Способ загрузки промывочных и рабочих подач в доменную печь
Владельцы патента RU 2786283:
Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") (RU)
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к доменному производству. Осуществляют грохочение и дозирование шихтовых материалов, формирование порций рабочих подач, состоящих из последовательно загружаемых рабочих коксовых и рабочих железорудных порций, и промывочных подач, состоящих из последовательно загружаемых промывочных коксовых порций и промывочных железорудных порций, доставку их на колошник, выгрузку и распределение порций рабочих и промывочных подач на колошнике и загрузку в доменную печь. При этом 50-100% массы коксовой и железорудной порций рабочей подачи, предшествующей в цикле загрузки промывочной подаче, выгружают в кольцевые зоны, расположенные на расстоянии 0,82-1,0 радиуса колошника от оси печи, а 90-100% массы железорудной порции промывочной подачи выгружают в промежуточную и осевую кольцевые зоны колошника, расположенные на расстоянии до 0,82 радиуса колошника от оси печи. Технический результат заключается в предотвращении попадания промывочной смеси в пристеночную зону доменной печи, повышении стойкости шахты, заплечиков и воздушных фурм, стабилизации теплового состояния пристеночной зоны и условий гарнисажеобразования, повышении производительности доменной печи за счет стабилизации хода плавки. 1 з.п. ф-лы, 7 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к доменному производству.
Известен 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 C21B3/00, 2004].
Использование брикетов в качестве промывочного материала, и, в первую очередь, их низкая прочность в горячем состоянии предопределяют ряд недостатков известного способа, снижающих эффективность известного способа и ограничивающих его применение. В процессе восстановительно-тепловой обработки брикеты интенсивно разрушаются с образованием большого количества мелкодисперсной пыли, повышенным ее выносом и ухудшением газопроницаемости сухой зоны доменной печи. Это приводит к снижению эффективности использования этого компонента для промывки горна, и, как следствие, к снижению производительности печи и увеличению удельного расхода кокса.
Известен способ промывки доменной печи, включающий дозирование, загрузку рабочих и промывочных порций шихтовых материалов, распределение их на колошнике при помощи бесконусного загрузочного устройства, проплавку шихты и выдачу продуктов плавки [Патент RU 2547390, МПК C21B3/00, 2015].
В соответствии с данным способом 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 mПРП = mЖРП∙nЗПР / kЗПР∙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. Недостатком известного способа является то, что данный способ не предусматривает действий, направленных на предотвращение неконтролируемого перераспределения промывочной смеси по поверхности засыпи и, соответственно, не исключает попадание значительного количества агрессивного расплава к стенкам доменной печи и негативных последствий этого в виде нестабильности состояния гарнисажного слоя, расстройства хода и ускоренного износа элементов ограждения доменной печи.
Наиболее близким прототипом заявляемому по технологической сущности 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, использование в качестве промывочного материала смеси из железной руды, конвертерного шлака сталеплавильного скрапа, загрузку смеси в промежуточную кольцевую зону колошника, расположенную на расстоянии не менее 0,12 – 0,25 радиуса от стен и оси печи и увлажнение дутья паром при выпуске продуктов плавки до содержания Н2О в нем в пределах 24 – 36 г/м3, при этом увлажнение паром начинают одновременно с выпуском продуктов плавки и заканчивают через 20 – 40 мин. Указанный способ предусматривает также, что отношение массы железной руды к суммарной массе конвертерного шлака и сталеплавильного скрапа устанавливают в пределах от 50% : 50% до 70% : 30% [Патент RU 2343199, МПК С21 В3/00, 2009].
Недостатком известного способа является то, что в нем не учитываются возможность попадания промывочного материала и образующихся при его высокотемпературной обработке агрессивных расплавов к стенкам шахты и связанные с этим негативные последствия в виде интенсивного износа и разрушения кладки шахты, заплечиков и воздушных фурм. При выгрузке промывочной смеси в промежуточную кольцевую зону колошника, расположенную на расстоянии не менее 0,12 – 0,25 радиуса от стен и оси печи последующее перераспределение материала по откосам поверхности засыпи приводит к ссыпанию значительных масс промывочной смеси в пристеночную зону и непосредственно к стенкам колошника. В составе промывочных смесей, как правило, преобладают шихтовые материалы, которые в процессе высокотемпературной обработки образуют расплавы с высоким содержанием FeO, обладающие повышенными агрессивными свойствами по отношению к футеровочным материалам и гарнисажному слою, и ухудшающие стойкость конструкций теплового ограждения доменной печи и воздушных фурм. Поэтому при попадании промывочных смесей в пристеночную зону, помимо усиления непосредственного износа футеровки шахты доменной печи, изменяется состояние гарнисажного слоя и тепловой баланс в этой зоне, повышается вероятность схода гарнисажа и последующего расстройства хода печи с ухудшением ее основных технико – экономических показателей - производительности и удельного расхода кокса.
Технический результат, достигаемый при применении предлагаемого способа, заключается в предотвращении попадания промывочной смеси в пристеночную зону доменной печи, повышении стойкости шахты, заплечиков и воздушных фурм, стабилизации теплового состояния пристеночной зоны и условий гарнисажеобразования, а экономический эффект – в сокращении удельного расхода кокса и повышении производительности доменной печи за счет стабилизации хода плавки.
Сущность способа заключается в следующем.
Промывочные подачи вводятся в цикл загрузки доменной печи при необходимости очистки рабочего пространства доменной печи от «коксового мусора» (продуктов разрушения кокса) и тугоплавких флюсовых соединений. Целевыми зонами промывки, как правило, являются коксовая насадка и область малоподвижных материалов в центральной зоне печи («тотерман»), которые наиболее подвержены «замусориванию» мелкими фракциями кокса и заплавлению шлакофлюсовыми расплавами. Для размывания шлакофлюсовых соединений и растворения «коксового мусора» состав промывочных смесей выбирается таким, чтобы при нагреве промывочные смеси образовывали расплав с усиленными моющими свойствами, то есть, высокоагрессивный расплав. Поэтому, попадание такого расплава в пристеночную зону может иметь ряд негативных последствий, указанных в описании прототипа, в том числе, сход гарнисажа и тяжелые расстройства хода доменных печей. Попадание промывочной смеси в пристеночную зону обусловливается особенностями формирования профиля засыпи при выгрузке на поверхность шихты в печи: при падении потока шихтовых материалов на поверхность засыпи образуется кольцевая фигура трапецеидального поперечного сечения с откосами в виде наклонных поверхностей в направлении периферии и оси печи. Как правило, угол откоса поверхности засыпи шихты к периферии меньше, чем к оси. После падения шихтовых материалов на поверхность засыпи дальнейшее перемещение их по поверхности и распределение массы шихты происходит самопроизвольно под действием силы тяжести и сил сопротивления (силы трения, воздействие газового потока). Падающий на эту поверхность засыпи поток шихты частично направляется к периферии доменной печи, а частично - к оси. Математическое моделирование процесса загрузки доменных печей, оснащенных БЗУ, показало, что при загрузке порции шихты (в том числе, промывочной порции) в промежуточную зону колошника в пристеночную зону могут попасть значительные массы промывочных материалов. Применяемые в известном способе [патент RU 2343199] приемы, предназначенные для предотвращения попадания промывочной смеси в пристеночную зону, в виде загрузки этой смеси в среднюю часть порции на конвейере (на доменной печи с конвейерной доставкой шихты на колошник) или загрузка промывочной смеси в составе второго скипа железорудной части подачи (на доменной печи со скиповой доставкой шихты на колошник), в данном случае, неэффективны. Известно, что эти приемы при загрузке доменных печей применяются для ограничения попадания окатышей на периферию колошника, при этом на доменных печах с БЗУ достигается снижение содержания окатышей в пристеночной зоне на 5 – 10% (абс.) по отношению к среднему содержанию окатышей в шихте, но не исключает их полного отсутствия и содержание этого компонента в пристеночной зоне в зависимости остается в пределах 60 - 70% (отн.) от среднего содержания его в шихте. На доменных печах с конусным загрузочным устройством при загрузке окатышей во второй скип железорудной части подачи снижение содержания окатышей не превышает 3 – 7% (абс.). Поэтому для предотвращения самопроизвольного ссыпания промывочной смеси в пристеночную зону эти способы являются неэффективными, так как, локально эрозия кладки шахты или нарушение режима гарнисажеобразования могут возникнуть даже при попадании относительно небольшого количества промывочной смеси к стенкам шахты из – за высокой агрессивности образующегося из нее расплава.
Задача предотвращения негативных последствий попадания промывочной смеси в пристеночную зону в заявляемом способе решается следующим образом. Шихтовые материалы после грохочения и дозирования загружаются в доменную печь в составе рабочих и промывочных подач, которые, в свою очередь, состоят из, соответственно, последовательно загружаемых рабочих коксовых и рабочих железорудных порций, и последовательно загружаемых коксовых промывочных порций и железорудных промывочных порций (порций промывочной смеси). Сформированные рабочие и промывочные порции после доставки их на колошник распределяются по площади колошника, при этом промывочная смесь загружается в промежуточную и осевую зоны. При выгрузке порций шихтовых материалов на колошник 50 - 100% масс коксовой и железорудной порций рабочей подачи, предшествующей в цикле загрузки промывочной подаче, выгружают в кольцевые зоны, расположенные на расстоянии 0,82 – 1,0 радиуса колошника от оси печи, а 90 – 100% массы железорудной порции промывочной подачи выгружают в промежуточную и осевую кольцевые зоны колошника, расположенные на расстоянии до 0,82 радиуса колошника от оси печи.
Дополнительно при необходимости уменьшения количества промывочной смеси, попадающей в периферийную зону, по п. 2 заявляемого способа 50 – 100% массы коксовой порции промывочной подачи выгружают в кольцевые зоны, расположенные на расстоянии 0,57 – 1,0 радиуса колошника от оси печи.
Как правило, при загрузке шихтовых материалов бесконусными загрузочными устройствами (БЗУ) в систему управления вводится 10 – 15 угловых положений лотка. Для уточненного расчета показателей распределения шихтовых материалов площадь колошника дополнительно разбивается на кольцевые зоны, количество которых, как правило, соответствует количеству угловых положений лотка (или на 1 меньше количества угловых положений - применяется в том случае, когда траектория движения шихты при выгрузке в крайнем периферийном положении лотка направлена в точку пересечения поверхности засыпи со стенкой колошника). При этом считается, что траектория движения потока шихты, выгружаемой в данном угловом положении лотка, пересекается на поверхности засыпи со средней линией соответствующей кольцевой зоны (кольцевой зоны с соответствующим номером).
Для приближенной оценки показателей распределения шихтовых материалов и газового потока колошник доменной печи условно разбивается на три укрупненные кольцевые зоны: периферийную, промежуточную и осевую, площадь каждой из которых составляет 1/3 площади колошника. Соответственно ширина периферийной кольцевой зоны составляет 0,18 R, промежуточной – 0,24 R, осевой - 0,58 R. Если общее количество угловых положений кратно 3, то делением на 3 соответствующие угловые положения и соответствующие им кольцевые зоны, относятся соответственно, к периферийной, промежуточной и осевой зоне. Если общее количество угловых положений зон не кратно 3, то считается, что в некоторых угловых положениях масса выгружаемого материала распределяется между двумя смежными кольцевыми зонами в соотношении 1/3 : 2/3 (или, наоборот, 2/3 : 1/3). Например, для условной оценки массы материала, выгружаемой какую – либо кольцевую зону колошника при наличии 10 рабочих угловых положениях лотка можно считать, что в периферийную кольцевую зону выгружается 100% массы материалов, выгружаемой в 10 - м, 9 – м и 8 – м угловых положениях, а также 1/3 массы материалов, выгружаемой в 7 – м угловом положении. В промежуточную зону колошника выгружается 2/3 массы шихты, выгружаемой в 7 – м угловом положении, 100% массы, выгружаемой в 6 – м и 5 – м угловых положениях лотка, а также 2/3 массы, выгружаемой в 4 – угловом положении. 100% материалов, выгружаемых в угловых положениях 1, 2, 3, а также 1/3 массы шихты, выгружаемой в 4 – м угловом положении лотка, выгружаются в осевую зону.
В соответствии с заявляемым способом 50 - 100% масс коксовой и железорудной порций рабочей подачи, предшествующей в цикле загрузки промывочной подаче, выгружают в кольцевые зоны, расположенные на расстоянии 0,82 – 1,0 радиуса колошника от оси печи, а 90 – 100% массы железорудной порции промывочной подачи выгружают в промежуточную и осевую кольцевые зоны колошника, расположенные на расстоянии 0 - 0,82 радиуса колошника от оси печи.
Дополнительно при необходимости уменьшения количества промывочной смеси, попадающей в периферийную зону, по п. 2 заявляемого способа 50 – 100% массы коксовой порции промывочной подачи выгружают в кольцевые зоны, расположенные на расстоянии 0,57 – 1,0 радиуса колошника от оси печи.
Загрузка 50 - 100% масс коксовой и железорудной порций рабочей подачи, предшествующей в цикле загрузки промывочной подаче, в кольцевые зоны, расположенные на расстоянии 0,82 – 1,0 радиуса колошника от оси печи (в целом, представляющие собой довольно узкое пристеночное кольцо), формирует в этих зонах слой в виде кольцевого вала, высота которого зависит от количества выгруженного в эту зону материала. При этом профиль поверхности засыпи в периферийной и непосредственно в пристеночной зоне повышается по отношению к уровню засыпи в промежуточной и осевой зонах. Такая конфигурация поверхности засыпи препятствует ссыпанию промывочной смеси к стенкам колошника при выгрузке промывочной порции в доменную печь. На образовавшийся профиль выгружается коксовая порция промывочной подачи, а затем 90 – 100% массы железорудной порции промывочной подачи выгружают в промежуточную и осевую кольцевые зоны колошника, расположенные на расстоянии 0 - 0,82 радиуса колошника от оси печи. Благодаря направленному распределению масс порций подачи, предшествующей промывочной подаче, формируется профиль засыпи, который препятствует ссыпанию промывочной смеси к стенкам колошника при выгрузке промывочной порции в доменную печь.
Образующийся после выгрузки порций шихтовых материалов профиль оценивается по результатам математического моделирования или путем измерения (сканирования) профиля при наличии соответствующих технических средств в составе АСУ ТП.
Если после реализации п. 1 заявляемого способа по результатам математического моделирования сколь – нибудь технологически значимое количество промывочной смеси все же будет попадать в пристеночную зону печи и/или это будет выражаться в повышении температуры кладки шахты и/или заплечиков, реализуется п. 2 заявляемого способа - 50 – 100% массы коксовой порции промывочной подачи выгружают в кольцевые зоны, расположенные на расстоянии 0,58 – 1,0 радиуса колошника от оси печи.
Таким образом, направленное формирование профиля засыпи с повышением уровня засыпи непосредственно в пристеночной зоне обеспечивает предотвращение попадания промывочной смеси и образующихся из нее агрессивных расплавов к стенкам печи, и, тем самым, способствует повышению стойкости шахты, заплечиков и воздушных фурм, стабилизации теплового состояния пристеночной зоны и условий гарнисажеобразования, что в технико – экономических показателях выражается в сокращении удельного расхода кокса и повышении производительности доменной печи за счет стабилизации хода плавки.
Пример реализации способа по п. 1. Опробование способа осуществлялось на ДП № А объемом 2700 м3, оборудованной бесконусным загрузочным устройством (БЗУ).
До опробования цикл подач состоял из 8 рабочих подач: 8 К1СМ1.
Масса рабочих железорудных порций составляла 52 т, масса промывочной железорудной порции 26 т. Рудная нагрузка 3,9. Уровень засыпи 1,5 м.
В процессе работы в базовом периоде обнаружились типичные признаки «замусоривания» коксовой насадки, выражавшиеся в снижении расхода дутья, увеличении нижнего перепада давления, нестабильности масс чугуна и шлака при выпуске из разных леток. Для промывки коксовой насадки от «коксового мусора» и тугоплавких флюсовых соединений в цикл загрузки была введена промывочная порция с пониженной основностью (0,63 ед.).
Программа распределения масс порций в базовом периоде (таблица 1).
Таблица 1
| Вид порции | Периодичность загрузки | № углового положения лотка | |||||||||
| 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | ||
| Количество выгружаемого материала, % | |||||||||||
| К1 | 1/8 | 15 | 15 | 15 | 18 | 20 | 17 | ||||
| К1 | 7/8 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 12 | 8 | |||
| СМ1 | 8/8 | 17 | 16 | 15 | 16 | 15 | 12 | 9 |
На период опробования программа распределения порций была сформирована в соответствии с п. 1 формулы заявляемого способа.
Программа распределения массы порций на этапе опробования 1 (таблица 2).
Таблица 2
| Вид порции | Периодичность загрузки | № углового положения лотка | |||||||||
| 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | ||
| Количество выгружаемого материала, % | |||||||||||
| К1 | 1/8 | 15 | 15 | 15 | 18 | 20 | 17 | ||||
| К1 | 5/8 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 12 | 8 | |||
| СМ1 | 6/8 | 17 | 16 | 15 | 16 | 15 | 12 | 9 | |||
| К1 | 1/8 | 28 | 20 | 10 | 10 | 8 | 8 | 8 | 8 | ||
| СМ1 | 1/8 | 30 | 20 | 9 | 9 | 8 | 8 | 8 | 8 | ||
| К2 | 1/8 | 20 | 25 | 25 | 30 | ||||||
| СМ2 | 1/8 | 33 | 34 | 33 |
В таблицах 1 и 2 приняты следующие обозначения:
К1 - рабочая коксовая порция (13,3 т); СМ1 – рабочая железорудная порция (52,0 т); К1 - коксовая порция подачи, предшествующей промывочной (13,3 т); СМ1 – железорудная порция подачи, предшествующей промывочной (52,0 т); К2 - коксовая порция промывочной подачи (13,3 т); СМ2 - железорудная порция промывочной подачи (26 т).
Согласно расчетным данным при реализации способа по п. 1 количество промывочной смеси в пристеночной зоне составляло 0,10 – 0,25 т, что соответствовало толщине слоя этой смеси в пристеночной зоне на уровне 0,01 – 0,02 м.
Основные технологические параметры на ДП № А объемом 2700 м3 до и в период опробования заявляемого способа приведены в таблице 3.
Таблица 3
Основные технологические параметры на ДП № А объемом 2700 м3 до и в период опробования заявляемого способа
| № п/п | Наименование технологического параметра | Ед. измерения | До опробования | В период опробования |
| 1 | Производство чугуна | т/сут | 6400 | 6700 |
| 2 | Удельный расход кокса | кг/т чугуна | 411 | 408 |
| 3 | Расход дутья | м3/мин | 4600 | 4830 |
| 4 | Верхний перепад | кг/см2 | 0,36 | 0,33 |
| 5 | Нижний перепад | кг/см2 | 1,29 | 1,20 |
| 6 | Температура колошникового газа | ºС | 131 | 123 |
| 7 | Температура периферийных газов | ºС | 88 | 78 |
| 8 | Среднеквадратическое отклонение массы | ºС | 19 | 18 |
| 9 | Основность шлака | ед. | 1,0 | 1,0 |
| 10 | Расход природного газа | м3/т чугуна | 119 | 121 |
| 11 | Содержание Fe в шихте | % | 61 | 61 |
| 12 | Среднеквадратическое отклонение массы чугуна на выпуске | т | 193 | 157 |
Технологическая оценка работы доменной печи № А в период опробования заявляемого способа (таблица 3) показала улучшение газодинамических параметров - увеличение расхода дутья, уменьшение нижнего перепада давления, а также стабилизацию массы выпускаемого чугуна, что, в конечном итоге, обусловило улучшение технико – экономических показателей работы – увеличение производства чугуна и снижение удельного расхода кокса.
Пример реализации способа по п. 1. и п. 2.
Опробование способа осуществлялось на ДП № В объемом 3200 м3, оборудованной БЗУ. До опробования цикл подач состоял из 10 рабочих подач: 10 К1СМ1.
Программа распределения масс порций в базовом периоде (таблица 4)
Таблица 4
| Вид порции | Периодичность загрузки | № углового положения лотка | ||||||||||
| 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | ||
| Количество выгружаемого материала, % | ||||||||||||
| К1 | 1/10 | 15 | 20 | 20 | 20 | 25 | ||||||
| К1 | 7/10 | 10 | 17 | 15 | 15 | 16 | 17 | 10 | ||||
| СМ1 | 8/10 | 13 | 14 | 14 | 14 | 14 | 13 | 13 | 5 |
Масса рабочих железорудных порций составляла 60 т, масса промывочной железорудной порции 30 т. Рудная нагрузка 3,95. Уровень засыпи 1,25 м.
В процессе работы в базовом периоде обнаружились признаки «замусоривания» коксовой насадки, выражавшиеся в снижении расхода дутья, увеличении нижнего перепада давления, нестабильности масс чугуна и шлака при выпуске из разных леток.
Для промывки коксовой насадки от «коксового мусора» и тугоплавких флюсовых соединений в цикл загрузки была введена промывочная порция с пониженной основностью (0,63 ед.).
На первом этапе опробования программа распределения порций была сформирована в соответствии с п. 1 формулы заявляемого способа.
Программа распределения массы порций на этапе опробования 1 (таблица 5)
Таблица 5
| Вид порции | Периодичность загрузки | № углового положения лотка | ||||||||||
| 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | ||
| Количество выгружаемого материала, % | ||||||||||||
| К1 | 1/10 | 15 | 20 | 20 | 20 | 25 | ||||||
| К1 | 7/10 | 10 | 17 | 15 | 15 | 16 | 17 | 10 | ||||
| СМ1 | 8/10 | 13 | 14 | 14 | 14 | 14 | 13 | 13 | 5 | |||
| К1 | 1/10 | 45 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | |||||
| СМ1 | 1/10 | 50 | 25 | 15 | 10 | |||||||
| К2 | 1/10 | 10 | 15 | 25 | 25 | 25 | ||||||
| СМ2 | 1/10 | 10 | 15 | 25 | 25 | 15 | 10 |
В таблицах 4 и 5 приняты следующие обозначения:
К1 - рабочая коксовая порция (15,2 т); СМ1 – рабочая железорудная порция (60,0 т); К1 - коксовая порция подачи, предшествующей промывочной (15,2 т); СМ1 – железорудная порция подачи, предшествующей промывочной (60,0 т); К2 - коксовая порция промывочной подачи (7,6 т); СМ2 - железорудная порция промывочной подачи (30 т).
Согласно расчетным данным при реализации способа по п. 1 количество промывочной смеси в пристеночной зоне составляло 1,0 – 1,2 т, что соответствовало толщине слоя этой смеси в пристеночной зоне на уровне 0,08 – 0,10 м.
Основные технологические параметры на ДП № В объемом 3200 м3 до и на различных этапах опробования заявляемого способа приведены в таблице 6.
Несмотря на явные признаки наличия «моющего» эффекта промывочных подач и улучшения газопроницаемости и диффузионной способности коксовой насадки (повышение расхода дутья, уменьшение нижнего перепада давления, стабилизацию массы выпускаемого чугуна), отмечено повышение температуры периферийных газов - в
Таблица 6
Основные технологические параметры на ДП № В объемом 3200 м3 до и в различные периоды опробования заявляемого способа
| № п/п | Наименование технологического параметра | Ед. измерения | До опробования | В период опробования | |
| Этап 1 | Этап 2 | ||||
| 1 | Производство чугуна | т/сут | 8100 | 8180 | 8190 |
| 2 | Удельный расход кокса | кг/т чугуна | 402 | 400,5 | 400 |
| 3 | Расход дутья | м3/мин | 5900 | 6030 | 6050 |
| 4 | Верхний перепад | кг/см2 | 0,39 | 0,43 | 0,45 |
| 5 | Нижний перепад | кг/см2 | 1,44 | 1,38 | 1,35 |
| 6 | Температура колошникового газа | ºС | 121 | 113 | 111 |
| 7 | Температура периферийных газов | ºС | 93 | 111 | 89 |
| 8 | Среднеквадратическое отклонение массы | ºС | 17 | 28 | 15 |
| 9 | Основность шлака | ед. | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| 10 | Расход природного газа | м3/т чугуна | 125 | 127 | 125 |
| 11 | Содержание Fe в шихте | % | 61 | 61 | 61 |
| 12 | Среднеквадратическое отклонение массы чугуна на выпуске | т | 234 | 117 | 112 |
среднем на 18 ºС и увеличение разброса показаний периферийных термопар, что свидетельствовало об ухудшении и нестабильности состояния гарнисажного слоя шахты. Ухудшение состояния гарнисажа могло быть вызвано попаданием некоторого количества промывочной смеси в пристеночную зону и размыванием гарнисажа. Для предотвращения нестабильности и уменьшения толщины гарнисажного слоя заявляемый способ на втором этапе опробования был реализован в полном объеме - по п. 1 и п. 2.
На втором этапе опробования программа распределения порций была сформирована в соответствии с п. 1 формулы заявляемого способа (таблица 7).
В таблице 7 приняты следующие обозначения:
К1 - рабочая коксовая порция (15,2 т); СМ1 – рабочая железорудная порция (60,0 т); К1 - коксовая порция подачи, предшествующей промывочной (15,2 т); СМ1 – железорудная порция подачи, предшествующей промывочной (60,0 т); К2 - коксовая порция промывочной подачи (7,6 т); СМ2 - железорудная порция промывочной подачи (30 т).
В соответствии с результатами расчетов при реализации заявляемого способа по п. 1 и п. 2 формулы изобретения, масса промывочной смеси в пристеночной зоне уменьшилась до 0 – 0,2 т, то есть, уровня, не оказывавшего влияния на состояние гарнисажного слоя шахты и тепловое состояние пристеночной зоны доменной печи.
Таблица 7
Программа распределения массы порций на этапе опробования 2.
| Вид порции | Периодичность загрузки | № углового положения лотка | ||||||||||
| 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | ||
| Количество выгружаемого материала, % | ||||||||||||
| К1 | 1/10 | 15 | 20 | 20 | 20 | 25 | ||||||
| К1 | 7/10 | 10 | 17 | 15 | 15 | 16 | 17 | 10 | ||||
| СМ1 | 8/10 | 13 | 14 | 14 | 14 | 14 | 13 | 13 | 5 | |||
| К1 | 1/10 | 45 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | |||||
| СМ1 | 1/10 | 50 | 25 | 15 | 10 | |||||||
| К2 | 1/10 | 10 | 15 | 10 | 15 | 20 | 20 | 10 | ||||
| СМ2 | 1/10 | 10 | 15 | 25 | 25 | 15 | 10 |
Технологическая оценка работы доменной печи № В в этапе опробования 2 (таблица 7) заявляемого способа показала улучшение газодинамических параметров (увеличение расхода дутья, уменьшение нижнего перепада давления, стабилизацию массы выпускаемого чугуна) без ухудшения состояния гарнисажа и ограждения шахты доменной печи, что способствовало улучшению технико – экономических показателей - увеличению производства чугуна и снижению удельного расхода кокса.
1. Способ загрузки промывочных и рабочих подач в доменную печь, включающий грохочение и дозирование шихтовых материалов, формирование порций рабочих подач, состоящих из последовательно загружаемых рабочих коксовых и рабочих железорудных порций, и промывочных подач, состоящих из последовательно загружаемых промывочных коксовых порций и промывочных железорудных порций, доставку их на колошник, выгрузку и распределение порций рабочих и промывочных подач на колошнике и загрузку в доменную печь, отличающийся тем, что 50-100% массы коксовой и железорудной порций рабочей подачи, предшествующей в цикле загрузки промывочной подаче, выгружают в кольцевые зоны, расположенные на расстоянии 0,82–1,0 радиуса колошника от оси печи, а 90–100% массы железорудной порции промывочной подачи выгружают в промежуточную и осевую кольцевые зоны колошника, расположенные на расстоянии до 0,82 радиуса колошника от оси печи.
2. Способ загрузки промывочных и рабочих подач в доменную печь по п. 1, отличающийся тем, что 50–100% массы коксовой порции промывочной подачи выгружают в кольцевые зоны, расположенные на расстоянии 0,58–1,0 радиуса колошника от оси печи.
