Способ доменной плавки

ОПИС К ПАТЕНТУ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Яе Щ фдцочи вдуваемых96, и 0,16 -ов, содерредусматкислород рода вдуе аюсоба ь отходя- обеспечить ить расход Комитет Российской Федераци ю патентам и товарным знакам(73) Институт черной металлургии(54) СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ(57) Сущность изобретения: в предложенном словсобе расход топливных добавок поддерживают такиьл чтобы количество содержащегося в них угле(В) ИУ (11) 2001110(51) 5 С 21 В 5 00 2 да составляло 0,07 - 0,24 кг на 1 м з зов, содержащих кислород более Э1,05 кг на 1 м вдуваемых топливных газжащих кислород не менее 3%. Способривает также поддержание расходадутья в пределах 20 - 3.9 м на 1 кг углезваемых топливных добавок Примененпозволяет при вдувании в доменную пещих газов металлургических агрегатовстабильный нагрев и ход печи и уменьшкокса. 1 табл.Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для улучшения экологической обстановки на металлургических предприятиях путем утилизации отходящих газов, образующихся при сжигании топлив в металлургических агрегатах.Известен способ доменной плавки, включающий вдувание в фурмы продуктов горения Мьлбоникового газа с температурой 500-700 С, содержащих 9,75;6 СОг, 3,07 Н 20, 73-26 142 и 13,92 6 02, к которым добавляется холодный кислород в количестве, обеспечивающем температуру чугуна на выпуске 1510 С.Недостатками способа являются;- сложность системы подачи смеси кислорода и продуктов горения колошникового газа в фурмы доменной печи, обусловленная наличием смесителя и устройств для сжигания колошникового газа;- узость целевой функции способа, направленного на сохранение на постоянном уровне теплового состояния горна;- увеличение расхода кокса иэ-за затрат тепла на реакции газификации углерода углекислотой и парами воды, содержащимися в продуктах горения.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является известный способ доменной плавки, улучшающий экологическую обстановку на металлургическом предприятии, включающий вдувание в печь топливных добавок, обогащенного кислородом горячего дутья и очищенных от пыли отходящих газов металлургических агрегатов, в частности агломерационных газов, подаваемых на всас воздуходувной машины, Содержащиеся в отходящих газах оксиды серы и азота преобразуются внутри доменной печи, Сера поглощается шлаком, оксиды азота восстанавливаются до азота, который переходит в колошниковый гаэ.К недостаткам известного способа относятся:- перерасход кокса на реакцию газификации углекислоты, содержащейся в аглогаэах;- низкая стабильность теплового состояния доменной печи при изменении расхода вдуваемых отходящих газов,Целью настоящего изобретения является снижение расхода кокса на выплавку чугуна и повышение стабильности. теплового состояния печи.Поставленная цель достигается тем, что в способе доменной пдавки, включающем вдувание в печь топливных добавок, обога 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щенного кислородом горячего дутья и очищенных от пыли отходящих газов металлургических агрегатов. поддерживают расход углерода вдуваемых топливных добавок в пределах 0,07 - 0,24 кг/м вдуваемых отходязщих газов, содержащих кислород, и в пределах 0,16 - 1,05 кг/м вдуваемых отходящихзгазов, не содержащих кислород, а расход кислорода дутья при этом поддерживают в пределах 2,0-3,9 м /кг углерода вдуваемыхзтопливных добавок,Сущность заявляемого способа состоит в следующем.Очищенные от пыли отходящие газы металлургических агрегатов в смеси с технологическим кислородом подаются на всас воздуходувки, нагреваются до заданной температуры в воэдухонагревателях и через фурменные приборы вдуваются в доменную печь, В фурмы вдуваются также топливные добавки в виде природного газа, мазута, пылеугольного топлива или других заменителей кокса. При этом расходы кислорода на обогащение дутья и топливной добавки устанавливаются исходя иэ состава вдуваемых отходящих газов и из расчета минимизации расхода кокса в условиях стабильного теплового состояния горна, определяемого диапазоном теоретических температур горения топлива в фурменных зонах 1800-2300 С,С достаточной степенью точности отходящие газы металлургических агрегатов могут быть квалифицированы кэк не содержащие кислород, когда его содержание в них не превышает 3(например, отходящие газы воздухонагревэтелей), и содержащие кислород, в которых содержание кислорода превышает 3(например, аглогазы).При вдувании в доменную печь отходящих газов укаэанных типов минимизация расхода кокса на выплавку чугуна возможна только при определенных значениях расхода углерода топливных добавок на 1 м вдуваемых отходящих газов и при относительно узком интервале значений расхода кислорода дутья (вдуваемых отходящих газов и технологического кислорода) на 1 кг углерода топливных добавок, Конкретные значения этих расходов определили путем компьютерного эксперимента с помощью металлической модели доменного процесса, разработанной в МИСиС, В экспериментах использовали два крайних состава отходящих газов, содержащих (аглогазы) и не содержащих (дымовые газы воздухонагревателей) кислород:02 С 02 СО 302 МОх М 2Ф 1 17,0 5,0 0,7 0,03 0,01 остальноеМ 2 1,0 20,2 0,1 0,02 0,01 остальноеРезультаты экспериментов показали,что при различных дутьевых условиях доменной плавки для стабилизации тепловогосостояния печи и снижения расхода коксана выплавку чугуна расход углерода топливных добавок на 1 м вдуваемых отходящихзгазов должен поддерживаться в пределах0,07 - 0,24 кг, содержащих кислород, и в пределах 0,16-1,05 кг на 1 м отходящих газов,зне содержащих кислород, При этом суммарный расход кислорода дутья (отходящих газов и технологического кислорода) следуетподдерживать в пределах 2,0-3,9 м на 1 кгзуглерода топливной добавки (см. таблицу),При расходах углерода топливных добавок менее 0,07 кг на 1 м вдуваемых отходязщих газов, содержащих кислород, расходкокса на выплавку чугуна увеличивается, атемпература фурменных газов снижается задопустимый предел (1800" С), что приводитк похолоданию печи и делает ход ее неустойчивым. Повышение расхода углеродатопливных добавок сверх 0,24 кг на 1 мотходящих газов, содержащих кислород,вызывает рост теоретической температурыгорения топлива у фурм сверх 2300 С, чтонарушает стабильность теплового состояния и хода печи развития процессов возгонки монооксида кремния, ухудшениягазодинамических условий в нижней частипечи и других известных негативных явлений, приводящих в результате к резкомухудшению технико-экономических показателей плавки,При вдувании в печь отходящих газов,не содержащих кислород, расход углеродатопливных добавок на 1 м этих газов должен по описанным выше причинам поддерживаться в пределах 0.16-1,05 кг/м .зВ обоих случаях необходимым условиеобеспечения стабильности теплового состояния печи и заданных температурных условий в фурменной зоне (в интервалтемператур 1800-2300 С) является поддержание расхода кислорода дутья (технологического кислорода и вдуваемых отходящигазов) в интервале 2,0-3,9 м на 1 кг топливзных добавок. При этом расход кислороддутья близкий к нижнему пределу (2,0 - 2,м /кг С) поддерживается при вдуваниипечь отходящих газов, не содержащих кислород, и топливных добавок, незначительнвлияющих на теоретическую температургорения (мазут, пылеугольное топливо), Расход кислорода, близкий к верхнему предел(2,75-3.9 м /кг С), поддерживается при вдуванин отходящих газов, содержащих кислОрод, и топливных добавок значительн 5101520з2530У3540ме45ха4 50воУ55Уо влияющих на теоретическую температуру горения (например, природный гаэ).Предложенный способ, улучшая экологическую обстановку на металлургических предприятиях эа счет утилизации отходящих газов металлургических агрегатов, позволяет снижать расход кокса на выплавку чугуна и обеспечивать стабильный нагрев печи, что способствует поддержанию высокой производительности печи и высокого качества выплавляемого чугуна,Изобретение иллюстрируется следующими примерами,П р и м е р 1, Доменная печь М 1 Череповецкого меткомбината работает в базовом режиме на шихте, состоящей иэ агломерата, окатышей и руды в соотношении 65,7 о : 32,2 : 2,1 при вдувании природного газа в количестве 101 м /т чугуна и горячего (1150 С) дутья, обогащенного (до 28.6 ) кислородом, При этом теоретическая температура горения топлива у фурм равна 2140 С, а расход кокса составляет 448,3 кг/т чугуна.П р и м е р 2. Доменная печь М 1 Череповецкого комбината работает на той же шихте (пример 1) в режиме, соответствующем способу-прототипу. При этом в печь вдуваются аглогаэы и обогащенное кислородом дутье (28,6 ) с температурой 1150 С, Расход вдуваемых аглогазов составляет 670 м /т чугуна, а расход кокса 473,7 кг/т. Теоретическая температура горения 1790 С.П р и м е р 3. Та же доменная печь (пример 1) работает а аналогичных шихтовых условиях при вдувании смеси отходящих газов металлургических агрегатов (газы составов И. 1 и М 2) и технологического кислорода с температурой 1150 С, природного газа, мазута (87% С, 12 Н 2, 15) и пылеугольного топлива (90/ С, 4,5% Н 2, 0,5 Я, 5% золы) с расходами согласно изобретения при предельных значениях теоретической температуры горения (1800 и 2300 С) или близких к ним. Расходы вдуваемых отходящих газов, топливных добавок, кокса и кислорода дутья приведены в таблице.В сравнении с базовым способом доменной плавки, используемым на ЧерУЕ, работа доменной печи по предложенному способу обеспечивает экономию кокса не менее 1 и до 67 кг/т чугуна (в зависимости от вида вдуваемых отходящих газов и топливных добавок и поддерживаемой теоретической температуры горения) при стабильном тепловом состоянии печи и заметном улучшении эколо;ической обстановки на предприятия за счет исключения выбросов в атмосферу части отходящих га2001110 зов аглофабрики или воздухонагреватепей (56)ПатентЯпонии 1 х 1152-25830,С 21 В 5/06,доменных печей 1977 8 ид голлизмов добавки Раскод топ. ливнев добае ки,м кг/т наРасход откодяозтик газов, м /т чугуна Раскод дутьям /кг С доб Состав отходя щих газовПр гаэ Пр, гаэ Пр. газ Пр, газ мазут Формула изобретения спОсОБ дОменнОЙ плАВки, включающий вдувание в печь обогащенного кислородом горячего дутья, топливных добавок и очищенных от пыли отходящих газов металлургических агрегатов, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности теплового состояния печи и снижения расхода кокса, определяют содержание кислорода в отходящих газах и при содержании кислорода в них менее Зэ расход углеродатопливных добавок поддерживают в пределах 0,16 - 1.05 кг/м отходящих газов, азпри содержании кислорода более 3 - в,пределах 0,07 - 0,24 кг/м, при этом расходзкислорода в дутье поддерживают в пределах 2,0 - 3,9 м /кг углерода топливных добавок,Составитель И. КуруновТехред М,Моргентал Корректор Н, Ревская Редактор Тираж Подписное Н Г 1 О "Поиск" Рос патен та113035, Москва Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3112 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгооод ул Гагарина, 101 1800 2316 1805 2288 1804 2296 1804 2271 1800 2512 1800 2320 лзза 1 за 2 М 2 габа 1 мг за 2 М йаза 2 йа 2 1000 300 550 100 1150 450 665 250 1350 600 640 400 141 141 200 200 110 110 150 150 105 105 155 155 292 287 331 306 288 277 314 291 268 260 297 283 443 419 44 Э 381 449 419 445 389 447 420 448 406 0.08 024 0,19 1,05 0.06 0,21 0,19 0,52 0,07 0.16 0.16 О,Э 5 3,85 3,77 3,07 2.83 3,01 2,69 2.41 2.23 2.84 2. 75 2.13 2,03