Способ промывки доменной печи

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способу промывки доменной печи. Cпособ включает дозирование, загрузку рабочих и промывочных порций шихтовых материалов, распределение их на колошнике при помощи бесконусного загрузочного устройства, проплавку шихты и выдачу продуктов плавки. В качестве промывочной порции шихтовых материалов загружают смесь агломерата, окатышей, кусковой железной руды и конвертерного шлака, в которой содержание SiO2 составляет 2,4-4,4 содержания SiO2 в рабочей железорудной порции, содержание MnO составляет 0,3-2,0 содержания MnО в рабочей железорудной порции, а основность (CaO/SiO2) составляет 0,12-0,5 основности шихтовых материалов в рабочей железорудной порции. Перед загрузкой определяют массу промывочной порции шихтовых материалов из соотношения массы рабочей железорудной порции, численного коэффициента, учитывающего программу распределения промывочных порций, максимального количества угловых положений лотка бесконусного загрузочного устройства для распределения рабочих и промывочных порций шихтовых материалов. Использование изобретения обеспечивает повышение производительности доменной печи и снижение удельного расхода кокса за счет эффективной очистки коксовой насадки и зоны малоподвижных материалов в доменной печи от продуктов разрушения кокса. 2 табл., 1 пр.

 

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

Известен способ промывки доменной печи, включающий периодическое введение в состав загружаемой шихты промывочных добавок, выпуск из печи по леткам чугуна и доменного шлака. По весу выпускаемого из леток доменного шлака за период 30-40 выпусков определяют величину неравномерности выпуска шлака по всем леткам и при достижении величины неравномерности в пределах 10-50% в загружаемую шихту вводят промывочную добавку в виде шлака, содержащего железо, кремний и марганец, и конвертерного шлака. Количество шлака, содержащего Fe, Si, Mn, устанавливают по зависимости M=K*ψ*P, где M - количество шлака, содержащего Fe, Si, Mn, кг/т чугуна; ψ - величина неравномерности выпускаемого доменного шлака по всем леткам, %; P - удельный выход доменного шлака по всем леткам за 30-40 выпусков, кг/т чугуна; K - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности шлакообразования в доменной печи, равный 0,0067-0,0074, 1/%. Количество конвертерного шлака N устанавливают в пределах N=(0,5-1,05)*М. Шлак, включающий Fe, Si, Mn, содержит, мас.%: Mn=17-19; СаО=21-23; MgO=7-8; SiO2=46-48; Al2O3=3,5-3,6; FeO=1,7-1,8; S=0,20-0,24 [Патент RU 2206622, МПК C21B 3/00, 2003].

Недостатком данного способа является то, что шлак указанного в известном изобретении состава, содержащий Fe, Si и Mn, как правило, является продуктом, образующимся при выплавке силикомарганца, и, соответственно, может содержать до 3,0% щелочных компонентов, внесение которых в доменную печь с промывочным материалом негативно влияет на прочность кокса и способствует увеличению образования коксовой мелочи в процессе восстановительно-тепловой обработки, существенно снижает «моющий» эффект используемых шлаков и ухудшает технико-экономические показатели доменной плавки в целом, в том числе вызывает повышение удельного расхода кокса.

Известен также способ промывки горна доменной печи, включающий загрузку в печь промывочного компонента доменной шихты, отличающийся тем, что в качестве промывочного компонента шихты используют брикеты, со следующими соотношениями содержащихся в них элементов и оксидов C:Fe=0,05…0,15, Mn:Fe=0,03…0,2, CaO:SiO2=0,6…1,2, MgO:Al2O3=0,2…0,61, причем загрузку брикетов ведут в периферийную область колошника, ограниченную радиусами 0,85…0,5 радиуса колошника [Патент RU 2238329, МПК C21B 3/00, 2004].

Недостатки известного способа обусловлены использованием брикетов в качестве промывочного материала. К настоящему времени применяемые технологии холодного брикетирования не позволяют получить брикеты с характеристиками горячей прочности, соответствующими технологическим требованиям доменного производства. Низкая прочность брикетов в горячем состоянии приводит к их интенсивному разрушению в процессе восстановительно-тепловой обработки, образованию и выносу большого количества мелкодисперсной пыли, ухудшению газопроницаемости сухой зоны доменной печи и, соответственно, к снижению эффективности использования этого компонента для промывки горна, а как следствие, к снижению производительности и увеличению удельного расхода кокса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ промывки горна доменной печи, включающий дозирование, загрузку и распределение промывочного материала, проплавку его совместно с железорудными материалами и коксом, изменение состава дутья в период промывки, выдачу продуктов плавки, при этом в качестве промывочного материала используют смесь из железной руды, конвертерного шлака и сталеплавильного скрапа, загрузку смеси осуществляют в промежуточную кольцевую зону колошника, расположенную на расстоянии не менее 0,12-0,25 радиуса от стен и оси печи, а при выпуске продуктов плавки увлажняют дутье паром до содержания в нем H2O в пределах 24-36 г/м3 [RU 2343199, МПК C21B 3/00, 2009].

Недостатком способа является то, что в нем не определяется необходимая масса промывочной смеси, а расплав, образующийся из загружаемой промывочной смеси, несмотря на удовлетворительную очистку промываемых зон печи от продуктов разрушения кокса («коксового мусора»), недостаточно эффективно воздействует на вязкие известковые образования, что ухудшает газопроницаемость и дренажную способность коксовой насадки и зоны малоподвижных материалов в доменной печи.

Технический результат изобретения - повышение производительности доменной печи и снижение удельного расхода кокса за счет эффективной очистки коксовой насадки и зоны малоподвижных материалов в доменной печи от продуктов разрушения кокса («коксового мусора») и тугоплавкого остатка (тугоплавкие шлаки и флюсовые включения), снижающих газопроницаемость и дренажную способность указанных зон доменной печи.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе промывки доменной печи, включающем дозирование, загрузку рабочих и промывочных порций шихтовых материалов, распределение их на колошнике при помощи бесконусного загрузочного устройства, проплавку шихты и выдачу продуктов плавки, согласно изобретению в качестве промывочной порции шихтовых материалов загружают смесь агломерата, окатышей, кусковой железной руды и конвертерного шлака, в которой содержание SiO2 составляет 2,4-4,4 содержания SiO2 в рабочей железорудной порции, содержание MnO составляет 0,3-2,0 содержания MnO в рабочей железорудной порции, а основность (CaO/SiO2) составляет 0,12-0,5 основности шихтовых материалов в рабочей железорудной порции, при этом массу промывочной порции определяют по формуле:

m п р п = m ж р п n з п р k з п р n max ,

где

mпрп - масса промывочной порции, т;

mжрп - масса рабочей железорудной порции, т;

kзпр - численный коэффициент, учитывающий особенности программы распределения промывочных порций (kзпр=0,8-1,2);

nmax - максимальное количество угловых положений лотка бесконусного загрузочного устройства, которое может быть задействовано для распределения рабочих порций;

nзпр - количество угловых положений лотка бесконусного загрузочного устройства, задействуемых для распределения промывочной порции.

Сущность способа заключается в формировании промывочной смеси материалов с широким варьированием промывочной способности в зависимости от технологического состояния и характера «замусоренности» горна доменной печи путем изменения состава смеси и массы промывочных порций с учетом требуемой области промывки.

Направленность промывок заключается в периодической загрузке в доменную печь смеси материалов определенного состава, образующих расплав, способный на технологически достижимом уровне растворить зависший на слое кокса тугоплавкий остаток и «коксовый мусор». Промывка позволяет повысить газопроницаемость коксовой насадки, уменьшить степень загромождения горна, повысить расход дутья и поддерживать заданное значение нижнего перепада давления в доменной печи. Промывочные порции загружают на колошнике в кольцевую зону заданной ширины. Эта зона может быть смещена к периферии или к оси печи при необходимости смыва настыли или в случае загромождения центра печи, соответственно.

Экспериментально установлено, что при соотношениях SiO2, MnO и основности (CaO/SiO2) в рабочих и промывочных порциях, выходящих за пределы диапазонов 2,4-4,4, 0,3-2,0 и 0,12-0,5 соответственно, снижается моющая способность промывочной порции, увеличивается количество не растворившегося тугоплавкого остатка на коксовой насадке в доменной печи и, как следствие, ухудшается газопроницаемость шихтовых материалов.

Также, экспериментально установлено, что при загрузке промывочных порций шихтовых материалов в количестве, определяемом по формуле:

m п р п = m ж р п n з п р k з п р n max ,

они концентрируется в тех зонах доменной печи, которые необходимо очистить. Это способствует нормализации хода доменной плавки за счет растворения тугоплавкого остатка и «коксового мусора».

Пример реализации способа.

Промышленные испытания заявляемого способа проводились на доменной печи объемом 2700 м3, оснащенной бесконусным загрузочным устройством (БЗУ).

Для очистки горна доменной печи и столба малоподвижных материалов от «коксового мусора» и тугоплавкого остатка загрузка промывочных порций осуществлялась концентрированно в три приосевые кольцевые зоны печи, то есть, для распределения этих порций использовалось три угловых положения лотка БЗУ (nзпр=3).

Масса рабочих железорудных порций в период испытаний составляла mжрп=54,0 т. Рабочие железорудные порции состояли из 35,0 т агломерата, 17,82 т окатышей, 0,54 т железной руды и 0,64 т конвертерного шлака. Для распределения рабочих порций в системе управления БЗУ доменной печи предусмотрено 10 угловых положений, то есть nmax=10. Масса промывочной порции (mпрп), при kзпр=0,97 составила:

В соответствии с указанными в предлагаемом способе соотношениями оксидов (в том числе, основности) в промывочных и рабочих железорудных порциях массы компонентов промывочной порции составили: агломерата - 2,5 т, окатышей Костомукшского ГОКа - 4,0 т, руды Михайловского ГОКа - 10,0 т, конвертерного шлака - 0,5 т.

Соответствующие фактические соотношения оксидов (в том числе, основности) в промывочной и рабочей железорудной порциях приведены в таблице 1.

Таблица 1
Соотношения оксидов в промывочной и рабочей железорудной порциях в период промывки
Показатель Вид порции Отношение показателей в промывочной и рабочей железорудной порции
Промывочная Рабочая железорудная
Содержание SiO2, % 17,74 5,25 3,38
Содержание MnO, % 0,11 0,23 0,48
Основность (CaO/SiO2) 0,22 1,18 0,19

Общая продолжительность промывки составила 32 часа.

Проведенная по заявляемому способу промывка доменной печи объемом 2700 м3 позволила улучшить технико-экономические показатели работы агрегата. Основные параметры работы доменной печи в периоды до (базовый) и после (опытный) проведения промывки приведены в таблице 2.

Таким образом, использование предлагаемого способа промывки доменной печи позволяет снизить расход кокса и повысить производительность доменной печи.

Таблица 2
Технико-экономические показатели работы доменной печи до и после промывки, проведенной по заявляемому способу
Параметр Базовый период Опытный период
Производство, т/сутки 5924 6051
КИПО 0,456 0,446
Расход металлошихты, кг/т чугуна 1606 1596
Расход кокса, кг/т чугуна 440 437
Содержание Fe в шихте, % 59,66 59,90
Содержание окатышей в шихте, % 32,8 33,0
Степень использования СО, % 46,76 47,52
Расход дутья, м3/мин 4953 5182
Теоретическая температура горения,°C 2157 2141
Перепад общий, кгс/см2 1,74 1,70
Перепад верхний, кгс/см2 0,39 0,42
Перепад нижний, кгс/см2 1,35 1,28
Рудная нагрузка, т/т 3,75 3,84

Способ промывки доменной печи, включающий дозирование, загрузку рабочих и промывочных порций шихтовых материалов, распределение их на колошнике при помощи бесконусного загрузочного устройства, проплавку шихтовых материалов и выдачу продуктов плавки, отличающийся тем, что в качестве промывочной порции шихтовых материалов загружают смесь агломерата, окатышей, кусковой железной руды и конвертерного шлака, в которой содержание SiO2 составляет 2,4-4,4 содержания SiO2 в рабочей железорудной порции, содержание МnО составляет 0,3-2,0 содержания МnО в рабочей железорудной порции, а основность (CaO/SiO2) составляет 0,12-0,5 основности шихтовых материалов в рабочей железорудной порции, при этом массу промывочной порции определяют из соотношения:
,
где
mпрп - масса промывочной порции, т;
mжрп - масса рабочей железорудной порции, т;
kзпр - численный коэффициент, равный 0,8-1,2 и выбираемый с учетом распределения промывочных порций шихтовых материалов;
nmax - максимальное количество угловых положений лотка бесконусного загрузочного устройства для распределения рабочих порций шихтовых материалов;
nзпр - количество угловых положений лотка бесконусного загрузочного устройства для распределения промывочных порций шихтового материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу доменной плавки. Способ включает загрузку в доменную печь кокса, железорудных материалов, вдувание в печь обогащенного кислородом нагретого дутья, дополнительного топлива, контроль состава выпускаемых периодически из печи чугуна и шлака.

Изобретение относится к металлургии. Способ извлечения металлов из шлаков, содержащих частицы из стали или железа, с зернистостью до 150 мм включает сухое измельчение шлака, дезагломерацию, классификацию и сортировку с формированием металлической фракции и, по крайней мере, одной силикатной фракции.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке высокотемпературного твердого сталеплавильного шлака. Устройство содержит рабочий барабан, питающий барабан, поднимаемую гидравлическую опору, поддерживающее устройство и приводное устройство.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству высокозакисного продукта, используемого для промывки стен и горнов доменной печи. Способ включает обжиг шихты из кускового концентрата обожженного сидерита с углеродсодержащим материалом во вращающейся печи при температуре 1250-1350°C в восстановительной атмосфере, которую создают путем неполного сгорания углеродсодержащего материала из-за ограниченного доступа кислорода при удельном расходе природного газа 45,0-55,0 Нм3/т шихты и производительности печи, равной 19,0-25,0 кг/час с 1 м3 объема печи.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к установке для грануляции шлака. Установка содержит желоб шлака, гидрогранулятор, соединенный с насосом подачи воды, приемный бункер-отстойник, снабженный решеткой, переливным устройством и камерой сбора парогазовых выделений с вытяжной трубой, эрлифт для откачки шлака, камеру эрлифта для откачки шлака, в которой размещены подъемная труба эрлифта с насадкой для подачи воздуха и труба для взмучивания граншлака перед всасывающим патрубком эрлифта, камеру оборотной воды.

Изобретение относится к способу переработки сталеплавильных шлаков с получением цементного клинкера и чугуна. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству. .
Изобретение относится к пирометаллургической переработке красных шламов. .
Изобретение относится к ремонту чаш шлаковоза и может найти использование в металлургической промышленности. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выплавке чугуна в доменных печах с образовавшимся тотерманом.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к грануляционной установке для расплавленного материала. Установка содержит водовпрыскивающее устройство для гранулирования расплавленного шлака и резервуар для гранулирования для сбора воды и гранулята. Над резервуаром для гранулирования расположена конденсационная колонна для сбора выработанного в резервуаре для гранулирования пара. Конденсационная колонна содержит ректификационную систему с водораспылительным устройством и водосборным устройством. Конденсационная колонна содержит вытяжную трубу для выборочного отвода избыточного пара в атмосферу. Впускное отверстие вытяжной трубы взаимодействует с нижней зоной конденсационной колонны, при этом выпускное отверстие указанной трубы расположено выше конденсационной колонны. Использование изобретения обеспечивает надежный отвод избыточного пара во время грануляции жидкого шлака. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для переработки шлаковых расплавов с получением шлакового щебня. Установка для переработки шлаковых расплавов содержит приемную воронку, колосниковый барабан, выполненный со стяжками для колосников и частично заполненный рабочими телами, кожух с вытяжкой и устройство для отгрузки готового продукта. При этом установка снабжена дисковой гребенкой, а колосники в виде отдельных секций, размещенных с зазором, закреплены на торцовых стенках барабана и опираются на стяжки. Между колосниками опущены зубья дисковой гребенки на глубину 0,5-0,7 высоты колосников. Колосники имеют выступы в виде зубьев, расположенных в шахматном порядке в секции от одного до трех на каждом колоснике. Устройство для отгрузки готового продукта выполнено в виде скребкового водоохлаждаемого транспортера, скребки которого сопряжены с образованием полости для формирования готового продукта. Обеспечивается повышение производительности процесса и улучшение условий обслуживания установки. 1 ил.
Наверх