Способ подачи природного газа в доменную печь


 


Владельцы патента RU 2514234:

Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при выплавке чугуна в доменной печи. Способ включает предварительный подогрев природного газа до ввода в воздушную фурму путем охлаждения элементов фурменного прибора за счет использования природного газа в качестве охлаждающей среды. Подогретый природный газ смешивают с холодным природным газом. Полученную смесь вводят в поток горячего дутья воздушной фурмы. Температуру подаваемой смеси регулируют в интервале 10-500°С посредством изменения расхода холодного природного газа в интервале 50-500 м3/час. Использование изобретения обеспечивает повышение производительности доменной печи. 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выплавке чугуна в доменных печах как с вдуванием отдельно взятого природного газа, так и при комбинированном его вдувании с любым видом топливно-энергетических добавок в воздушные фурмы.

Известен способ подачи природного газа, включающий подогрев природного газа путем подачи его в качестве охлаждающей среды для охлаждения элементов фурменного прибора посредством обводного соединительного патрубка, расположенного между фурменным прибором и коллектором подачи природного газа, отличающийся тем, что в качестве охлаждающей среды природный газ подают при давлении 3-12 кг/см2 с расходом 1000 м3/ч, а в момент раздувки и остановки доменной печи при разгерметизации элементов фурменного прибора в качестве охлаждающей среды подают азот при давлении 3-12 кг/см2 с расходом 50-800 м3/ч (патент РФ №2377313, C21B 7/16, 06.05.2008).

Известен способ подачи природного газа в доменную печь, выбранный в качестве прототипа, включающий его предварительный подогрев до ввода в воздушную фурму, ввод в поток горячего дутья и подачу в печь, отличающийся тем, что подогрев осуществляют путем использования природного газа в качестве охлаждающей среды для охлаждения элементов фурменного прибора, причем подогрев природного газа осуществляют ступенчато, последовательно пропуская его через охлаждающие полости охлаждаемых элементов фурменного прибора и подогревая газ на каждой ступени на 50-150°С (патент РФ №2294377, C21B 5/00, 03.10.2005).

Известные способы не обеспечивают максимальной эффективности применения природного газа в доменной печи, так как отсутствует возможность оперативного контроля и регулировки температуры природного газа перед вводом его в поток горячего дутья и доменную печь. Различная температура природного газа вызывает развитие расстройств хода печи за счет нарушения окружного распределения газа по фурмам и развитие газодинамических отдушин (каналов) в районах с перегретым природным газом. Кроме того, температура природного газа в изложенных способах напрямую зависит от состояния элементов фурменного прибора и является нестабильной по окружности печи.

Техническим результатом изобретения являются:

- регулирование теоретической температуры горения в фурменном очаге;

- оптимизация газодинамического режима доменной плавки;

- предотвращение неконтролируемого пиролиза природного газа;

- повышение производительности доменной печи.

Технический результат достигается тем, что в известном способе подачи природного газа в доменную печь, включающем предварительный подогрев природного газа до ввода в воздушную фурму, путем использования природного газа в качестве охлаждающей среды для охлаждения элементов фурменного прибора, согласно изобретению осуществляют смешивание подогретого природного газа с холодным природным газом, полученную смесь природных газов вводят в поток горячего дутья воздушной фурмы, при этом регулируют температуру подаваемой смеси природных газов в интервале 10-500°С изменением расхода холодного природного газа в интервале 50-500 м3/час.

Сущность изобретения заключается в следующем. При пропускании через охлаждающие полости элементов фурменного прибора природный газ нагревается до температуры, которая определяется состоянием элементов фурменных приборов и имеет различное значение по каждому из фурменных приборов, установленных на доменной печи, вызывая окружную неравномерность распределения тепла в доменной печи. Для решения этой проблемы в тракт подачи природного газа включен обводной патрубок холодного природного газа, который врезан в смесительный узел с целью регулирования температуры природного газа перед вводом его в поток горячего дутья и доменную печь, за счет смешивания горячего и холодного природного газа. Регулировка температуры осуществляется на основании показаний измерительного устройства за счет изменения расхода холодного природного газа, подаваемого через обводной патрубок. Образование смеси горячего и холодного природных газов с заданной температурой в интервале 10-500°С перед вводом в поток горячего дутья и печь позволяет оптимизировать газодинамический режим доменной плавки, регулировать теоретическую температуру горения в фурменном очаге, повысить производительность доменной печи и предотвратить неконтролируемый пиролиз природного газа.

В конструкции предусмотрено также альтернативное охлаждение технической водой, подаваемой по обводным патрубкам, врезанным в тракт подачи природного газа, что конструктивно решает проблему необходимости оперативного изменения охлаждающих сред, при отсутствии возможности охлаждения элементов фурменного прибора природным газом в момент прогара воздушной фурмы, остановок и раздувок доменной печи. Способ предусматривает также полную автоматизацию процесса смешивания и контроля температуры с выводом информации в АСУ ТП (автоматизированная система управления технологией производства) доменной печи.

Заявленные пределы получены эмпирическим путем.

Расход холодного природного газа ниже 50 м3/час не оказывает существенного влияния на температуру смеси природных газов, а при расходе свыше 500 м3/час снижает температуру смеси до исходной.

Температура смеси природных газов ниже 10°С не оказывает существенного влияние на теоретическую температуру горения, а при достижении температуры более 500°С может привести к неконтролируемому пиролизу природного газа, а также может повлечь превышение теоретической температуры горения выше 2150°С, что является неблагоприятным фактором для газодинамического режима доменного процесса.

Реализация способа подачи природного газа показана на Фиг.1. В коллектор подачи природного газа [1] включен обводной патрубок природного газа [2], который врезан в смесительный узел [3] с целью регулирования температуры природного газа перед вводом его в поток горячего дутья и доменную печь за счет смешивания горячего и холодного природного газа. Регулировка температуры осуществляется на основании показаний измерительного устройства [4] за счет изменения расхода холодного природного газа, подаваемого через обводной патрубок. Альтернативное охлаждение обеспечивается технической водой, подаваемой по обводным патрубкам [5, 6], врезанным в тракт подачи природного газа, что конструктивно решает проблему необходимости оперативного изменения охлаждающих сред, при отсутствии возможности охлаждения элементов фурменного прибора природным газом в момент прогара воздушной фурмы, остановок и раздувок доменной печи. Способ предусматривает также полную автоматизацию процесса смешивания и контроля температуры с выводом информации в АСУ ТП доменной печи.

Пример

В ходе проведения эксперимента установлено, что при подаче в смесительные узлы двадцати фурменных приборов доменной печи №2 горячего природного газа с различными температурами в интервале 290-530°С и холодного природного газа с температурой 10°С, изменением расхода холодного природного газа в интервале 50-150 м3/час на каждый фурменный прибор установлена смесь природных газов с постоянной температурой 300°С по каждому фурменному прибору, что обеспечило стабилизацию теоретической температуры горения на уровне 2080°С по окружности печи. Работа в течение 15 суток на указанных параметрах привела к стабилизации теоретической температуры горения в районе 2080°С и оптимизации газодинамического режима, что подтверждается увеличением расхода горячего дутья на 250 м3/час, снижению расхода кокса на 1,5 кг/т чугуна и увеличению производительности доменной печи на 136 т/сут, при этом в случаях работы отдельных воздушных фурм со шлаком сокращали расход природного газа на них до 40-45% и задействовали систему резервного охлаждения, это привело к снижению горения воздушных фурм на 100% на период проведения эксперимента.

Результаты испытаний, проведенных на доменной печи №2 доменного цеха ОАО «ММК», показывают исключительную эффективность изобретения, которое позволяет максимально оптимизировать тепловые процессы в фурменных очагах, создать эффективную газодинамическую структуру доменного процесса, решить проблему регулировки теоретической температуры горения как по окружности печи, так и отдельно по каждому фурменному прибору на каждом этапе технологического процесса.

Во время проведения эксперимента установлено, что подача холодного природного газа для стабилизации температуры смеси приводит к значительному снижению горения воздушных фурм, сокращению времени раздувок доменной печи относительно известных аналогов.

Способ подачи природного газа в доменную печь, включающий предварительный подогрев природного газа до ввода в воздушную фурму путем охлаждения элементов фурменного прибора за счет использования природного газа в качестве охлаждающей среды, отличающийся тем, что осуществляют смешивание подогретого и холодного природных газов, полученную смесь вводят в поток горячего дутья воздушной фурмы, при этом регулируют температуру подаваемой смеси в интервале 10-500°С посредством изменения расхода холодного природного газа в интервале 50-500 м3/час.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу изготовления угольной пыли. Способ содержит этапы обеспечения сушильного газа, нагретого до предварительно заданной температуры в генераторе горячего газа, подачи нагретого сушильного газа в угольную мельницу, ввода необогащенного угля в угольную мельницу, которая измельчает необогащенный уголь в угольную пыль, сбора смеси сушильного газа и угольной пыли из угольной мельницы и подачи смеси на фильтр, который отделяет высушенную угольную пыль от сушильного газа, сбора высушенной угольной пыли для дальнейшего использования и подачи сушильного газа из фильтра в отводной трубопровод.

Изобретение относится к области управления процессами превращения, в которых конверсия исходного сырья в продукт происходит вдоль фронта реакции, идущего от поверхности кристаллов, и/или зерен, и/или фаз, и/или пор внутрь исходного вещества, причем в исходном веществе выделяется, и/или внедряется, и/или перемещается один или несколько химических элементов, и конверсия исходных веществ происходит вдоль распространяющегося фронта реакции.
Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке чугуна в доменной печи. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству чугуна в доменной печи. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу загрузки доменной печи. .
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке чугуна в доменной печи, работающей с использованием в шихте титаномагнетитового сырья.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу доменной плавки чугуна. .

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

Изобретение относится к производству восстановленных железосодержащих окатышей и к производству чугуна в доменной печи или вертикальной шахтной печи с использованием упомянутых окатышей.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к доменному производству. .

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к шихте для производства ванадиевого чугуна. Шихта содержит высокоосновный агломерат и/или неофлюсованные окатыши, доменный ванадийсодержащий железофлюс, железо - и ванадийсодержащие добавки, металлургический и пековый кокс, при этом отношение пекового кокса к металлургическому коксу составляет 1:(7,5-200), а указанные компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%: железосодержащие добавки - 0,3-2,0, ванадийсодержащие добавки - 0,2-1,5, металлургический кокс - 15-20, пековый кокс - 0,1-2,0, доменный ванадийсодержащий железофлюс - 6,0-12,0, высоокоосновный агломерат и/или неофлюсованные окатыши - остальное. Использование изобретения обеспечивает снижение удельного расхода кокса, повышение стабильности хода доменной печи и увеличение ее производительности. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу одновременного получения железа и содержащего СО и Н2 неочищенного синтез-газа с использованием доменной печи, в которую загружают железные руды и углеродсодержащие восстановители. Подаваемое в доменную печь количество углеродсодержащих восстановителей больше необходимого для получения железа количества топлива. В доменную печь подают технически чистый кислород для доменного процесса и получения неочищенного синтез-газа. Дополнительно в доменную печь подают СО2 и/или водяной пар для управления соотношением СО/Н2 в покидающем доменную печь в виде колошникового газа синтез-газе и/или для снижения температуры вдуваемого кислорода. Часть неочищенного синтез-газа посредством конверсии СО с добавлением водяного пара превращают в водород Н2 и СО2, в подключенной установке короткоцикловой адсорбции (КБА-установка) получают водород, а богатый СО2 поток отходящих из КБА-установки газов снова возвращают в доменную печь для снижения температуры. Использование изобретения обеспечивает снижение эксплуатационных расходов на получение синтез-газа. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано в доменном производстве при плавке щелочесодержащих шихт. Способ доменной плавки включает загрузку в печь через колошник железорудной части шихты, кокса и добавок, нагрев, восстановление и плавление шихты, периодический выпуск чугуна и шлака, контроль состава чугуна и основности шлака. Для удаления щелочей из печи периодически переводят работу печи на 16-24 часа с пониженной основностью шлаков по CaO/SiO2 на 0,1-0,2 ед. ниже, чем на обычном режиме работы печи. Периодичность определяют по соотношению изменения интенсивности выхода щелочей из печи в период работы с пониженной основностью шлаков к изменению интенсивности выхода щелочей в период работы на обычных шлаках. Использование изобретения обеспечивает эффективное удаление щелочей из доменной печи. 9 ил., 4 табл., 2 пр.

Изобретение относится к способу производства чугуна с использованием кислорода и богатого водородом газа. Согласно способу осуществляют прямой перенос высокотемпературного кокса, горячего агломерата и горячих окатышей в печь для производства чугуна, вдувание кислорода и богатого водородом горючего газа заданной температуры в печь посредством расположенных в печи кислородной и газовой фурм. Изобретение также относится к устройству для производства чугуна с использованием кислорода и богатого водородом газа, которое включает систему сырьевых материалов, газовую систему свода печи, систему вдувания коксового газа, систему вдувания пыли, систему сухой грануляции шлака и восстановления остаточного тепла и кислородную систему. Изобретение направлено на получение чистого продукта, эффективного использования энергии и экологически приемлемых выбросов. 6 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству. Способ включает измельчение замасленной окалины, смешивание измельченной окалины с жидкими углеводородами и водой, обработку смеси с получением композитного топлива, его нагрев, которые осуществляют одновременно в гидроударной кавитационной установке, содержащей лопастное рабочее колесо с периферийной кольцевой стенкой и рядом выполненных по ее окружности выходных отверстий, статор с расположенной коаксиально относительно рабочего колеса стенкой и образованной периферийной кольцевой стенкой рабочего колеса и коаксиальной стенкой статора кольцевой резонансной камерой. При этом смесь указанных компонентов подают сначала в полость лопастного рабочего колеса упомянутой установки через выпускное отверстие статора, затем через ряд выходных отверстий на периферийной кольцевой поверхности рабочего колеса в кольцевую резонансную камеру с обеспечением воздействия на смесь указанных компонентов резонансных колебаний звуковой и сверхзвуковой частоты до достижения кинематической вязкости полученного композитного топлива равной 0,5-0,9 стокса. Полученное композитное топливо содержит окалину 20-25 мас.% и воду 10-30 мас.%. Использование способа обеспечивает упрощение технологии и снижение энергозатрат на утилизацию замасленной окалины с повышенным влагосодержанием. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к аглококсодоменному переделу, и может быть использовано для аттестации пригодности к доменной плавке компонентов железорудной части доменной шихты и коксов. В способе осуществляют подготовку исходного железорудного сырья и кокса, при которой исходное железорудное сырье подвергают восстановительно-тепловой обработке с одновременным науглероживанием, а кокс подвергают газификации, осуществляют сбор жидкого расплава, стекающего через коксовую насадку, определяют общее количество расплава, образовавшегося при плавлении подготовленного железорудного сырья, определяют количество расплава, собранного после коксовой насадки, определяют полноту истечения расплава как отношение количества расплава, собранного после коксовой насадки к общему количеству расплава, образовавшемуся при плавлении подготовленного железорудного сырья, сравнение показателя полноты истечения расплава с эталонным показателем полноты истечения расплава эталонного железорудного сырья на эталонной коксовой насадке. 7 з.п. ф-лы, 2 прим., 4 табл.
Наверх