Способ управления доменной печью

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН. 04 С 21 В 5/О Й НОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙГОСУДАРСТВ ПО ДЕЛАМ И ТЕНИ САНИЕ К ПАТЕНТ(46) 07.08,89 У 29 з колошвки иэодитель мате ник вышение про них чугуна, ости и рас уктов плав егированно т ширение сортаме ки (например, п го хромом чугун лучение ) дост счет вдуваемыхх материалов. урменны п. ф-лы гаются з зоны руд табл. ечи или Бюл,(71) Знститю де Решерш де ля Сидерюржи Франсэз (РВ.)(72) Жан-Алекс Мишари Люсьен де Сэн Мартэн (РК)(56) Леонидов Н. К, и Смежикова П.С.Вдувание в доменных печах при плавкеразличных реагентов, - М,". ЦНИИПИ,1965, с. 19, 20.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДОМЕНН 011 Н.ЧЬЮ(57) Изобретение .относится к областичерной металлургии, конкретно к управлению доменной плавкой. Цель изобретения - повышение производительности печи или по меньшей мере временное изменение состава продуктов плавки. Сущность изобретения состоит втом, что производительность печи исостав чугуна регулируют изменениемрасхода и вида рудных материалов в Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к управлению доменной плавкой.Целью изобретения является повышение производительности и по крайней мере временное изменение состава продуктов плавки.В доменную печь загружают шихтовые материалы через колошник, в фурменные зоны подают нагретое в возду 1500165 А измельченном виде с помощью транспортирующего агента (газа, жидкости) в фурменные эоны доменной печи или вблизи них. При этом поддерживаются неизменными газодинамические и термодинамические условия в доменной печи: общий дебит кислорода, газифицируемого в фурменных зонах, дебит и температура фурменных газов. Энергию, необходимую для восстановления и плавления вдуваемых в фурменную зону рудных веществ, привносят посредством изменения энтапьпии газового потока, вдуваемого через фурмы с использованием, например, плазмотроГ на, чем обеспечивается постоянство количества проплавляемых шихтовых ов, загруженных че следовательно, выпл хонагревателях дутье с регулируемым расходом, нагревом и составом. Одновременно в фурменные зоны или вблизи них вводят с .помощью транспортирующего агента (газа или жидкости) измельченные твердые окисленные или частично восстановленные рудные материалы, содержащие железо и/или другие чугунообразующие элементы.3 15001651 ри этом Оцдерыивают постоянным Обкий дебит кислорода, Вносимого В фурменные зоны, Включая приход его с дутьем, с восстанавливаемыми окислами рудных материалов, вводимых в фурменные зоны, а также кислород, транспортируемый указанными рудными материалами путем .Ввода В дутье и/или транспортирующих их газообраз О ных агентов азота и/или углеводородов при поддержании постоянным общего дебита фурменных газов, образующихся в печи изменением расхода ду,тья, одновременно с вводом указанных 15 компонентов, а необходимый расход энергии на восстановление и ппавление вводимых в фурменные зоны рудньх материалов обеспечивают изменением энтальпии фурменных газов. 2 ОСоблодение указанных условий позволяет обеспечить постоянство химического и тейлового потенциала образуощихся В единицу времени фурменных газОВ, необходимого для постоянства количества подаваемого из загружаемой через колошник шихты чугуна не, зависимо От расхода, рудных материалов, вдуваемых в фурменные зоны и, следовательно, возможность повышения 30 производительности печи при увеличении их расхода Кроме того, выбор Вдуваемых рудных материалов с содеркапиемтех или иньх чугунообразующих компочентов расширяет сортамент чу Гунов и в частности, дает воэмож но ст ь получения ле гира ванных хромом чугунов путем вдувания хромсодержащей руды В,чистом виде или в смеси с железной рудой, . 40Таким образом, изобретение позволяет без заметного нарушения обычного режима,доменной печи производить передельный или хромсодержащийлегированный чугун (или оба вида) в 45зависимости от вида вдуваемой руды, потребляя для этого только тепловую энергию, подаваемую От внешнего источника, и количество углерода, необходимое дпя науглероживания этого чу гун а. В таблице представлены характеристики работы доменной печи, оборудованной 28-ю фурмами.Как видно из таблицы (колонка 2), доменная печь при максимапьной интенсивности производит 600 т чугунаВ сутки при расходе кокса 450 кг/т чугуна и количестве сожженного коксапорядка 2700 т/с.При вдувании в фурмы железнойруды с гранулометрией менее 1 мм вколичестве 107 введенного железа поотношению к чугуну, произведенномув базовом периоде (из пихты, загруженной через колошник), производствочугуна составляет 6500 т/с (колонка 3 таблицы),Одновременно с этой подачей рудыв фурмы Вдувают подогретый, например, с помощью плазменных факеловвоздух с тем,. чтобы энергия, вносимая плазменными факелами, покрывалатеплопотребность восстановления иплавления руды, поданной в сопла,При этом общий расход дутья составляет 902 нм на 1 т чугуна, а еготемпература повышена до 1777 С. Этипараметры достигнуты путем регулиро -вания плазменных факелов таким образом, чтобы они могли подавать288 кВтфч полезной энергии на 1 тчугуна. Увеличение температуры дутьяпредусматривается для обеспечениятепловых затрат на восстановление иплавление вдуваемой руды,что позволяет сохранить температуру фурменныхгазов и исключить расходование металлургического кокса, необходимогодля обеспечения тепловых и химических потребностей при проплавке шихтовых материалов, загружаемых черезколошник в объеме базового периода.Вследствие этого, потреблениекокса на 1 т изготовленного чугунауменьшается более чем на 35 кг посравнению с базовым периодом, а количество сжигаемого кокса остаетсяпрактически неизменным, что обеспечивает проплавки шихтовых материалов,загружаемых через колошник,Подогрев воздуха, подаваемого нафурмы, можно достигнуть смешиваниемосновного потока воздуха, поступающего от воздухонагревателей приУ1200 С, дополняя вспомогательный поток плазмогенного воздуха, доведенного до повышенной температуры посредством плазменных факелов. Учитывается также кислород, внесенный подаваемой рудой. Постоянство его дебита преимущественно поддерживается добавкой азота., которая в этом примере повышается до 103 нм на 1 т чугуна.5 15Общий расход дутья, подаваемогов фурмы, составляет 902 нмф на 1 тчугуна, а его температуру повышаютдо 1777 С, К этому потоку, подведенному извне, в зоне горения сопел добавляется газ, полученный при непосредственном восстановлении введеннойжелезной руды, что обеспечивает постоянство дебита фурменного газа,Добавка азота устраняет недостатки, свойственные эффекту обогащениякислородом воздуха, который имел быместо в фурменной зоне в ходе диссоциации введенных оксидов пр упрощен -ной реакцииГеО-ксРе + 1/20В колонке 4 таблицы степень вос -становления РеО составляет 50%, всоотношении 10 к чугуну, (массовыхединиц),4Количество сжигаемого кокса идентично в колонках 2 и 3.Так как руда предварительно восстановлена на 50%, ее тепловые потребности меньше, чем потребности необработанной руды,Полезная энергия, подаваемая фа -келами, уменьшается в этом случаедо 161 кВт.ч на 1 т чугуна. Добавкаазота также уменьшается до 51 нм3на 1 т чугуна, т.е, более чем на половину по сравнению с предыдущимслучаем.Общий расход иоданного газа, который увеличивается до 903 нм на1 т чугун а, примерно р авен р асходу,показанному. в таблице в колонке 3,а температура его ниже (1521 С), чтодостаточно для покрытия тепловыхпотребностей предварительно восстановленной руды без нарушения внутреннего функционирования доменнойпечи по отношению к загружаемым через колошник шихтовым материалам,так как параметры фурменного и колошникового газов идентичны их параметрам в базовом режиме.Режим, показанный в колонке 5таблицы, указывает на возможное увеличение производительности печи идоведение ее до 7000 т/сут, Этот результат достигается простым введением предварительно восстановленнойруды на 50% в количестве 20 вес,железа по отношению к чугуну.Изобретение в обцем виде применяется для подачи любого рудного мате -риала, содержащего оксиды чугунооб 00165 6разуюцих элементов, в частности хромовой руды или смеси с желеэосодержащими материалами (окалины, сварочного шлака, стальной мелочи).5В этом случае доменная печь работает как единый двухступенчатый реактор, каждая из ступеней которогоспециализируется в производстве разной продукции, обмениваясь материалами и теплотой беэ взаимных помех,нижняя ступень, а именно зона сопел,производящая хромсодержаций чугуниз введенной руды, и верхняя часть,обычным способом пронзводяцая основной чугун. Обе жидкие фазы собираются в горне и образуют легированныйхромом чугун.Использование изобретения позво ляет оперативно повышать производительность доменной печи и также оперативно переходить на выпуск необходимого сортамента чугуна в широкомдиапазоне.25формул а из обре т ения 1, Способ управления доменной печью, включающий подачу в печь дутья, З 0 нагретого в регенераторах, регулирование е го р асход а, ввод в фурменную зону или в районе ее твердых окисленных или частично восстановленныхрудных материалов, транспортируемыхгазообразными или жидкими агентами,о т л и ч а ю щ и й с ятем, что,с целью повышения производительностипечи или по меньшей мере временногоизменения состава продуктов плавки,4 О поддерживают постоянными общий приход кислорода, вносимого в фурменнуюзону дутьем, оксидами рудных материалов и агентами, транспортирующимирудные вещества, и общий приход га 45 зов, поступающих из нижней зоны доменной печи,2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью поддержания постоянным обцего прихода кис 50 лорода, в фурменную зону вводят азот,3. Способпоп. 2, отличающ и й с я тем, что вводимый в фурменную зону азот частично нагреваютгазовыми горелками.4, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью поддержания постоянным обцего прихода кислорода, в фурменную зону вводят углеводороды.1500165 ных веществ вводят хромсодержащуюруду или ее смесь с железной рудой,5. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве рудПоказатели режимов работы доменной печи при Базовыйрежим Характеристики введении восстановленной на 503 руды. вздуваниинеобработан-ной железной руды Производство чугуна,т/сутСтепень восстановлениявдуваемой руды, ХВведенное железо/чугун, Е 6507 6507 , 7000 6000 50 10 50 20 010 кг/т чугунаРасход кокса,ф т/сутУвеличение энтальпиивдуваемых в фурменнуюзону газов,кВтч/т чугунаРасход вводимого воздуха, нм/т чугунаРасход транспортирующегогаза, нм /т чугуна 2Общий расход вводимогогаза, нм/т чугунаТемпература общего ввоодимого газа, СКолошниковый газВыход, нм /чЭТемпература, .СТеплотворная способность, ккал/нмТеоретическая температурагорения фурменного газа, С 4142694 4142694 3952695 4502700 161 288 296 852 1016 799 738 94 103 1016 902 903 832 1521 1200 1777 1840 382550107 378870109 378870109 375410112 675 676 674 2254 2254 2254 2254 Составитель А.ДунаевТехред М,Ходанич Корректор М.Самборская Редактор Н.Лазаренко Заказ 4716/59 Тираж 530 Подписное ВНИИНИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5