Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов



Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов
Способ доменной плавки щелочесодержащих материалов

 


Владельцы патента RU 2533239:

Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

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 области черной металлургии и может быть использовано в доменном производстве при плавке щелочесодержащих шихт.

Известен способ доменной плавки щелочь- и цинксодержащих шихт [1], включающий загрузку шихты, содержащей цинк и щелочь, подачу дутья, контроль температуры и выхода колошникового газа; формируют буферный слой загрузкой в доменную печь фракционированного шлакового щебня и кокса, опускают уровень засыпи до горизонта с температурой газа 750-800°C, а для предотвращения перегрева металлических конструкций верха доменной печи и перевода паров щелочей и цинка в твердое состояние на колошнике газ охлаждают до температуры 480-500°C путем подачи воды в колошниковое пространство.

Недостатками этого способа являются:

- значительное отклонение от основного технологического режима;

- значительное снижение интенсивности работы доменной печи на продолжительное время и, как следствие, потеря производства;

- увеличение прихода щелочей за счет загрузки в доменные печи фракционированного шлакового щебня с высоким содержанием щелочей (до 2,0%), так как его получают из доменного шлака;

- дополнительный расход кокса на проплавку пустой породы (фракционированного шлакового щебня);

- использование выдувочных шламов и колошниковой пыли с повышенным содержанием щелочей в общем потоке и отсутствием возможности их отделения приводит к повторному вовлечению в аглодоменное производство удаляемых из печей щелочей при проведении «выдувок»;

- увеличение общих затрат на производство чугуна.

Как известно, основная масса щелочей из печи выходит со шлаком (до 97%), а с колошниковой пылью и шламами выход составляет всего 4,4-2,4% от общего выхода щелочей.

Доменный шлак является основным носителем щелочей, удаляемых из доменной печи. Химический состав и количество шлака определяют его поглотительную способность в отношении щелочей. Повышение основности шлака сопровождается снижением активности в нем кремнезема, количества связываемых им щелочей, а значит и содержания их в шлаке.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ доменной плавки щелочесодержащих шихт [2], включающий 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 шлака, причем основность шлака по CaO/SiO2 поддерживается в пределах 0,7-0,9 ед.

Недостатком этого способа является то, что снижение основности шлака сопровождается уменьшением его десульфурирующей способности. Снижение содержания СаО в шлаках и снижение основности приводит к увеличению содержания серы в чугуне и снижению его качества. Содержание серы в чугуне ограничивает нижний предел основности шлака требованиями действующих технических условий по содержанию серы в чугуне на каждом предприятии.

Работа на кислых шлаках, рассматриваемая как эффективный путь решения щелочной проблемы, при всей его выгоде в связи с высокими требованиями к качеству чугуна осложняется необходимостью внедоменного обессеривания чугуна, что также является экономической проблемой.

В основу изобретения поставлена задача повышения эффективности удаления щелочей из печи со шлаками с целью снижения количества циркулирующих щелочей в печи, оказывающих разрушительное действие на огнеупорную футеровку печи и негативное влияние на железорудные материалы и кокс в доменной печи, приводящих к увеличению расхода кокса и снижению производства чугуна, а также выполнение задачи получения чугуна требуемого качества.

В условиях, когда приход щелочей не может быть уменьшен, а процесс их накопления в столбе материалов неустраним, единственным реальным путем снижения вредного воздействия на состояние доменной печи и показатели ее работы является периодическое удаление накапливающейся массы щелочей.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении технико-экономических показателей работы печей за счет оптимизации физико-химических свойств шлаков путем периодического изменения его состава (изменение содержания СаО в шлаках и изменение основности шлака).

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе доменной плавки щелочесодержащих материалов, включающем 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, согласно изобретению, 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, причем периодичность удаления щелочей из печи 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:

где ПУ- периодичность удаления щелочей, сут;

ВШ↓В - выход шлака в среднем за выпуск в период работы на шлаках с пониженной основностью, кг/т;

Ni↓B - количество выпусков в период работы на шлаках с пониженной основностью, шт.;

ВШ↑В - выход шлака в среднем за выпуск в период работы на шлаках с обычной основностью, кг/т;

Nгр - количество выпусков по графику на доменной печи, шт./сут;

Щ ¯ В - изменение содержания щелочей в среднем за выпуск в период работы на шлаках с пониженной основностью, %, определяют по соотношению

где Щi↓B - содержание щелочей на i-м выпуске в период работы на шлаках с пониженной основностью, %;

Щ1↓B - содержание щелочей на 1-м выпуске в период работы на шлаках с пониженной основностью, %;

Щ ¯ В - изменение содержания щелочей в среднем за выпуск в период работы на шлаках с обычной основностью, %, определяют по соотношению

где Щ1↑B - содержание щелочей на 1-м выпуске в период работы на шлаках с обычной основностью, %;

Щi↑B - содержание щелочей на i-м выпуске в период работы на шлаках с обычной основностью, %;

Ni↑B - количество выпусков в период работы на шлаках с обычной основностью, шт.

Способ включает загрузку через колошник щелочесодержащих материалов (офлюсованного агломерата, неофлюсованных окатышей, добавок, кокса), нагрев, восстановление и плавление шихты, периодический выпуск чугуна и шлака, контроль состава чугуна и шлака, периодическое изменение основности шлака по CaO/SiO2 с обычной основностью 0,95-1,05 ед. на пониженную на 0,1-0,2 ед. в течение 16-24 часов.

Обычный режим работы печи - это режим, при котором основность шлака (шлаковый режим) обеспечивает ровный ход печи, нормальное состояние горна и получение кондиционного по сере чугуна в соответствии с действующими нормативными документами, при этом значения шлаков с обычной основностью в зависимости от существующих сырьевых условий для каждого конкретного цеха или агрегата) составляет по CaO/SiO2=0,95-1,05 ед.

Существует несколько технологических приемов снижения основности шлаков и содержания СаО в шлаках на доменных печах: снижение прихода СаО за счет снижения основности агломерата, замены части агломерата неофлюсованными окатышами, разубоживание шлака за счет использования в доменной шихте сырой руды или кварцита. Для перехода на работу на шлаках с пониженной основностью снижают расчетную основность шлака за счет применения одного из указанных приемов.

Выбирают опытные периоды с чередующимися режимами работы печи на шлаках с пониженной основностью (кислых шлаках) и шлаках с обычной основностью.

Периодичность удаления щелочей из печи 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.

Для этого необходимо производить отбор проб шлака на выпусках и определять его химический состав (в том числе содержание щелочей) и основность.

Определяют содержание щелочей на 1-м и i-м выпуске (на последнем выпуске в опытные периоды) при работе с пониженной основностью и при работе на обычной основности. Определяют изменение содержания щелочей в среднем за выпуск, затем дополнительный выход щелочей в среднем за выпуск за опытный период при пониженной основности и снижение выхода щелочей в среднем за выпуск за опытный период при обычной основности. После чего определяют периодичность удаления щелочей из печи из соотношения изменения интенсивности выхода щелочей из печи в период работы с пониженной основностью шлаков к изменению интенсивности выхода щелочей в период работы на обычных шлаках.

Обычно за 16-24 часа на доменных печах количество выпусков составляет 10-15 шт. Выход шлака на выпуске зависит от состава шихты и содержания железа в шихте. Обычно выход шлака составляет 280-400 кг/т чугуна.

Продолжительность работы печи на шлаках пониженной основности менее 16 часов не даст возможности удалить достаточное количество щелочей из печи, а продолжительность работы на шлаках пониженной основности более 24 часов приведет к увеличению содержания серы в чугуне и снижению его качества. Снижение основности шлака менее чем на 0,1 ед. не достаточно для более интенсивного выхода щелочей со шлаком, а снижение основности более чем на 0,2 ед. приведет к значительному увеличению содержания серы в чугуне и ухудшению его качества.

Способ осуществляли следующим образом.

Пример 1. Доменная печь А (объем 1370 м3).

Доменная печь работала на офлюсованном агломерате (71%) и неофлюсованных окатышах Соколовско-Сарбайского ГОКа (29%) с расчетной основностью шлака по CaO/SiO2=1,02 ед. Тепловой режим и дутьевые параметры печи поддерживались в соответствии с технологической картой (Si=0,65-0,75%).

Для увеличения выхода щелочей перевели работу печи на шлаки с пониженной основностью (на кислые шлаки). С этой целью расчетную основность шлака по CaO/SiO2 снизили с 1,02 до 0,93 ед. за счет загрузки в печь руды Михайловского ГОКа в количестве 0,7 т в подачу. Через 22 часа михайловскую сырую руду из шихты вывели, в результате чего расчетная основность шлака CaO/SiO2 повысилась с 0,93 до 1,02 ед., то есть перешли на шлаки обычной основности.

Химический состав шлаков в период работы на кислых шлаках представлен в таблице 1 и в период работы на обычных шлаках представлен в таблице 2. Периодичность выпуска продуктов плавки составляет в соответствии с графиком через 40-50 мин после закрытия предыдущего выпуска, продолжительность выпусков обычно 50-60 мин. Отбор проб шлака на доменных печах для определения химического состава производится не на каждом выпуске. В соответствии с технологической инструкцией пробы шлака два раза в смену с первого и третьего выпусков отправляются в лабораторию для химического анализа (в связи с этим в таблицах не представлены номера выпусков, где не определялся химсостав шлака).

В опытный период фактическая основность шлака по CaO/SiO2 изменялась с 0,94 до 0,89 ед.

Значение содержания щелочей в опытном периоде на первом выпуске составляет 1,858%, а через 14 выпусков значение составляет 2,266%. Изменение содержания щелочей в среднем за выпуск составляет (2,266-1,858)/14=0,029%. Дополнительный расчетный выход щелочей за выпуск составляет (при среднем фактическом выходе шлака за опытный период 347 кг/т чугуна) 0,029∗347/100=0,101 кг/т чугуна.

При переходе работы печи на обычный режим основность шлака фактическая изменилась с 0,90 до 1,05 ед.

Значение содержания щелочей в опытном периоде на первом выпуске составляет 2,250%, а через 42 выпуска значение составляет 1,832%. Изменение содержания щелочей в среднем за выпуск составляет (2,250-1,832)/42=0,010%. Снижение выхода щелочей за выпуск составляет 0,010∗341/100=0,034 кг/т чугуна (при среднем выходе шлака за период 341 кг/т чугуна).

Определяем периодичность удаления щелочей из печи: 0,101∗14/0,034/14=3,0 сут, где второе число 14 - количество выпусков по графику в сутки.

Таким образом, исходя из полученных результатов в данных условиях предлагается не реже чем один раз в 3-ое суток на доменной печи переходить в течение 16-24 часов (двух-трех смен) на работу с пониженной основностью по CaO/SiO2 на 0,1-0,2 ед. ниже, чем на обычном режиме работы печи.

Пример 2. Доменная печь С (объем 2014 м3).

Доменная печь работала на офлюсованном агломерате (66,9%), неофлюсованных окатышах Соколовско-Сарбайского ГОКа (32,2%) и марганцевой руде (0,8%) с расчетной основностью шлака по CaO/SiO2=1,01 ед. Тепловой режим и дутьевые параметры печи поддерживались в соответствии с технологической картой (Si=0,65-0,75%).

Для увеличения выхода щелочей перевели работу печи на шлаки с пониженной основностью (на кислые шлаки). С этой целью расчетную основность шлака по CaO/SiO2 снизили с 1,01 до 0,92 ед. за счет загрузки в печь кварцита в количестве 0,4 т в подачу. Через (примерно) 20 часов кварцит из шихты вывели, в результате чего расчетная основность шлака по СаО/SiO2 повысилась с 0,92 до 1,01 ед., то есть перешли на шлаки обычной основности. Фактическое изменение основности шлака при изменении расчетной основности шлака представлено на рис.4. Химический состав шлаков в период работы на кислых шлаках представлен в таблице 3 и в период работы на обычных шлаках представлен в таблице 4. Периодичность выпуска продуктов плавки составляет в соответствии с графиком через 40-50 мин после закрытия предыдущего выпуска, продолжительность выпусков обычно 50-60 мин. Отбор проб шлаков и определение их химического состава в опытные периоды производили с каждого выпуска.

В опытный период фактическая основность шлака по CaO/SiO2 изменялась с 0,99 до 0,89 ед.

Значение содержания щелочей в опытном периоде на первом выпуске составляет 2,250%, а через 13 выпусков составляет 3,420%. Изменение содержания щелочей в среднем за выпуск составляет (3,420-2,250)/13=0,090%. Дополнительный выход щелочей за выпуск составляет (при среднем фактическом выходе шлака за опытный период 340 кг/т чугуна) 0,090∗340/100=0,306 кг/т чугуна.

При переходе работы печи на обычный режим основность шлака фактическая изменилась с 0,92 до 1,04 ед.

Значение содержания щелочей в опытном периоде на первом выпуске составляет 2,528%, а через 31 выпуск составляет 2,040%. Изменение содержания щелочей в среднем за выпуск составляет (2,528-2,040)/31=0,016%. Снижение выхода щелочей за выпуск составляет 0,016∗335/100=0,054 кг/т чугуна (при среднем выходе шлака за период 335 кг/т чугуна).

Определяем периодичность удаления щелочей из печи: 0,306∗13/0,054/14=5,3 сут, где число 14 - количество выпусков по графику в сутки.

Таким образом, исходя из полученных результатов в данных условиях предлагается не реже чем один раз в 5,5 суток на доменной печи переходить в течение 16-24 часов (двух-трех смен) на работу с пониженной основностью по CaO/SiO2 на 0,1-0,2 ед. ниже, чем на обычном режиме работы печи.

Литература

1. Патент RU 2237721 С1, кл. C21B 5/00 от 25.02.2003.

2. Корякова О.Ф. и др. Совершенствование технологии доменной плавки с целью уменьшения отрицательного влияния щелочей и цинка. Бюл. ЦНИИИЧМ, 1980, №15, с.25.

Способ доменной плавки щелочесодержащих железорудных материалов, включающий 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, отличающийся тем, что 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, причем периодичность удаления щелочей из печи 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:

где ПУ - периодичность удаления щелочей, сут;
- выход шлака в среднем за выпуск в период работы на шлаках с пониженной основностью, кг/т;
- количество выпусков в период работы на шлаках с пониженной основностью, шт.;
- выход шлака в среднем за выпуск в период работы на шлаках с обычной основностью, кг/т;
Nгр - количество выпусков по графику на доменной печи, шт./сут;
- изменение содержания щелочей в среднем за выпуск в период работы на шлаках с пониженной основностью, %, определяют по соотношению

где - содержание щелочей на i-м выпуске в период работы на шлаках с пониженной основностью, %;
- содержание щелочей на 1-м выпуске в период работы на шлаках с пониженной основностью, %,
- изменение содержания щелочей в среднем за выпуск в период работы на шлаках с обычной основностью, %, определяют по соотношению

где - содержание щелочей на 1-м выпуске в период работы на шлаках с обычной основностью, %;
- содержание щелочей на i-м выпуске в период работы на шлаках с обычной основностью, %,
- количество выпусков в период работы на шлаках с обычной основностью, шт.



 

Похожие патенты:
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.

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.

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.

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 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