Способ промывки доменной печи

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве чугуна в доменных печах. Способ промывки доменной печи включает загрузку подач шихты, состоящих из коксовой и железорудной частей, периодическую загрузку промывочных подач и выпуск продуктов плавки. В качестве промывочных подач используют железорудные материалы основностью 0,25-0,5, расход которых определяют исходя из получения первичного шлакового расплава с содержанием FeO в диапазоне 35-55%, рассчитываемым по предлагаемой в изобретении зависимости. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, - обеспечение растворения высокоосновных, высокомагнезиальных расплавов, заплавляющих коксовую насадку, и окисление мелких фракций кокса низкоосновным, высокозакисным расплавом, образованным из смеси традиционных шихтовых материалов доменного производства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве чугуна в доменных печах.

При выплавке чугуна с используемый в качестве топлива и восстановителя кокс частично разрушается в процессе восстановительно-тепловой обработки, что ухудшает дренажную способность коксовой насадки и усложняет режим отработки продуктов плавки. Процесс ухудшения отработки продуктов плавки, усиливается при работе доменных печей на двух и более видах железорудного сырья, как правило, включающих низкоофлюсованные окатыши и высокоосновной агломерат, при локализации высокоосновной части шихты, образующей тугоплавкие составляющие, в высокотемпературной зоне.

Известен способ промывки горна доменной печи, в котором в качестве промывочного материала предлагается использовать смесь из железной руды, конвертерного шлака и сталеплавильного скрапа, загрузку которого осуществляют в промежуточное кольцо по окружности колошника на расстоянии 0,12-0,25% длины его радиуса от стен и оси [Патент РФ №2343199, МПК C21B 3/00, 2009].

Данный способ относится к промывке горна доменной печи от мелких фракций кокса и не учитывает необходимость очистки поверхности тотермана от высокоосновных тугоплавких составляющих в виде ранкита и ларнита, образующихся при проплавке концентрированной части агломерата повышенной основности и/или шлака конвертерного производства.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ промывки доменной печи, в котором в качестве промывочного материала используют смесь металлофлюса и кварцита, при проплавке которой в низкотемпературной зоне доменной печи образуется расплав, состоящий из однокальциевых силикатов (Ca⋅SiO2) и фаялита (2FeO⋅SiO2), позволяющий размывать тугоплавкие высокоосновные соединения [Патент РФ №2248400, МПК C21B 3/00, 2005].

Формирование промывочной смеси из металлофлюса и кварцита в данном способе, усложняет логистику производства агломерата и предполагает необходимость периодического разделения потоков на агломерационной фабрике для спекания специального материала, а также ввода кварцита в состав доменной шихты, что в целом приводит к снижению содержания железа в ней и, соответственно, к увеличению расхода кокса.

В основу предлагаемого способа поставлена задача устранения «замусоривания» и заплавления поверхности тотермана, приводящих к искажению газораспределения, потере рабочего объема доменной печи, снижению расхода дутья, ухудшению технико-экономических показателей доменной плавки.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, - обеспечение растворения высокоосновных, высокомагнезиальных расплавов, заплавляющих коксовую насадку и окисление мелких фракций кокса низкоосновным, высокозакисным расплавом, образованным из смеси традиционных шихтовых материалов доменного производства.

Технический результат достигается тем, что в способе промывки доменной печи, включающем загрузку подач шихты, состоящих из коксовой и железорудной частей, периодическую загрузку промывочных подач, выпуск продуктов плавки, согласно изобретению в качестве промывочных подач используют железорудные материалы основностью 0,25-0,5, расход которых определяют исходя из получения первичного шлакового расплава с содержанием FeO в диапазоне 35-55%, рассчитываемого по зависимости:

FeOпш=29,73-1,43⋅СаО+3,27⋅SiO2-10,18⋅MgO+1,36⋅Al2O3-0,58⋅FeO,

где: FeOпш - содержание оксида железа в первичном шлаковом расплаве, %;

СаО - содержание СаО в промывочной подаче, %;

SiO2 - содержание SiO2 в промывочной подаче, %;

MgO - содержание MgO в промывочной подаче, %;

Al2O3 - содержание Al2O3 в промывочной подаче, %;

FeO - содержание FeO в промывочной подаче, %.

В качестве железорудных материалов используют агломерат, окатыши и кусковую руду или смесь агломерата и окатышей или смесь окатышей и кусковой руды или смесь агломерата и кусковой руды или смесь агломерата, окатышей и кусковой руды.

Сущность способа заключается в формировании промывочной смеси, образующей низкоосновный высокозакисный расплав, позволяющий очистить коксовую насадку от тугоплавкого вязкого высокоосновного расплава и продуктов разрушения кокса.

Для изучения характера формирования жидких фаз в процессе восстановительно-тепловой обработки с последующей фильтрацией расплавов через слой кокса (коксовую насадку) использовали установку, в которой предварительно восстановленные железорудные материалы загружались на коксовый слой и нагревались со скоростью 30°C/мин до 1000°C, затем - 7°C/мин до 1600°C.

Указанная установка приведена на фиг. 1. Обозначения: 1 - грузы; 2 - верхний сальник; 3 - нажимной шток; 4 - индуктор; 5 - графитовая труба; 6 - верхняя решетка; 7 - нижняя решетка; 8 - окно камеры с инертной атмосферой; 9 - крышка; 10 - графитовый поддон; 11 - устройство для вращения поддона; 12 - несущая рама.

В ходе опыта фиксировали начало фильтрации расплава через коксовую насадку (Тнф, °С), массу первичного шлака, определяли в нем содержание оксида железа (FeOпш, %), оценивали количество и состав «зависшего» в коксовой насадке непрофильтровавшегося остатка (Мост, %).

Проплавку отдельных видов железорудных материалов и их смесей проводили на чистой коксовой насадке и насадке, загроможденной мелкими фракциями кокса (5% от массы коксовой насадки) и флюсовой составляющей, по составу близкому к составу непрофильтровавшегося остатка (Мост. = 8% от массы коксовой насадки) при проплавке высокоосновного агломерата. По массе непрофильтровавшегося остатка расплава на загроможденной насадке оценивали «моющую» способность первичного расплава.

В качестве критерия способности расплава очищать коксовую насадку от неплавких масс и мелких фракций кокса приняли, что достаточной является моющая способность расплава, обеспечивающая величину остатка в слое кокса не более 15,0% расплава от массы железорудного материала.

Объектом исследований являлись железорудные материалы текущего производства, проплавляемые на доменных печах ПАО «Северсталь». Химический состав железорудных материалов представлен в таблице 1. Результаты высокотемпературных испытаний различных материалов на коксовой насадке различной степени загромождения, представлены в таблице 2.

Из результатов следует, что расплавы отдельно взятых неофлюсованных и частично офлюсованных окатышей, агломерата различной основности неспособны очищать коксовую насадку от мелких фракций кокса и неплавких масс. Остаток расплава в слое кокса в зоне высоких температур увеличивается, что делает коксовую насадку слабо газопроницаемой, искажает распределение газового потока и снижает степень использования восстановительной способности газа.

Создание композиции из нескольких видов железорудного сырья обеспечивает образование более легкоплавких эвтектик, способствует более интенсивному растворению оксидов во вновь образующемся расплаве. В результате количество высокозакисного фильтрующегося через коксовую насадку промывочного расплава значительно возрастает. Этот расплав способен окислять коксовую мелочь в наибольшей степени непосредственно в горне.

Наиболее рациональным соотношением неофлюсованных окатышей и агломерата или окатышей, агломерата и руды является такое, которое при основности 0,25-0,5 ед. промывочной смеси образует первичный расплав с содержанием оксида железа 35-55%. Данное соотношение обеспечивает заданную моющую способность первичного расплава, очищающего коксовый слой от неплавких масс и кокса мелких фракций. В проведенной серии опытов, это опыты №№7, 8, 13, 14.

При этом расплав не должен контактировать, как с шамотной или торкрет-футеровкой, вызывая ее эрозию, так и углеродистой футеровкой горна, которая может расходоваться на восстановление железа из закиси.

Заявляемый способ опробован в промышленных условиях на доменной печи объемом 5500 м3, оснащенной бесконусным загрузочным устройством (БЗУ). В штатном режиме печь проплавляла шихту с расходом 77-80 т агломерата и 39-41 т окатышей в подачу (расход кокса 404 кг/т чугуна, количество природного газа 5300 м3/час, содержание кислорода в дутье 24%). На основании расчетов основности промывочной смеси в ее состав были включены агломерат основностью 1,4 и неофлюсованные окатыши в соотношении 4:1, соответственно. Основность промывочной смеси составила 0,26, что находилось в пределах диапазона по заявляемому способу. Содержание FeO в первичном шлаке (FeOпш) определяли по формуле:

FeOпш=29,73-1,43⋅СаО+3,27⋅SiO2-10,18⋅MgO+1,36⋅Al2O3-0,58⋅FeO,

где СаО=2,1%; SiO2=6,2%; MgO=0,7%; Al2O3=0,58%; FeO=3,9%.

После того, как обозначилась тенденция к росту нижнего перепада, снижению теплосъема на холодильниках горна, появлению «коксового мусора» при выпуске шлака, что свидетельствовало о «замусоренности» горна, начали загружать промывочные подачи, состоящие из железорудной и коксовой порций.

После окончания процесса промывки работа печи стабилизировалась, производительность выросла с 12700 т чугуна/сутки до 13100 т чугуна/сутки, расход кокса уменьшился с 404 кг/т чугуна до 401 кг/т чугуна.

1. Способ промывки доменной печи, включающий загрузку подач шихты, состоящих из коксовой и железорудной частей, периодическую загрузку промывочных подач, выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что в качестве промывочных подач используют железорудные материалы основностью 0,25-0,5, расход которых определяют исходя из получения первичного шлакового расплава с содержанием FeO в диапазоне 35-55%, рассчитываемым по зависимости

FeOпш=29,73-1,43⋅СаО+3,27⋅SiO2-10,18⋅MgO+1,36⋅Al2O3-0,58⋅FeO,

где FeOпш - содержание оксида железа в первичном шлаковом расплаве, %;

СаО - содержание СаО в промывочной подаче, %;

SiO2 - содержание SiO2 в промывочной подаче, %;

MgO - содержание MgO в промывочной подаче, %;

Al2O3 - содержание Al2O3 в промывочной подаче, %;

FeO - содержание FeO в промывочной подаче, %.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве железорудных материалов используют агломерат, окатыши и кусковую руду или смесь агломерата и окатышей или смесь окатышей и кусковой руды или смесь агломерата и кусковой руды или смесь агломерата, окатышей и кусковой руды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству. Способ загрузки доменной печи, оснащенной лотковым бесконусным загрузочным устройством, включает грохочение шихтовых материалов, их дозирование, формирование железорудных и коксовых порций, в головную часть которых вводят дозы подрешетных фракций железорудных материалов, загрузку сформированных порций в доменную печь и распределение их по заданной программе на колошнике.

Группа изобретений относится к способу вдувания восстановителя в реактор-газификатор или в доменную печь. Способ пневматического вдувания порошкообразного альтернативного восстановителя посредством пневмотранспорта порошков в плотном слое, при котором плотность слоя порошкообразного альтернативного восстановителя составляет 60% или более плотности упаковки в неуплотненном состоянии сыпучего материала, с помощью газа-носителя в реактор, в частности в реактор-газификатор или через воздушную фурму в доменную печь, причем альтернативный восстановитель подвергают газификации в реакции газификации, а газ-носитель содержит горючий газ, а именно монооксид углерода, водород, водяной пар, кислород, углеводород, колошниковый газ, природный газ, коксовый газ, конвертерный газ, другой отходящий газ или их смесь.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к шихте для выплавки чугуна в доменной печи. Состав рудной части шихты для выплавки чугуна в доменной печи включает железосодержащее сырье, марганецсодержащее сырье и известняк, при этом он дополнительно включает отвальный шлак силикотермической плавки металлического марганца.
Изобретение относится к способу обработки серосодержащих остатков процесса нефтепереработки, в котором указанные остатки превращаются в кокс в коксовой печи. Описан способ обработки нефтяного угля, в котором указанный нефтяной уголь превращается в кокс в коксовой печи, в котором указанный нефтяной уголь перед коксованием измельчают и смешивают с карбонатом кальция; отличающийся тем, что полученную смесь перед коксованием уплотняют, и тем, что часть карбоната кальция вместе с частью серы, содержащейся в указанном нефтяном угле, превращается при последующем коксовании в сульфид кальция.

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.

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.

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 способу работы доменной печи. Горячий воздух вдувают в доменную печь из фурмы доменной печи. Угольную пыль вдувают в доменную печь из фурмы через копье одновременно со вдувом горячего воздуха. Обеспечение массового процентного содержания частиц угольной пыли, диаметр которых больше или равен 75 мкм, равного 65 мас.% или менее от общего количества угольной пыли, способствует эффективному смешиванию по меньшей мере одного из СПГ и кислорода, вдуваемого из копья, с угольной пылью и ускоряет реакцию между угольной пылью и кислородом и/или значительно увеличивает температуру угольной пыли за счет теплоты сгорания СПГ. В результате обеспечивается увеличение температуры горения, обеспечивающей снижение удельного расхода топлива. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве чугуна в доменных печах. Способ промывки доменной печи включает загрузку подач шихты, состоящих из коксовой и железорудной частей, периодическую загрузку промывочных подач и выпуск продуктов плавки. В качестве промывочных подач используют железорудные материалы основностью 0,25-0,5, расход которых определяют исходя из получения первичного шлакового расплава с содержанием FeO в диапазоне 35-55, рассчитываемым по предлагаемой в изобретении зависимости. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, - обеспечение растворения высокоосновных, высокомагнезиальных расплавов, заплавляющих коксовую насадку, и окисление мелких фракций кокса низкоосновным, высокозакисным расплавом, образованным из смеси традиционных шихтовых материалов доменного производства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Наверх