Способ ведения доменной плавки

 

.;Р

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

k (») rpg()gg.

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22. 1 1.73 (21} 1970272/22-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.07.75 Бюллетень № 27 (45) Дата опубликования описания 04.11.75 (51) М. Кл..

С 21Ь 7/24. !

Государственный номнтет

Совета Инннстров СССР во делам нзооретеннй н открытнй (53) УДК 669.162.228.

° 5 (088.8) (72) Авторы И. H. Захаров, Г. М. Степин, С. В. Шаврин, Ю. В. Яковлев, изобретения В. М. Антонов, H. М. Крюков, А. А. Бужинский, Б. Л. Лазарев, В. С. Новиков и H. Н. Сажнев (71) Заявитель

Институт металлургии Уральского научного центра AH СССР (54) СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ДОМЕ!-!!1ОИ ПЛАВКИ

Изобретение относится к области доменного производства чугуна и может быть использовано при подаче дутья в домен ею печь, а также в шахтные печи цветной металлургии. 5

Известен способ доменной плавки, при котором изменение расхода производят или на всех фурмах одновременно или отдельно на каждой из фурм. Г!ри этом применяют пульсирующие и другие режимы подачи 10 дутья, в которых ограничивают в основном величину допустимых колебаний общего расхода и давления дутья.

Переменная подача дутья через отдельные фурмы повышает интенсивность горения !В кокса и восстановления окислов, способствует разрушению устойчивых каналов в слое цптхты, улучшает распределение газа го сечению печи и т. д.

Однако при осуществлении способа пере- 20 менной подачи дутья не учитывается режим работы печи, как противоточного аппарата, поэтому характер изменения расхода дутья на фурмах не согласован с закономерностями противоточной фильтрации !5 расплава и газа в объеме печи. Это приводит к снижению эффективности применения переменной подачи дутья, поскольку пропускная способность коксовой насадки, а следовательно, и производительность печи существенно снижаются при несогласованных изменениях расхода дутья, а при больших отклонениях принятого режима от оптимального ироизводительность печи может быть даже меньше, чем при равномер-; ной подаче дутья на каждую фурму.

1Ia фиг. 1 и 2 показана зависимость между скоростями потоков расплава 4 и газа Мl в доменной печи

5Uq

Vu+ М =Ъи„т (1)

%„ где lJ и Q/ — предельные скорости и. и (точки пересечения прямых 1, 2, 3, 4 и 5 с осями координат). На кривой 6 (см, фиг. 2), построенной по данным прямой 2 (см. фиг. 1) показано, что при одном и том же расходе жидкости средняя по периоду скорость газа (точка А) при

"неравномернои нагрузке насадки (в режимах, соответствующих топлам 7 и 8 кривой 6) больше возможной при постоянном расходе (точка 9). Однако в доменной печи отношение выходов шлака и газа 5 ((у ) является заданным параметU

W ром плавки, поэтому отмеченная выше возможность увеличения пропускной способности насадки реализуется только в том слу- щ

1 чае, если время работы фурмы с большим и малым расходами дутья (точки 7 и 8 на фиг. 2) выбрано так, что в среднем за

:весь период обеспечивается балансовое от.ношение выходов газа и шлака 9 . Напри-.. 15 мер, при черезмерно большом интервале времени работы фурмы с малым расходом дутья после отсекания шлака, накопленного в предшествующем периоде (с большим расходом дутья), насадка продолжительное щ время остается недогруженной. Напротив, при большом интервале работы фурмы с высокими скоростями газа в насадке накапливается недопустимое копичество расплава. Я

Пропускная способность насадки растет с увеличением диапазона изменения скоростей, однако, максимальная и минимальная величины расхода дутья на фурме в условиях доменной плавки Ограничень1. зд

Во избежание выноса шлака в верхние горизонты печи скорость Газа В насадке при максимальном расходе дутья на фурме не должна превышать 80-90% от предельной Я/ (см. фиг. 1). Допустимый мини- 35 .Ь мальныи расход дутья составляет 50-60% от среднего ere значения, так как экспери-. ментально установлено, что при дальнейшелл сокращении расхода набл1одается интенсивное обрушение материалов в очаг горения 4О и резкое понижение газопроницаемости фурменной зоны.

Для увеличения производительности печи и снижения расхода кокса предложено использовать переменную подачу дутья через отдельные фурмы с изменением расходов на каждой из них по величине и продолжительности, обеспечивающим оптимальные условия противоточной фильтрации расплава и газа в объеме печи. Для этого ® расход дутья изменя1от циклично на всех ф рмах по окружности печи, поочередно сокращая расход дутья на 50-60% на каждой из них или на 2-4 фурмах одновремен=но на время от 30 до 60 сек с продолжительностью цикла 5-20 мин.

При сокрашении расхода на К фурмах одновременно и поочередном обходе всех групп из К фурм цо окружности печи интер- щ валы времени работы каждой фурмы с большим t н мып1м 1 расходом дутья связаны соотношением (2) вытекаюшим из постоянства общего числа фурм на печи В . Это соотношение вместе с ограничением скорости (0,8-0,9 / ), с двумя уравнениями (1), записанными для периодов с большим и малым расходами дутья, и с уравнением баланса шлака (поступающего в насадку и стекающего с нее) в целом по периоду определяют оптимальное число одновременно прикрываемых фурм К и функции параметров плавки Ж

1I

U, У и степени сокращения расхода ц дутья па каждой группе фурм. Расчеты, проведенж1е с использованием данныхфиг. 1 показали, что в области обычных соотношений между скоростями газа и шлака (область 10 на фиг. 1) и при степени сокращения расхода дутья на 50% оптимальное число одновременно прикрываемых фурм К для большинства печей связано соотношениемм т. е, для всех слу-гаев К остается малым (порядка 1-4 фурмь1) .

Продо11жительность одного из интервалои, связанных соотношением (2), была определена по допустимому количеству шлака Q, накап1ливаемому в объеме насадки во время работы фурмы с большим расходом дутья

0,8И „У 3 = Ck = Н 0,5(, (4) где Н вЂ” допустимый уровень шлака;

0,5 — порозность кокса; — Относительная площадь сечения, занятая потоком расплава (; =0,2).

Уровень шлака не должен достигать холодных зон печи, т. е. подниматься на высоту Оолее чем 1--0,5 м, Тогда при средней предельной скорости газа Д/

31 около 5 м/сек и У = (0,2-0,3) . 10 4 (область 10 на фиг. 1) продолжительность интервала t составляет примерно

5-19 мин.

Используя соотношения (2) и (3), находим, что интервал времени работы фурмы с малым расходом дутья

478062

10 сек

30 сек

50-60%

Время перехода с одной фурмы на другую

70 сек

19 мин

1 шт

Предмет изобретения

45

К

2 1 ) равен, примерно, ft -К

30-60 сек. В этом случае общая продолжительность цикла Т (Т= $ + t. ) со1 2 ставляет 5-20 мин.

Найденный выше оптимальный режим цикла на каждой фурме осуществляется в предлагаемом способе поочередным сокращением дутья на группах из К фурм по ок-, ружности печи. При этом необходимая величина минимального расхода дутья (5060% от среднего уровня) и время работы фурмы в этом режиме устанавливаются непосредственно степенью прикрытия фурмы и временем работы ее в прикрытом состоянии.

Необходимый интервал работы фурмы с большим расходом дутья t (5-20 мин)

1 и величина расхода (обеспечивающая скорость в насадке равную 0,8-0,9 p ) уси танавливаются на каждой фурме автоматически в результате поочередного сокращения расхода дутья на всех остальных фурмах по окружности печи, причем только в том случае, если число одновременно прикрываемых фурм выбрано в соответствии с зависимостью (3), K = 11.—,4 фурмы, время работы фурмы с малым расходом дутья равно t (30-60 сек) и степень сокра2 щения расхода дутья 50%. При этом на всех фурмах создаются одинаковые, но смещенные во времени циклы изменения расхода дутья, соответствующие оптималь- ному режиму противоточной фильтрации расплава и газа в объеме печи, а продол жительность цикла изменения расхода дутья на каждой фурме совпадает со временем обхода всех групп одновременно прикрываемых фурм по окружности печи.

Для устранения колебаний давления дутья.и обеспечения равномерности схода шихты желательно совмещать по времени открытие и закрытие задвижек при переходе от одной группы фурм к другой, а изменение расходов производить постепенно в течение 10-30 сек и поочередно сокращать дутье на наиболее удаленных друг от друга фурмах.

Опытный вариант цикла был испытан на доменной печи Магнитогорского комбината, оборудованной дроссельными задвижками на 16 фурмах. Проверка проводилась при следующем режиме цикла:

Время прикрытия задвижки 30 сек

Выдержка в прикрытом 0 состоянии г

Открытие

Расход дутья на фурму при прикрытой задвижке

15 от среднего уровня

Общая продолжительность

Количество одновременно прикрываемых фурм

Очередность работы задвижек

25 (номера фурм) 1,8, 15, 11,2,9,16,7,14,5,12,6,134..

3, 10.

Разрыв по времени между открытием и

Зо закрытием задвижки при последовательном включении фурм обусловлен недостатками используемого регулирующего устройства.

При подаче дутья по приведенному режиму производительность печи увеличилась на

2,5%, расход кокса снизился на 2,9%.

Способ ведения доменной плавки путем изменения расхода дутья на фурмах, о тл и ч а ю шийся тем, что, с.целью повышения производительности и экономии кокса, расход дутья изменяют циклично на всех фурмах, снижая его на 1-4 фурмах

I на 40-50% от з;данного значения с периодом 10-60 сек и полной продолжитель» ности цикла 5-20 мин.

478062

Составитель Б.Рановский

Редактор Т.Фадеева Техред Н.Ханеева Корректор Л.Брахнинв

Заказ, Я, Изд. М Ц,у

Тираж Г!одписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, I13035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г 59, Бережковская наб., 24