Способ ведения доменной плавки

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу доменной плавки. Способ включает загрузку шихты из железорудных материалов и кокса подачами, заданное их размещение на колошнике доменной печи, нагрев, восстановление, плавление, выпуск продуктов плавки. При использовании двух видов кокса, различающихся горячей прочностью на величину более 5%, и при содержании в шихте до 50% кокса с пониженной горячей прочностью вышеупомянутый кокс загружают в промежуточную зону доменной печи в составе коксовых порций на расстоянии 0,1-0,5 радиуса колошника от стенки печи. Определяют заданное содержание кокса с пониженной горячей прочностью в подаче, рассчитывают предельное содержание кокса с пониженной прочностью в коксовой порции и определяют количество кокса, равное разности между содержанием кокса с пониженной горячей прочностью в подаче и содержанием вышеупомянутого кокса в коксовой порции, и упомянутое количество кокса с пониженной горячей прочностью загружают в составе железорудных порций или периодически в виде отдельных порций. Использование изобретения обеспечивает снижение расхода кокса в доменной плавке и увеличение производительности доменной печи. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству чугуна в доменных печах.

Известен способ доменной плавки, включающий загрузку в доменную печь железорудных материалов, флюсов, а также кокса различного фракционного состава, реакционной способности, холодной и горячей прочности, при этом кокс с высокой горячей прочностью в количестве 5-50% от общей массы кокса загружают в осевую зону колошника печи [Патент UA 13209, МПК С21В 5/00, 2006].

Недостатком способа является то, что в нем регламентируется загрузка и размещение в печи только кокса с высокой горячей прочностью. При использовании в шихте коксов разного качества и видов, вследствие их нерационального размещения в объеме печи возможно ухудшение газопроницаемости шихты, что приведет к ухудшению показателей выплавки чугуна.

Технический результат изобретения - снижение расхода кокса в доменной плавке и увеличение производительности доменной печи.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе доменной плавки, включающем загрузку шихты из железорудных материалов и кокса подачами с заданным размещением шихты на колошнике доменной печи, нагрев шихты, восстановление, плавление и выпуск продуктов плавки, согласно изобретению используют два вида кокса, различающихся горячей прочностью, причем при различии горячей прочности между ними на величину более 5% и при содержании в шихте кокса с пониженной горячей прочностью до 50%, кокс с пониженной горячей прочностью загружают в промежуточную зону доменной печи коксовыми порциями на расстоянии 0,1-0,5 радиуса колошника от стенки печи, при этом определяют заданное содержание кокса с пониженной горячей прочностью в подаче, рассчитывают предельное содержание кокса с пониженной горячей прочностью в коксовой порции из соотношения:

где ηHCSR - предельное содержание кокса с пониженной горячей прочностью в коксовой порции, %;

CSRB и CSRH - величины высокой и пониженной горячей прочности для кокса соответственно, %,

и при превышении содержания кокса с пониженной горячей прочностью в подаче шихты над расчетным предельным содержанием кокса с пониженной горячей прочностью в коксовой порции определяют количество кокса, равное разности между содержанием кокса с пониженной горячей прочностью в подаче и содержанием вышеупомянутого кокса в коксовой порции, и упомянутое количество кокса с пониженной горячей прочностью загружают в составе железорудных порций или периодически в виде отдельных порций.

В составе железорудных порций кокс с пониженной горячей прочностью загружают в количестве до 10% массы кокса в подаче с обеспечением максимального размещения его в промежуточной зоне печи со смещением к периферии колошника.

Периодическую загрузку кокса с пониженной горячей прочностью в виде отдельных порций массой, равной рабочему значению массы коксовой порции, определяемому текущей величиной рудной нагрузки, осуществляют при недостаточном количестве вышеупомянутого кокса в составе подач железорудных материалов и кокса для обеспечения заданного содержания его в шихте, с периодичностью, определяемой из соотношения:

где N - индекс периодичности загрузки кокса с пониженной горячей прочностью в виде отдельных порций в подаче;

CKHZ - заданное содержание кокса с пониженной горячей прочностью в подаче шихты, ед.;

mk - рабочее значение массы коксовой порции, определяемое текущим значением рудной нагрузки, т;

ΔmKHK - масса кокса с пониженной горячей прочностью, загружаемого в составе коксовой порции, т;

ΔmKHP - масса кокса с пониженной горячей прочностью, загружаемого в составе железорудной порции, т.

Расчет массы кокса с пониженной горячей прочностью, загружаемого в составе коксовой порции, осуществляют по формуле:

Сущность предложенного способа заключается в следующем:

Определяемые стандартом ИСО реакционная способность и производный от нее показатель горячей прочности характеризуют поведение кокса в высокотемпературной зоне доменной печи, начиная с середины шахты. Поскольку кокс и железорудные материалы загружаются послойно с созданием так называемых коксовых окон, пониженная горячая прочность кокса (далее - кокс ПГП) с повышенной реакционной способностью приводит к снижению газопроницаемости этих окон и непредсказуемому перераспределению газового потока по сечению печи. Кроме того, мелочь от разрушения кокса ПГП может активно участвовать в негативном процессе настылеобразования на периферии печи.

Использование кокса с высокой горячей прочностью (далее - кокс ВГП), обычно оцениваемого величиной 50% и более, диктуется необходимостью загрузки его в осевую и периферийные зоны печи, поддерживая их достаточную газопроницаемость, стабильный ход печи, особенно печи большого объема, что обеспечивает снижение суммарного расхода кокса ВГП и ПГП и повышение производительности.

Генерация устойчивого газового потока в доменной печи и реализация стабильного процесса плавки на коксах различного качества требует дифференцированного их распределения по сечению колошника при загрузке, а также предусмотрения мероприятий, связанных с различным количеством поступления, и соответственно потребления коксов сухого тушения, мокрого тушения со склада шихтоподготовительного цеха (ШПЦ) в составе металлургического комбината, кокса сторонних поставщиков.

Кокс ПГП следует размещать в промежуточной зоне колошника, соответствующей рудному гребню, с некоторым смещением, например на 0,5-1,0 м в сторону периферии. Это гарантированно исключает попадание такого кокса в осевую зону печи, предотвращает участие продукта его разрушения в образовании плотного нерастворимого тотермана, а также замусоривания горна и ухудшения условий выпуска продуктов плавки.

При размещении кокса ПГП в районе рудного гребня его повышенная реакционная способность и склонность к газификации благоприятно сказываются на процессе восстановления железорудных материалов косвенным путем. Повышение степени восстановления сдвигает верхнюю границу зоны когезии на более низкие горизонты печи, снижает расход кокса на поддержание резерва тепла в горне.

При содержании 50% и более кокса ПГП в коксовой порции возможно его выклинивание локальными участками как на периферии, так и в центре печи. Предлагаемым способом регламентируется как ограничение доли кокса в каждой коксовой порции, так и загрузки его в смеси с железорудными материалами с дополнительным положительным эффектом снижения их слипания в вязко-пластичной зоне, а также периодическая загрузка этого кокса самостоятельными порциями (по мере его накопления), например каждой 5-10 подачей. Более частые такие подачи соответствуют большей скорости поставок и накопления кокса ПГП. Предпочтительной является загрузка кокса ПГП совместно с железорудными материалами (агломератом, окатышами, рудой), однако она ограничивается величиной до 10% условиями создания коксовых окон для обеспечения достаточной газопроницаемости столба шихты.

Способ реализуется преимущественно на доменных печах, оборудованных бесконусными загрузочными устройствами (БЗУ). При доле кокса ПГП менее 50% и разнице в горячей прочности с коксом ВГП более 5%, при которой начинает проявляеться различие их свойств, на конвейере шихтоподачи головная часть коксовой порции из кокса ВГП набирается первой, первой попадает в бункер БЗУ и при выгрузке из него при начальном заданном наиболее пологом положении лотка попадает на периферию печи. В последующем на кокс ВГП на конвейер выдается кокс ПГП и при выгрузке из бункера БЗУ со среднего положения лотка смесь коксов попадает в промежуточную зону колошника. Выдача кокса ПГП осуществляется с некоторым временным опережением, что обеспечивает его заданное смещение от наименее газопроницаемой осевой зоны печи в сторону периферийной. Хвостовая часть на конвейер набирается только из кокса ВГП и при выгрузке с крайних вертикальных положений лотка он попадает в центральную зону печи.

Следует отметить, что при возрастании абсолютного значения разницы горячей прочности коксов ВГП и ПГП больше 5% долю кокса ПГП пропорционально снижают до величины 48-49% до максимально возможного значения.

При скиповой загрузке коксов разного качества скипы заполняются таким образом, чтобы в бункере БЗУ они располагались послойно: сначала кокс ВГП, затем его смесь с коксом ПГП, затем снова кокс ВГП. Такое размещение коксов в бункере БЗУ обеспечивают подачей кокса ПГП на дно первого скипа или на кокс ВГП во второй скип, либо комбинацией с разбивкой кокса ПГП между скипами.

Обеспечение максимально возможного исключения попадания кокса ПГП в периферийную зону снижает участие продукта его разрушения в процессе настылеобразования и нарушения газораспределения в доменной печи.

Пример реализации способа применительно к условиям плавки на доменной печи объемом 5500 м3, оборудованной конвейерной шихтоподачей и БЗУ.

Доменная печь работает с использованием двух видов кокса в шихте: кокс ВГП с горячей прочностью CSRB=58,5% и кокс ПГП с горячей прочностью CSRH=42,3%. Масса железорудной порции (масса железорудной части подачи) - 130,0 т. Рабочее значение массы коксовой порции (масса кокса в подаче) - 33,0 т. Заданное содержание кокса ПГП cкнz=48% (0,48).

1. Определяют среднюю (заданную за цикл загрузки) массу кокса ПГП в подаче, которая обеспечит заданное содержание данного кокса в шихте по формуле:

mzкнк=33,0⋅0,48=15,84 т.

2. Определяют рекомендуемое предельное содержание кокса ПГП в коксовой порции:

ηHCSR=[50-(58,5-42,3)]=33,8%.

Масса кокса ПГП в составе коксовой порции составит:

Δmкнк=0,338⋅33,0=11,154 т.

3. Определяют разность между средней (за цикл загрузки) массой кокса ПГП в подаче и массой этого кокса в составе коксовой порции:

Δmzкн=15,84-11,154=4,686 т.

Полученная разность средней массы кокса ПГП в подаче и массы этого кокса в составе коксовой порции Δmzкн равна 4,686 т загружается в составе железорудных порций и в виде отдельных порций кокса ПГП.

4. Масса кокса ПГП, загружаемого в составе железорудной порции Δmкнр, должна составлять до 10% массы кокса в подаче (рабочего значения массы коксовой порции равного 33,0 т).

Принимают, что масса кокса с пониженной горячей прочностью, загружаемого в составе железорудной порции Δmкнр, равна 2,0 т (6,1%).

Оставшаяся часть кокса ПГП в количестве:

Δmzкн-Δmкнр=4,686-2,0=2,686 т

загружается периодически в виде отдельных порций.

5. Определяют периодичность загрузки кокса ПГП в виде отдельных порций:

N=33,0⋅(1-0,48)/(0,48⋅33,0-0,338⋅33,0-2,0)=6,39.

Полученное значение при величине дробной части больше 0,5 округляется до целого числа в сторону меньшего значения, при величине дробной части меньше или равной 0,5 - в сторону большего значения. Таким образом, N равна 7.

Периодичность загрузки кокса ПГП в виде отдельных порций (N+1) - каждая восьмая подача.

По сравнению с базовым периодом, когда коксы ПГП и ВГП загружались совместно в составе коксовой порции, в опытном периоде по предлагаемому способу ведения доменной плавки суточное производство чугуна возросло с 12728 до 12853 т, суммарный расход кокса уменьшился с 411,8 до 406,0 кг/т чугуна, содержание серы и кремния в чугуне снизилось на 0,005 и 0,10% соответственно, уменьшилось количество прогаров воздушных фурм «снизу».

Практически близкие результаты достигнуты на доменной печи объемом 2700 м3, оборудованной скиповой шихтоподачей и БЗУ: при ведении плавки по предлагаемому способу с использованием коксов с аналогичными характеристиками горячей прочности и количественном соотношении суточное производство чугуна возросло на 107 т, расход кокса снизился с 429 до 423,5 кг/т чугуна, изменилось содержание серы и кремния в чугуне, повысилась стойкость воздушных фурм.

1. Способ доменной плавки, включающий загрузку шихты из железорудных материалов и кокса подачами с заданным размещением шихты на колошнике доменной печи, нагрев шихты, восстановление, плавление и выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что используют два вида кокса, различающихся горячей прочностью, причем при различии горячей прочности между ними на величину более 5% и при содержании в шихте кокса с пониженной горячей прочностью до 50%, кокс с пониженной горячей прочностью загружают в промежуточную зону доменной печи коксовыми порциями на расстоянии 0,1-0,5 радиуса колошника от стенки печи, при этом определяют заданное содержание кокса с пониженной горячей прочностью в подаче, рассчитывают предельное содержание кокса с пониженной горячей прочностью в коксовой порции из соотношения:

ηHCSR=[50-(CSRB-CSRH)],

где ηHCSR - предельное содержание кокса с пониженной горячей прочностью в коксовой порции, %;

CSRB и CSRH - величины высокой и пониженной горячей прочности для кокса соответственно, %,

и при превышении содержания кокса с пониженной горячей прочностью в подаче шихты над расчетным предельным содержанием кокса с пониженной горячей прочностью в коксовой порции определяют количество кокса, равное разности между содержанием кокса с пониженной горячей прочностью в подаче и содержанием вышеупомянутого кокса в коксовой порции, и упомянутое количество кокса с пониженной горячей прочностью загружают в составе железорудных порций или периодически в виде отдельных порций.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в составе железорудных порций кокс с пониженной горячей прочностью загружают в количестве до 10% массы кокса в подаче с обеспечением максимального размещения его в промежуточной зоне печи со смещением к периферии колошника.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что периодическую загрузку кокса с пониженной горячей прочностью в виде отдельных порций массой, равной рабочему значению массы коксовой порции, определяемому текущей величиной рудной нагрузки, осуществляют при недостаточном количестве вышеупомянутого кокса в составе подач железорудных материалов и кокса для обеспечения заданного содержания его в шихте, с периодичностью, определяемой из соотношения:

N=mk(1-CKHZ)/(CKHZ⋅mk-ΔmKHK-ΔmKHP),

где N - индекс периодичности загрузки кокса с пониженной горячей прочностью в виде отдельных порций в подаче;

CKHZ - заданное содержание кокса с пониженной горячей прочностью в подаче шихты, ед.;

mk - рабочее значение массы коксовой порции, определяемое текущим значением рудной нагрузки, т;

ΔmKHK - масса кокса с пониженной горячей прочностью, загружаемого в составе коксовой порции, т;

ΔmKHP - масса кокса с пониженной горячей прочностью, загружаемого в составе железорудной порции, т.



 

Похожие патенты:

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.
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.

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 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.
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 области металлургии, в частности к способу получения расплавленного чугуна в доменной печи восстановлением железооксидного материала. Способ включает первый этап, на котором регулируют расход загружаемого кокса при контроле температуры Ttop верхней части печи, второй этап, на котором регулируют расход вдуваемого пылевидного угля при контроле кажущейся скорости u печного газа и температуры Ttop верхней части печи, третий этап, на котором регулируют степень обогащения кислородом обогащенного кислородом воздуха при контроле температуры Tf горения в фурме и температуры Ttop верхней части печи и четвертый этап, на котором определяют необходимость регулирования расхода вдуваемого обогащенного кислородом воздуха на основе значения кажущейся скорости u печного газа. Использование изобретения обеспечивает увеличение производительности доменной печи при поддержке ее стабильной работы. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 15 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу доменной плавки. Способ включает загрузку шихты из железорудных материалов и кокса подачами, заданное их размещение на колошнике доменной печи, нагрев, восстановление, плавление, выпуск продуктов плавки. При использовании двух видов кокса, различающихся горячей прочностью на величину более 5, и при содержании в шихте до 50 кокса с пониженной горячей прочностью вышеупомянутый кокс загружают в промежуточную зону доменной печи в составе коксовых порций на расстоянии 0,1-0,5 радиуса колошника от стенки печи. Определяют заданное содержание кокса с пониженной горячей прочностью в подаче, рассчитывают предельное содержание кокса с пониженной прочностью в коксовой порции и определяют количество кокса, равное разности между содержанием кокса с пониженной горячей прочностью в подаче и содержанием вышеупомянутого кокса в коксовой порции, и упомянутое количество кокса с пониженной горячей прочностью загружают в составе железорудных порций или периодически в виде отдельных порций. Использование изобретения обеспечивает снижение расхода кокса в доменной плавке и увеличение производительности доменной печи. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.

Наверх