Способ работы комплекса аглофабрика - доменный цех

Способ работы комплекса аглофабрика - доменный цех

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность: отходящие агломерационные газы очищают от пыли, измеряют их расход и содержание в них оксидов углерода и направляют на всас воздуховодных машин доменных печей, обогащают дутье кислородом, поддерживая его расход в дутье в пределах 3,51-4,3 м3на 1 м суммы (СО + СО), в аглогазах. Повышение производительности агломашин и снижение затрат топлива на выплавку чугуна обеспечивают , подавая 0,28-0,39 части кислорода обогащения в воздух, просасываемый через спекаемый слой аглошихты на агломашинах. При этом уменьшается выход отходящих аглогазоБ, снижается поступление в доменную печь азота и повышается калорийность колошникового газа. 1 з.п.ф-лы, 1ил., 3 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК (5l)5 С 21 В 5/00 С 22 В 1/00

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4935687/02 (22) 13.05.91 (46) 30-11,92. Бюл. К 44 (71) Московский институт стали и сплавов и Институт черной металлургии (72) И.Ф.Курунов, Ю.С.Карабасов, А.И.Агарышев, IO.Ñ.Þñôèí, С.Т.Плискановский, Н.М.Можаренко, Н.А.Гладков, С.Е.Бачинина, Н.П.Подберезный и В.И.Тимошенко (73) Московский институт стали и сплавов и Институт черной метал-, лургии .(56) Ефименко Г.Г. и рр. Металлургия чугуна. Киев. Выща школа, 1981, с.1Ь

Вегман E.Ô. и др. Теория и технология агломерации, М.: Металлургия, 1974, с.222-224.

Патент Японии 1 52-25830, кл. С 21 В 5/06, 1977. (54) СПОСОБ РАБОТЫ КОМПЛЕКСА АГЛОФАБРИКА — ДОМЕННЫЙ ЦЕХ р

М

ГОСУДАРСТВ Е Н НО Е. ПАТЕ НТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Изобретение относится к черной металлургии и может использоваться на металлургических заводах, имеющих в своем составе аглофабрику и доменный цех.

Известен способ работы комплекса аглофабрика - доменный цех, включающий производство агломерата на ыонвейерных агломашинах, очистку oTxG дящих аглогазов от пыли и вь6рос их в атмосферу через pbwoaye трубу, за,, БЫ,, 1778192 А1 (57) Сущность: отходящие агломерационные газы очищают от пыли, измеряют их расход и содержание в них оксидов углерода и направляют на всас воздуховодных машин доменных печей, обогащают дутье кислородом, поддерживая его расхол в дутье в пределах

3,51-4,3 м на 1 м суммы (СО + CO ), в аглогазах. Повышение производительности агломашин и снижение затрат топлива на выплавку чугуна обеспечивают, подавая 0,28-0,39 части кислорода обогащения в воздух, просасываемый через спекаемый слой аглошихты на агломашинах. При этом уменьшается выход отходящих аглогазов, снижается поступление в доменную печь азота и повышается калорийность колошникового газа. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 3 табл. грузку агломерата в доменные печи и выплавку в них чугуна с использованием горячего обогащенного кислородом дутья и топливных добавок.

Недостатками такого способа являются загрязнение атмосферы токсичными компонентами аглогазов, содержащимися в них в следующих количествах, мас. io .CO 0,5 2,0, 80g 0 01»

0,1, S0„ 0,003-0,007, Сп ч,8-8,0 а также невысокая производитель1778 Г92 ность агломашин, ограниченная сKoростью поступления кислорода в зону горения топлива в спекаемом слое.

Известен способ спекания аглошихт с использованием воздуха, обогащенного кислородом. При этом способе увеличивается скорость спекания, уменьшается количество отходящих аглогазов, упрощаетсп их очистка от пыли.

Недостатком такого способа является повышение стоимости агломерата, вызываемое применением кислорода, а также невысокая степень использования кислорода. При применении технологического кислорода для спекания и отсутствии подсосов воздуха в отходящем аглогазе содержится 26,63 p„„

Наиболее близким по технической . 20 сущности к предлагаемому является способ работы комплекса аглофабрикадоменный цех, включающий производство агломерата на конвейерных агломашинах, очистку отходящих газов от 25 пыли, подачу их -на всас.воздуходувных машин, обогащение дутья кислородом и проплавку агломерата в печах с получением чугуна. При этом ток сичные компненты аглогазов утилизи- 30 руются в доменном процессе, а сера переходит в доменный шлак.

Недостатком известного способа является отсутствие регламентации па- 5 раметров доменного дутья, что затрудняет поддержание стабильного хода печи с заданным нагревом, а также не позволяет полностью утилизировать все образующиеся аглогазы, что застав-щ ляет выбрасывать неиспользованные аглогазы, загрязняя атмосферу.

Целью изобретения является обеспечение стабильной работы доменных печей с заданным нагревом и полной утилизации отходящих аглогазов в доменных печах, а также повышение производительности агломашин и снижение затрат топлива на выплавку чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что в способе работы комплекса аглофабрика - доменная печь, включающем производство агломерата на конвейерных машинах, очистку отходящих аглогазов от пыли, полачу их на всас воздуходувных машин, загрузку и проплавку агломерата в доменных печах, согласно изобретению измеряют расход отходящих аглогазов, направляемых на всас воздуходувных машин, измеряют содержание в них оксидов углерода и регулируют расход кислорода на обогащение дутья поддерживая отношение поступающих в печь с дутьем кислорода (Ч ) и оксидов yrxiep рода (Чс ) в пределах 3,51-4,3м /м .

Поста вленна я цел ь дости гает ся также тем, что 0,28-0,39 расхода кислорода на обогащение дутья (Vo ) подают в воздух, просасываемый через спекаемый слой шихты на агломашинах.

На чертеже представлена схема ком- плекса аглофабрика - доменный цех, состоящего из одной агломашины и одной доменной печи.

Комплекс включает агломашину 1 с газоочисткой 2, эксгаустером 3, дымовой трубой .4 и доменную печь 5 с воздухонагревателями 6, воздуходувной машинок 7 и воздухозаборным устройством 8. Между эксгаустером

3, агломашиной 1 и всасом воздуходувной машины 7, соединенными дымовым боровом 9, расположено устройство 10 для конденсации и удаления влаги, содержащейся в аглогазах, и вентилятор 11 для подачи аглогазов на всас воздуходувки и преодоления гидравлических сопротивлений на пути аглогазов от эксгаустера ло воздуходувки.КислородопровоРЛ 2 служит для подачи кислорода на обогащение аглогазов, поступающих< на всас воздуходувной машины, и воздуха, просасываемого через спекаемый слой аглошихты. Для регулирования расхода кислорода, подаваемого в воздух, просасываемый через спекаемый слой, предусмотрены шибер 13 и средства измерения расхода кислорода. Предусмотрены также средства измерения расхода аглогазов, поступающих по борову 9 в воздуходувную машину, и средства измерения содержащихся в аглогазах оксидов углерода. Шиберы

14-16 предназначены для отсечения дымовой трубы от агломашины, агломашины от воздуходувной машины и воздухозаборного устройства от воздуходувной машины, соответственно. @ибер 17 отсекает воздухосборник от колпака 18 агломашины 1.

При работе комплекса в соответствии с изобретением отхорящие агломерационные газы, отсасываемые эксгаустером 3, очищаются от пыли в сис25

5 17781 теме газоочистки 2, осушаются в устройстве 10 и по дымовому борову 9 подаются вентилятором 11 на всас воздуходувной машины 1. По кислородопроводу 12 в боров 9 перед всасом возду5 ходувной машины 7 подается кислород для обогащения аглогазов. Обогащенная кислородом гвзовоздушная смесь подается воздуходувной ма1Î шиной 7 в доменную печь 5, куда она поступает нагретой в воздухонагревателях 6 до заданной температуры..

При этом дымовая труба 4 отсечена от дымового борова шибером 14, шифер 15

15 полностью открыт, а шибер 16 закрыт.

При работе комплекса без подачи кислорода в воздух, просасываемый через спекаемый слой аглошихты, ши- 20 бер 13 закрыт, а шибер 17 открыт. При подаче кислорода под колпак 15 агломашины t шибер 12 регулирует его расход, в шибер 17 при этом частично открыт. При просасывании через спекаемый слой технического кислорода шибер 17 закрыт полностью.

При работе агломашины во время остановки печи шибер 15 закрыт, а шибер 14 открыт и отходящие аглогазы 30 выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу. При работе доменной печи во время остановок агломашины шибер 15 закрыт, а шибер 16 открыт и в доменную печь подается воздушное дутье, поступающее в воздуходувную машину через воздухозаборник 8.

Подача 1004 отходящих агломерационных газов в доменную печь в качестве доменного дутья полностью иск- 4С лючает загрязнение атмосферы токсичными оксидами серы, углерода, азота и углекислотой, содержащимися в аглогазах. При нагреве аглогазов в воздухонагревателях доменных печей проис- 4! ходит окисление C0 ро СО, что повышает температуру доменного дутья или позволяет снизить расход топлива на нагрев воздухонагревателей. Углекислота и оксиды. азота отходяших агло- 51 газов в фурменной зоне доменной печи реагируют с углеродом кокса, образуя

С0 и азот. Оксиды серы реагируют с

СО, СО и Н доменных газов с образованием соединений, сера из которых 5с поглощается твердой фазой, а затем переходит в шлак.

Для обеспечения стабильного ровного хода доменной печи с получением

92 6 чугуна с заданными температурой и составом измеряют расход и состав агломерационных газов, flopRBBE ìûõ в, доменную печь, обогащают их кислородом и регулируют расход кислорода, поддерживая отношение поступающих в печь с дутьем кислорода и оксидов углерода в пределах 3,51-4,3 м /м

Регулирование расхода кислорода на обогащение дутья (аглогазов), подаваемого .в доменную печь, и поддержание указанного отношения (Voz /Чсо 1

K в пределах 3,51-4,3 м /и осуществляют, измеряя расход аглогазов в дымовом борове 9 до места ввода в него кислорода, а также контролируя содержание в аглогазах оксидов углерода (СО + СО ) и кислорода, используя для этого стандартные измерительные средства (сужающие устройства, дифманометры, гаяоанализаторы).

Путем компьютерного эксперимента с использованием математической модели доменного процесса установлено, что при расходе кислорода в дутье менее 3,51 и более 4,3 мз/и на 1 и з з оксидов углерода дутья температура фурменных газов (теоретическая температура горения) уменьшается ниже допустимого уровня (1800 С}, что вызывает снижение температуры продуктов плавки, повышение вязкости шлаков, ухудшает их pðåíàæ в горне, нарушает стабильный ход печи, что в итоге приводит к росту расхода кокса и снижению производительности печи.

° Нижний предел указанного отношения (3,51) работает при высоких температурах дутья, когда обогащение дутья кислородом приводит к росту расхода кокса и увеличению потребного количества кислорода для его сжигания. Верхний предел (4,3) работает при низких температурах дутья, когда обогащение дутья кислородом приводит к снижению расхода кокса и потребного для его сжигания кислорода.

В эксперименте использованы диапазон реально достижимых и применяемых значений температуры дутья (9001300 С) и полный спектр составов ото ходящих агломерационных газов, полученный расчетом на основе экспери-. ментальных данных спекания аглошихт с применением кислорода. Результаты ,компьютерного эксперимента и расчетов. приведены в табл.1 и 2.

1778192

О = (К+с1 + ПГ+ q„

- V x„+ с1 „) /29300, кг у. т. /т 30 где К, ПГ, V„, - соответственно расход кокса, природного газа и выход колошникового газа на 1 т чугуна; к 1м Чкг, 29300 - калорий ocTb указанных и условного топлив, кДж/кг, кДж/м

Минимальные затраты топлива на вы- 40 плавку чугуна достигаются при работе комплекса аглофабрика — доменный цех согласно изобретению, когда роля кисло-, рода обогащения, подаваемого в просасы-: ваемый воздух, составляет 0,28-0,39, Снижение затрат топлива на выплавку чугуна при обогащении воздуха спекания на агломашине кислородом связано с уменьшением прихода в доменную печь азота и ростом калорийности колошнико50 вого газа в связи с этим. Эта же причина (снижение прихода в печь азота с дутьем) вызывает одновременно увеличение расхода кокса, которое при росте доли кислорода на обогащение воздуха 55

С целью увеличения производительно- сти агломашин и снижения затрат. топли-", ва на выплавку чугуна, согласно изобретению 0,28-0,39 расхола кислорода, используемого для обогащения аглогазов по кислородопроводу 12, подают под колпак 18 агломашины 1 в просасываемый через спекаемую аглошихту

А воздух. Расхол этого кислорода (Чо ) регулируют с помощью шибера 13.

Оптимальные пределы доли кислорода обогащения, подаваемого в спекаемый слой (табл,3), определены путем математического моделирования доменной плавки с использованием данных табл.1. (количество аглогазов и их состав). Затраты топлива на выплавку чугуна (g ) рассчитаны в единицах условного топлива с учетом калорийности и количества образующихся в до- менной печи колошниковых газов, которые используются в качестве топлива на металлургическом заводе.

Расчет затрат топлива на выплавку чугуна произведен по формуле

20 спекания свыше 0,34-0,39 начинает превалировать над повышением калорийности колошникового газа и затраты топлива на выплавку чугуна начинают уве- личиваться.

Таким образом, использование изобретения позволяет улучшить экологическую обстановку на металлургическом заводе за счет полного исключения выбг роса в атмосферу отходящих агломерационных газов, обеспечить стабильную работу доменных печей с заданным уров" нем нагрева, повысить производительность агломерациойных машин и снизить суммарные затраты топлива на выплавку чугуна, Дополнителиный эффект от использования изобретения заключается в экономии топлива на нагрев воздухонагревателей или в повышении температу-, .ры дутья за счет сгорания содержащегося в аглогазах монооксида углерода, Формула изобретения

1. Способ работы комплекса аглофабрика - доменный цех, включающий производство агломерата на конвейерных агломашинах, очистку отхорящих газов от пылй, подачу их на всас воздуходув- ных машин, обогащение дутья кислородом и проплавку агломерата в печах с получением чугуна, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения стабильной работы доменных печей с заданным нагревом и полной утилизации отходящих аглогазов в доменных печах, измеряют расход аглогазов, содержание в них кислорода и оксидов углерода и регулируют расход кислорода на обогащение дутья, поддерживая отношение поступающих в печь с дутьем кислорода и оксилов углерода в пределах 3,51-4,3 м /мз.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что,с с целью повышения производительности агломашин и снижения затрат топлива на выплавку чугуна, 0,28-0,39 расхода кислорода обогащения подают в воздух, просасываемый через спекаемый слой на агломашинах.

1778192

Табли ца 1

Показатели процесса спекания аглошихты при различном содержании кислорода в просасываемом воздухе

Состав

Производитель-. ность процесса, 4 (1) и выход отходяших газов

3 0 в просасываемом воздухе

У пп

С0! м lт

21,0 1,67

35,6 2,23

43,2 2,54

50,1 2,66

58,4 2,8

73,1 3.02

95,2 3,45

7,77 12,22

10,91 15,87

12,96 17,32

14,79 . 18,73

17,22 20,26

21.31 23,12

27,79, 26,92

78,34 890

70,99 639

67,18 542

63,82 481

59, 72 420

52,54 345

41,84 269

121

131

141

154

164

П р и м е ч а н и я. Состав отходящих агломерационных газов рассчитан для солержания топлива в аглошихте 5ô и количества подспсов 504 от объема аглогазов.

Табли ца .2

Показатели температурно-дутьевого режима доменной плавки при использовании отходящих аглогаэов в качестве дутья

Расход чугуна, мэ/т

Температура, С о Р газа (табл.1) N пп

Т

1 О со дутья

V> 40>, в дутье аг фурм,газов

Тут

2

3 . 4

6

8

11

12

13

14

890 453

890 388

890 262

542 725

542 268

269 1003

269 286

542 878

542 226

269 1087

269 256

890 201

890 517

542 869

890 511

56,5

64,9

95,2

36,7

95,2

28,9

95,2

23,0

95,2

21,0

95,2

95,2

36,0

22,8

35,9

1300

1774

1852

2023

2219

2261

1921

1776

1783

",33

4,30

4,25

4,29

4,15

4,30

4,09

3,52

3,68

3,57

3,75

3,57

3,51

3,49

3,49

1 778192

Табли ца 3

Технико-экономические показатели работы комплекса аглофабрика — доменный цех

g K о оОх

А Оэ.

ah аг

O Способ Рахсод, м /т чугуна и/и Н газа аг 2 А о8 (табл. 1) 7 ог 02 о чт кг ут/.т

ТФг, С воадух

Гоставитель И Курунов

Техред M,MOÐãåíòàë Корректор Н,гун ко

Релактор З.Ходакова

Заказ 4166 Тираж Подписное

ВНиипи

ИЛ. 1 Государствен|ого комитета ио изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

1 Прототип

2 1

3 2

4 3

5 4

6 5

8 7

451

639

542

481

269

303

306,5

307

308

309

310,7

311,2

0 34

0 196

57,7 205

74,2 213

86,2 218

96,5 224

»0,4 230

121,9 239

7,12

3,63

3,65

3,66

3,67

3,68

3,7

3,71

0 1800

0 . 1914

0,28 2040

0,34 2050

0,39 2050

0, 43 2050

0,48 2050

0,51 2050

489,3

485,6

482,9

483,0

483,6

484,3

485,1

485,7