Способ загрузки шихтовых материалов в доменную печь

О ледующим о 1 ра-. з ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Западно-Сибирский металлургический .,комбинат им. 50-летия Великого Октября иДнепродзержинский индустриальный институт им, М.И.Арсеничева(56) Авторское свидетельство СССРМ 749897., кл. С 21 В 5/00, 1978.(57) Изобретение относится к доменному.производству и может применяться при эаИзобретение относится к черной металлургии, а именно к способам загрузки и распределения материалов на колошнике доменной печи.Целью изобретения является снижение" удельного расхода кокса и повышение производительности путем повышения использования восстановительной способности газа.На. фиг. 1 представлен график измейения газодинамического сопротивления смесей кокса с мелкими фракциями агломерата, 5-(10-50) мм; на фиг. 2 - график изменения гаэодинамического сопротивления смесей кокса с крупными фракциями агломерата, (100-50) мм.Способ осуществляют с грузке шихтовых материалов в доменные печи, Цель изобретения - снижение удельного расхода кокса и повышение производительности путем повышения использования восстановительной способности газа. Перед загрузкой шихтовых материалов в печь из агломерата предварительно . выделяют фракции 5 - (25 - 35) и более (25 - 35) мм, Каждую из этих фракций загружают в скипы совместно с коксом, причем чередуют между собой либо скипы с крупным и мелким агломератом, либо, подачи, что позволяетувеличиватьотносительное.количест- . во рудных материалов в центральной зоне печи, не снижая газопроницаемости этой зоны, что повышает степень использования восстановительной способности газа. 2 ил., 1 табл,Иэ агломерата предварительно выделяют фракции крупностью 5-(25-35) и(25-35) мм, каждую из которых загружают в скипы совместно с коксом и чередуют внутри подач скипы, содержащие мелкий агломерат и скипы, содержащие крупный агломерат, или чередуют между собой подачи с мелким агломератом и подачи с крупным агломера-, том.Разделение агломерата на фракции.5 - (25 - 35) мм и(25-35) мм обосновано результатами экспериментов, проведенных на лабораторной установке.Исследования проводились на установке, выполненной в виде цилиндра с внутренним диаметром 300 мм и высотой 750 мм, имеющего в нижней части штуцер для подвода дутья. Полость цилиндра в месте подвода отделена металлической сеткой от рабочего пространства, заполняемого смесьюматериалов, Замер давления в подсеточномпространстве цилиндра осуществляют с помощью водяного манометра, что дает представление о величине потери давления вслое материалов.Исследования проводились при неизменномм расходе воздухасоответствующемприведенной скорости 0,9 м/с (в расчете на 10полное сечение цилиндра), что обеспечивает соблюдение условий автомодельности.Для исследования используют агломерат крупностью 5 - 60 мм и кокса 40 - 80 мм,В разных сериях экспериментов агломерат 15рассеивают на мелкую и крупную фракции:5 - 10 и 10 мм, 5 - 10 и 20 мм, 5 - 25 и 25мм, 5-30 и ЗО мм, 5-35 и 35 мм,5 - 40 и,40 мм, 5 - 50 и 50 мм, Каждую из перечисленных фракций смешивают с коксом в разном количественном соотношении пообъему и Определяют газодинамическое сопротивление получаемых смесей, При этомпроцентное содержание агломерата в смеси изменяют от 20 до 800 ь через каждые 2520,Опыты проводят в следующем порядке.Вначале готовят смесь кокса с мелкойфракцией агломерата 5-10 мм, содержаниекоторой в смеси составляет 20по объему. 30Смесь загружают в установку, продуваютвоздухом и определяют потерю давления вслое. Аналогичные измерения выполняютдля смесей, в которых содержание агломерата фракции 5 - 10 мм составляет 40, 60 и 35800. Затем в таком же количественном соотношении смешивают с коксом крупнуюфракцию агломерата,10 мм и определяютдля этих смесей потерю давления в слое.Аналогичным образом измеряют газодинамическое сопротивление мелких икрупных фракций других размеров.Результаты этих исследований приведены на фиг, 1 и 2.Кривые на фиг. 1 построены для смесей 45кокса с мелким агломератом.По горизонтальной оси отложено процентное содержание агломерата в смеси пообъему, а по вертикальной - потеря давления дутья (Ь Р) в пересчете на 1.м высоты 50слоя, Цифры у кривых соответствуют фракциям разной крупности;1-5 - 10 мм; 2-5 - 20 мм; 3-5 - 25 мм;4-5 - 30 мм; 5 - 5 - 35 мм; 6 - 5 - 40 мм;7-5 - 50 мм. 5Приведенные кривые показывают, чтопри смешивании мелких фракций агломерата с коксом увеличение доли агломерата всмеси сопровождается увеличением ее газодинамического сопротивления. Эта закономерность усиливается с уменьшением крупности агломерата.Таким образом изменение количественного соотношения между коксом и мелкой фракцией агломерата в смеси в какой-либо, зоне печи позволяет существенно изменять газопроницаемость шихты в этой зоне, что обеспечивает эффективное управление газовым потоком. Причем эффективность такого управления повышается с уменьшением размеров мелкой фракции,На фиг. 2 приведены результаты исследования газопроницаемости смесей, составляемых из кокса и крупных фракций агломерата,На графике по горизонтальной оси отложено процентное содержание агломерата в смеси по объему, а по вертикальной - потеря давления дутья (Л Р) в пересчете на 1 м ВыСОты СЛОЯ.Цифры у кривых соответствуют фракциям:1-10 мм; 2-О мм; 3-25 мм;4-30 мм; 5-35 мм; 6-40 мм;7-50 мм.Представленные кривые показывают, что увеличение доли агломерата в его смеси с коксом по разному влияет на газодинамическое сопротивление смеси в зависимости от крупности агломерата. Так при смешивании с коксом агломерата фракции 10 мм увеличение его содержания в смеси сопровождается значительным ростом потери давления в слое, Эта зависимость ослабевает с увеличением крупности агломерата. При смешивании с коксом фракции 20 мм увеличение ее содержания в смеси сопровождается менее значительным ростом потери давления, чем при смешивании фракции 10 мм. При смешивании с коксом фракций крупнее 25 мм газодинамическое сопротивление слоя меняется незначительно с увеличением доли агломерата в смеси. Сущность способа загрузки требует соблюдения двух условий:1, Изменение количествЕнного соотношения кокса и мелкой фракции агломерата в их Смеси должно сопровождаться значительными изменениями газопроницаемости этой смеси,2. Изменение количественного соотношения кокса и крупной фракции агломератадолжно сопровождаться минимальным из 5 менением газопроницаемости смеси,Соблюдение первого из этих условийобеспечивает необходимую эффективностьуправления радиальным газораспределением в печи при применении предлагаемогоспособа загрузки,Соблюдение второго условия обеспечивает возможность подгрузки центральной зоны печи агломератом без снижения газо- проницаемости этой зоны.Анализ приведенных на фиг. 1 и 2 кривых позволяет считать, что такому оптимальному диапазону соответствуют пределы 25-35 мм. Значения граничного размера фракций в этом диапазоне обеспечивают разделение агломерата на такие крупную и мелкую фракции, смешивание которых с коксом обеспечивает выполнение рассмотренных выше условий, В частности, при смешивании крупной фракции с коксом изменения ее содержания в смеси не сопровождается значительными изменениями газопроницаемости смеси (фиг. 2). А при смешивании остающейся мелкой фракции с коксом изменение относительного количества этой фракции в смеси сопровождается значительными изменениями газопроницаемости смеси (фиг, 1). Согласно графику эти изменения гаэопроницаемости более значительны, чем, например, при смешивании кокса с фракцией 5 - 50 мм и, тем более, с агломератом, не подвергаемым рассеву на мелкую и крупную фракции.П р и м е р, Направляемый доменному цеху агломерат подвергают рассеву с выделением двух фракций, например 5 - 30 мм и30 мм, которые,загружают раздельно в приемные бункеры доменных печей.При загрузке печи изэтих двух фракций подают в скип совместно с коксом, что обеспечивает смешивание рудного и топливного компонентов.Загрузка обоих компонентов в скип может осуществляться одновременно и поочередно. При поочередной загрузке перемешивание железорудного сырья. с коксом происходит в процессе перегрузок этих материалов из скипа на малый конус, с малого конуса на большой и затем в печь. При одновременной подаче в скип агломерата и кокса их перемешивание в значительной мере происходит уже на стадии заполнения скипа.Один из вариантов реализации способа заключается в том, что в пределах подачи чередуют между собой скипы, содержащие мелкий агломерат с коксом и скипы, содержащие крупный агломерат с коксом. Изменение этой очередности позволяет осуществлять управление газовым потоком.Такая загрузка применяется как при режиме одновременного ссыпания в скип агломерата и кокса, так и при режиме их поочередного ссыпания.При режиме одновременного ссыпания управления газовым потоком осуществляют изменением очередности скипов с мелким и крупным агломератом, например:Ка Ка КА КА; Ка Ка КА Ка; КА Ка КА КА, При режиме поочередного ссыпания уп равление газовым потоком осуществляетсяпутем изменения очередности ссыпания в скип агломерата и кокса и изменения очередности скипов, содержащих мелкий и крупный агломерат, например:10 КККК; аа КК; КАКК.а аАА ККАА аКАА Преимущественно применяют системызагрузки, способствующие размещению крупного агломерата в относительно боль шем количестве в центре печи, а мелкого -в периферийной и промежуточной зонах.Другой вариант осуществления способазагрузки состоит в том, что мелкий и крупный агломерат подают в скипы совместно с 20 коксом, но не присутствуют в одной подаче,а загружаются в печь разными подачами, При этом подачи, содержащие мелкий агломерат, чередуют с подачами, содержащими крупный агломерат.25 Управление газовым потоком в этомслучае осуществляют путем изменения очередности подачи в скип агломерата и кокса, применяя цикличные системы загрузки типа:30Ь +аККК ААКК.ги + и и т,п.,35 где Ь, с, в, п - числа подач разного вида.При загрузке подач, содержащих:крупный агломерат, применяют системы загруз.ки, способствующие подгрузке центральной зоны печи агломератом, При за 40 грузке подач, содержащих мелкий агломерат, применяют системы, обеспечивающиеразмещение мелкого агломерата преимущественно в периферийной и промежуточной зонах,45 В течение трех суток на доменной печиполезным объемом 2000 м Западно-Сибирзского металлургического комбината им. 50 летия Великого Октября проводилисьопытные плавки с использованием предло 50, женного способа загрузки,Печь оборудована конвейерной подачей шихты к скипам.В шихту поступает агломерат ЭСМК,окатыши Лебединского ГОКа, руда желез 55 ная Таштагольская. Доля окатышей в рудной части шихты примерно 12;4, доля руды1710579 Прототип Раз еление ак ий по к пности, мм Единицаизмерения ПоказательЬ 5 - 37 и 37 5 - 25 и25 5-30 и 30 5 - 23 и 23 3 - 35 и 35 Произво- дительность:фактическая .приведеннаяРасход кокса:фактический приведенй 4507 т/сут 4461 4384 4600 4559 4461 4472 4537 То же 4502 4453 кг/т чТо же 435 421 422 420 421,5 429 При выполнении опытных плавок фракции агломерата крупностью 5 - 30 мм и 30мм загружают раздельно в приемные бункеры доменной печи, а при загрузке печи каждую из этих фракций подают в скип 5совместно скоксом и чередуют внутри подач скипы, содержащие смесь мелкого агломерата с коксом, и скипы смеси крупногоагломерата с коксом или чередуют междусобой подачи мелкого агломерата с коксом 10и подачи крупного агломерата с коксом,Для осуществления совместной загрузки рудного сырья и кокса в скип порции этихматериалов, набираемые в весовые воронки, уменьшают вдвое г о сравнению с обычной загрузкой.Окатыши и руду подают совместно смелким агломератом,В период исследований были опробованы режим одновременного ссыпания в скип 20рудного и топливного компонентов и режимпоочередной совместной подачи этих компонентов в скип.При одновременном ссыпании управление газовым потоком осуществляют чередованием внутри подач скипов, содержащихсмесь мелкого агломерата с коксом, и скипов смеси крупного агломерата с коксом.При этом применяют системы загрузки;Ка Ка КАКА; Ка КАКА КА; Ка КА КаКА, 30При поочередной подаче в скип агломерата и кокса чередуют между собой подачимелкого агломерата с коксом и подачи крупного агломерата с коксом, применяя цикличные системы загрузки; 35КККК АААА2 подачи и 1 подачааааа2 подачиККККи 2 подачиАА ККааааПрименение указанных систем загрузки в период исследований позволяет добиться благоприятного распределения газав печи. Сравнительные результаты испытаний способа представлены в таблице,Чередование подач с мелким агломератом и подач с крупным агломератом, а также чередование внутри подач скипов, содержащих мелкий агломерат с коксом, и 1;кипов, содержащих крупный агломерат с коксом, позволяет увеличить относительное количество рудной составляющей в центральной зоне печи, не снижая газопроницаемости шихты в этой зоне и не ослабляя здесь ин-. тенсивности газового потока. Тем самым удается сохранить ровный сход шихты и стабильную работу печи, обеспечивая в то же время повышение степени использования восстановительной способности газа в центральной зоне и в целом по печи.Увеличение доли рудного сырья в шихте, загружаемой в центральную зону, обеспечивает повышение степени использования. восстановительной способности газа в этой зоне и в целом по печи и снижение удельного расхода кокса на 2,1. Формула изобретения Способ загрузки шихтовых материалов в доменную печь, включающий загрузку кокса, железорудных материалов, окатышей и агломерата с фракцией ) 5 мм в скипы, подачу на колошник и распределение в печи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения удельного расхода кокса и повышения производительности путем повышения использования восстановительной способности газа, агломерат предварительно разделяют на фракции крупностью(25 - 35) мм и;,(25-35) мм, каждую из которых загружают в скипы совместно с коксом. и чередуют внутри подач скипы, содержащие мелкий агломерат, и скипы, содержащие крупный агломерат, или чередуют между собой подачи с мелким агломератом и подачи с крупным агломератом.1710579 10 Раэ еление ак ий по к пности, мм Показатель Прототип Единицаизмерения 5-37 и 37 152/8,9 136/8,0 141/8,3 127/7,5 152/8,9 145/8,5 кг/т ч/ф кг/т ч То жем/т чТо жекг./т ч 103,6 102 . 101 100 103 129 127 126 125 124 331 334 337 343 329 330 0,65 0,61 0,68 0,62 0,63 0,63 1097 1089 1093 1142 1126 1092 1,470,730,51, . 1,49 0,24 0,42 Ати1,59 0,31 0,36 1,52 0,45 0,33 1,41 0,63 0,41 1,49 0,47 0,19 Расход: сырой руды/доля металло- добавки известнякаприродного газакислородаВыходшлакаСодержание 9 вчугунеТемпература дутья Давление колошни"кового газаПростои Тихой ход 5-23 и 23 5-25 и 25 Продолжение таблицы 5-30 и 30 3 - 35 и 35% агламераао 8 сиесц Составитель С.ЯщенкоТехред М.Моргентал ректор О,Кундрик С,Кулаков е оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 312 Тираж Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5