке или в металлоконцентрате, используемых в качестве гарнисажеобразующей добавки.

Контроль температуры футеровки по окружности горна с выявлением сектора с максимальной температурой позволяет наиболее эффективно и оперативно производить защиту футеровки горна от разгара путем подачи гарнисажеобразующей добавки именно в чугунную летку, расположенную в секторе с максимальной температурой футеровки.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Ha доменной печи объемом 5500 м³ при контроле температуры футеровки на уровне стыка горна и лещади выявили положительное отклонение тренда средней температуры футеровки (по всем термопарам, измеряющим температуру периферийных углеродистых блоков футеровки на данном горизонте) на 17^oС (в течение 3 суток средняя температура увеличилась от установленного опытным путем безопасного уровня 105-110^oС до значения 124^oС), что свидетельствовало о разгаре защитного гарнисажа и футеровки в этой зоне горна. Для защиты футеровки путем создания на ней защитного гарнисажа, в соответствии с изобретением, в первые порции леточной массы замешивали измельченный доменный шлак производства ванадиевого чугуна в количестве 12% от массы порции. Гарнисажеобразующую добавку вводили поочередно при закрытии всех чугунных леток, через которые производили выпуск продуктов плавки. Спустя 3 суток средняя температура футеровки на указанном горизонте снизилась до уровня 106^oС. Подачу в горн гарнисажеобразующей добавки осуществляли после этого еще в течение суток.

Пример 2. На доменной печи объемом 5500 м³ при контроле температуры футеровки по окружности горна на уровне стыка горна и лещади выявили сектор с максимальной температурой (130^oС) футеровки (в районе летки N 4). Отклонение температуры от средней по окружности (109^oС) составляло 21^oС. Гарнисажеобразующую добавку (измельченный металлоконцентрат, получаемый при переработке отвальных доменных шлаков производства ванадиевого чугуна) подавали в указанную летку в составе первых порций леточной массы при закрытии этой чугунной летки на всех выпусках в течение 5 суток. В результате температура футеровки в данном секторе горна снизилась до уровня 107^oС. Подачу гарнисажеобразующей добавки прекратили.

Результатом применения предложенного способа создания гарнисажа в доменной печи было снижение температуры охлаждающей воды на холодильниках горна, что свидетельствует об образовании гарнисажа на его стенках. Снижения технико-экономических показателей работы печи не происходило. Наличие стабильного слоя гарнисажа на стенах горна позволило повысить ее форсировку и увеличить производительность печи.

Таким образом, применение предложенного способа создания гарнисажа в доменной печи позволяет уменьшить потери тепла, повысить производительность и увеличить длительность кампании печи.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 98781, МКИ С 21 В 5/02.

2. Авторское свидетельство СССР N 1401046, МКИ С 21 В 5/00.

3. Доклад на парижском конгрессе по вдуванию рутилита.

Формула изобретения

1. Способ создания защитного гарнисажа в горне доменной печи, включающий подачу в горн доменной печи титансодержащей гарнисажеобразующей добавки, отличающийся тем, что подачу в горн доменной печи титансодержащей гарнисажеобразующей добавки осуществляют путем ввода ее через каналы чугунных леток вместе с леточной массой с помощью пушек для закрытия чугунных леток.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контролируют температуру футеровки на уровне стыка горна и лещади и подачу гарнисажеобразующей добавки в горн печи осуществляют при положительном отклонении тренда средней температуры футеровки по окружности горна от установленного уровня более чем на 10°С, причем подачу гарнисажеобразующей добавки производят через все летки доменной печи.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что контролируют температуру кладки на уровне стыка горна по секторам его окружности, соответствующим расположению чугунных леток, определяют сектор с максимальной температурой и при ее отклонении от средней температуры кладки по окружности горна более чем на 15°С гарнисажеобразующую добавку подают через чугунную летку, расположенную в данном секторе горна.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве гарнисажеобразующей добавки используют рутил, и/или ильменит, и/или доменный шлак выплавки ванадиевого чугуна, и/или металлоконцентрат из отвального шлака выплавки ванадиевого чугуна.