Способ доменной плавки
Владельцы патента RU 2254374:
Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к доменному производству. Способ доменной плавки включает загрузку рудных и топливных составляющих в смешанном и в раздельном состоянии в один скип или различные скипы в пределах одной или в различных подачах, подачу дутья и выпуск продуктов плавки, при этом рудные и топливные составляющие выдают из весовых воронок в скип, обеспечивая соотношение Р:υp=К:υк, где Р - количество рудных составляющих в весовой воронке, т; К - количество топливных составляющих в весовой воронке, т; υp и υк - скорость выдачи соответственно рудных и топливных составляющих из весовых воронок в скип, т/с; причем на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии, интенсивность по дутью повышают на 0,1 - 0,5%. Изобретение направлено на повышение производительности доменной печи и снижение удельного расхода кокса. 2 табл.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может использоваться при выплавке чугуна в доменных печах.
Известно техническое решение, по которому для загрузки рудных и топливных компонентов в смешанном состоянии загружают в каждый скип попеременно рудную и топливную составляющие порциями по 0,5 объема скипа («Сталь», 1977, №5, С.391-394).
Недостатками данного способа являются ограничение производительности доменной печи вследствие увеличения времени набора компонентов шихты и низкое качество смешивания рудных и топливных компонентов на участке загрузки.
Наиболее близким к заявляемому способу по свойствам и достигаемым результатам является способ доменной плавки, включающий загрузку рудных и топливных составляющих в смешанном состоянии в один скип или различные скипы в пределах одной или в различных подачах, подачу дутья и выпуск продуктов плавки, причем рудную и топливную составляющие загружают порциями от 0,05 до 0,5 объема скипа (А.с. СССР №749897, МКИ С 21 В 7/20).
Недостатками данного способа являются низкая скорость загрузки скипа, некачественное смешивание рудных и топливных составляющих, отсутствие нормы изменения интенсивности по дутью. Это ограничивает повышение производительности доменной печи и снижение удельного расхода кокса.
Предлагаемым изобретением решается задача увеличения производительности доменной печи и снижения удельного расхода кокса.
Это достигается тем, что в способе доменной плавки, включающем загрузку рудных и топливных составляющих в смешанном состоянии в один скип или различные скипы в пределах одной или в различных подачах, подачу дутья и выпуск продуктов плавки, при загрузке материалов рудные и топливные составляющие выдают из весовых воронок в скип, обеспечивая соотношение:
Р:υр=К:υк,
где Р - количество рудных составляющих в весовой воронке, т;
К - количество топливных составляющих в весовой воронке, т;
υр и υк - скорость выдачи соответственно рудных и топливных составляющих из весовых воронок в скип, т/с,
причем на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии, интенсивность по дутью повышают на 0,1-0,5%.
Предлагаемый способ позволит набирать шихту в скип с высокой скоростью и одновременно улучшить смешивание рудных составляющих с топливными, что объясняется поступлением в скип рудных и топливных составляющих с согласованными скоростями за одинаковый промежуток времени. Улучшение смешивания, повышение интенсивности по дутью, увеличение производительности участка загрузки приводят к росту производительности доменной печи по количеству выплавляемого чугуна и к снижению удельного расхода кокса.
Способ осуществляют следующим образом.
Определяют вес рудных (Р) и топливных (К) составляющих в их весовых воронках по заданным величинам рудных и топливных колош и количеству скипов каждого из этих материалов в подаче. Задают скорость выдачи рудных составляющих из весовой воронки в скип (υр). Определяют скорость выдачи топливных составляющих из весовой воронки в скип (υк) по формуле:
Р:υр=К:υк,
из которой следует:
υк=К·υр/Р.
Устанавливают режим загрузки рудных и топливных составляющих в смешанном состоянии и проводят доменную плавку с повышением интенсивности по дутью на 0,1-0,5% на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии.
В выражении Р:υр=К:υк, отношение Р:υр показывает длительность набора рудных составляющих из весовой воронки в скип, а К:υк - длительность набора топливных составляющих из весовой воронки в скип. Поэтому равенство отношений означает равенство длительности набора рудных и топливных составляющих. Одновременное поступление материалов из двух весовых воронок - с заданной скоростью рудных составляющих и согласованной скоростью топливных - обеспечивает быстрое наполнение скипа, что, в свою очередь, обеспечивает необходимую производительность участка загрузки. Скорость доставки составляющих шихты в колошниковое пространство доменной печи перестает сдерживать рост производительности ее по количеству проплавляемых материалов и соответственно получаемых продуктов плавки. Это в современных условиях важно, так как на больших хорошо работающих доменных печах производительность участка загрузки часто ограничивает дальнейшее наращивание производства чугуна.
Поступление рудных и топливных составляющих из разных весовых воронок в скип с согласованными скоростями улучшает качество смешивания их по сравнению с иным набором, что способствует лучшему использованию энергии газов и соответственно экономии удельного расхода кокса.
Повышение интенсивности по дутью на 0,1-0,5% на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии, увеличивает на столько же количество газов, обрабатывающих шихту, что, с одной стороны, увеличивает производительность печи, с другой, дополнительно разрыхляя шихту, способствует снижению удельного расхода кокса.
Повышение интенсивности по дутью менее чем на 0,1% на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии, приводит к образованию малого количества газов, образующихся в печи, что ведет к снижению производительности печи по сравнению с заявляемым способом. Повышение интенсивности по дутью более чем на 0,5% на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии, приводит к нарушению ровности схода шихты в печи, отчего производительность по количеству выплавляемого чугуна снижается, а удельный расход кокса увеличивается по сравнению с заявляемым способом.
Предлагаемый способ был опробован на доменной печи ОАО «ММК» объемом 1370 м3.
Заданная величина рудной колоши составляла 28 т, топливной, представленной коксом - 7,4 т. Количество рудных скипов в подаче равно 2, коксовых - 2. Заданная скорость выдачи рудных компонентов из весовой воронки в скип υр=0,87 т/с.
Вес рудных составляющих в весовой воронке составлял:
Р=28:2=14 т,
топливной составляющей, представленной коксом:
К=7,4:2=3,8 т.
Скорость выдачи топливной составляющей (кокса) из весовой воронки в скип составляла:
υк=3,8·0,87/14=0,24 т/с.
Длительность набора рудных и топливных составляющих в скип по заявляемому способу составляла:
14/0,87=3,8/0,24=16 с.
Загрузку рудных и топливных составляющих по прототипу и заявляемому способу производили циклически. Цикл состоял из семи подач, из которых три подачи загружали со смешиванием рудных и топливных составляющих, а четыре - с раздельным набором их в скипы. Каждая подача в смешанном и раздельном состояниях включала четыре скипа компонентов шихты. В смешанном состоянии в каждый скип набирали рудную и коксовую части шихты; в раздельном состоянии первые два скипа подачи были представлены рудной частью, а следующие два скипа - коксовой. Содержимое каждого скипа загружали на малый конус, затем перегружали на большой. После набора очередной подачи на большом конусе его опусканием загружали составляющие шихты в колошниковое пространство печи.
Таким образом, доля материалов, загруженных в смешанном состоянии, составила:
3·100/(3+4)=43%,
где 3 - количество подач со смешиванием рудных и топливных составляющих;
4 - количество подач с раздельным набором рудных и топливных составляющих.
Интенсивность по дутью увеличили на:
43/10·0,3=1,3%,
где 0,3 - средняя величина повышения интенсивности по дутью на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии - (0,1+0,5)/2=0,3%.
Длительность работы печи по прототипу и с использованием предложенного технического решения составила по десять суток. Полученные результаты представлены в таблице 1. Показатели работы доменной печи при различном увеличении интенсивности по дутью представлены в таблице 2.
| Таблица 1 | ||
| Показатели работы доменной печи при ведении доменной плавки известным и предлагаемым способом | ||
| Наименование показателей | Прототип | Предлагаемый способ |
| Производительность, т/сутки | 3384 | 3465 |
| Удельный расход кокса, кг/т чугуна | 436,7 | 429,4 |
| Состав рудной части шихты, %: | ||
| - агломерат | 59,8 | 60,3 |
| - окатыши | 40,2 | 39,7 |
| Расход компонентов рудной части шихты, кг/т чугуна: | ||
| - агломерат | 990 | 992 |
| - окатыши | 665 | 666 |
| Вынос пыли (уловленной), кг/т чугуна | 39,5 | 41,8 |
| Параметры дутья: | ||
| - интенсивность, м3/мин | 3093 | 3133 |
| - давление, атм. | 3,75 | 3,76 |
| - температура, °С | 1162 | 1158 |
| - влажность, г/м3 | 10,9 | 12,1 |
| - расход природного газа, м3/т чугуна | 100 | 98 |
| - содержание кислорода, % | 26,1 | 26,1 |
| Параметры колошникового газа: | ||
| - давление, атм. | 2,45 | 2,45 |
| - температура, °С | 386 | 380 |
| Состав, %: | ||
| - СО2 | 19,9 | 20,1 |
| - СО | 23,4 | 23,2 |
| - Н2 | 8,0 | 7,9 |
| Состав чугуна, %: | ||
| -Si | 0,61 | 0,62 |
| -Мn | 0,22 | 0,21 |
| -S | 0,017 | 0,016 |
| -Р | 0,055 | 0,054 |
| Наименование показателей | Прототип | Предлагаемый способ |
| -С | 4,54 | 4,5 |
| -Ti | 0,079 | 0,083 |
| Состав шлака, %: | ||
| -SiO2 | 36,5 | 36,7 |
| - Аl2O3 | 12,3 | 12,2 |
| -СаО | 39,6 | 39,5 |
| -MgO | 7,6 | 7,5 |
| -МnО | 0,19 | 0,2 |
| -FeO | 0,2 | 0,21 |
| -S | 0,89 | 0,91 |
| -ТiO2 | 0,93 | 0,95 |
| Таблица 2 | ||||||
| Показатели работы доменной печи при различном увеличении интенсивности по дутью | ||||||
| Увеличение интенсивности по дутью на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии, % | ||||||
| Показатели | 0 (прототип) | 0,05 | 0,09 | 0,3 (предлагаемый способ) | 0,51 | 0,6 |
| Расход кокса, кг/т чугуна | 436,7 | 435,1 | 433,9 | 429,4 | 436,2 | 442,5 |
| Производительность, т/сутки | 3384 | 3430 | 3435 | 3465 | 3392 | 3351 |
Данные таблиц свидетельствуют о том, что при ведении доменной плавки предлагаемым способом производительность печи повысилась на 2,4% по сравнению с известным способом, а удельный расход кокса уменьшился на 3,3 кг/т чугуна.
Способ доменной плавки, включающий загрузку рудных и топливных составляющих в смешанном и в раздельном состоянии в один скип или различные скипы в пределах одной или в различных подачах, подачу дутья и выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что при загрузке материалов рудные и топливные составляющие выдают одновременно из весовых воронок в скип, обеспечивая соотношение
Р:υp=К:υк
где Р - количество рудных составляющих в весовой воронке, т;
К - количество топливных составляющих в весовой воронке, т;
υp и υk - скорость выдачи соответственно рудных и топливных составляющих из весовых воронок в скип, т/с,
причем на каждые 10% загруженных материалов интенсивность по дутью повышают на 0,1 - 0,5%.
