Способ выплавки чугуна

Способ выплавки чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

6в фф

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТЕУ

Союз Советскик

Социалистическив

Республик ()779385 (6t) Дополнительное к авт; свид-ву (22) Заявлено 17,0378 . (21) 2593313/22-02 (51)М, Кл. с присоединением заявки 84

С 21 В 5/00

Государственный комитет

СССР но делан нзобретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151180, Бюллетень М 42 (53) УДК669.162. .267.4(088 ° 8) Дата опубликования описания 151180

{72) Авторы изобретения

Ю.М. Потебня, P.Ã. Рихтер, В.Н. Быткин и В.Е. Власенко

Запорожский индустриальный институт и Металлургический орденов Ленина и Октябрьской Революции завод "Запорожсталь" им. Серго Орджоникидзе (71) Заявители (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА

Изобретение относится к металлур .гии черных металлов, в частности к производству чугунов в доменной печи.

Для снижения расхода дефицитного кокса при плавке в доменной печи применяют как газообразные, так жидкие и твердые виды топлив.

Известен способ выплавки чугуна с вдуванием различных восстановительных газов. Чаще всего для этих целей 10 используют природный газ, который наиболее рационально вдувать через фурмы в окислительную зону, где обеспечивается возможно полное сгорание. газа. При этом из природного газа, 15 содержащего преимущественно метан

СН4, в окислительной зоне вначале образуются продукты полного сгорания (СО2 и Н О), а затем за пределами окислительной зоны при взаимодей- Щ ствии их с коксом получается соответственно СО и Н 1).

В известном способе с использованием восстановительных газов обеспечивается снижение расхода дефицитно- 2з го кокса, но для этого требуются до-. полнительные затраты на их производство, связанные с использованием установок конверсии или регейерацйи при высокой стоимости получаемого чу- 30 гуна, дополнительные площади для их размещения и дополнительный обслуживающий персонал. Кроме того, при регенерации доменных колошниковых газов или конверсии газов усложняется и удлиняется технологический процесс. В результате этого эффективность применения восстановительных газов снижается.

Цель изобретения — снижение расхо-. да природного газа и стоимости получаемого чугуна.

Цель достигается тем, что в качестве восстановительного газа в доменную печь вводят очищенный и компримированный газ закрытых руднотермических (ферросплавных) печей с остаточным содержанием пыли не более

100 мг/м под давлением 3,3-4,8 ати (превышающим давление газов на колошнике доменной печи) с коэффициентом замены на каждую единицу природного газа 2-3 единицы газа руднотермических закрытых печей.

Такие газы образуются при выплавке ферросплавов (углеродистый ферромарганец, силикомарганец, ферросилиций и др.).

Примерные составы газов руднотермических печей приведены в табл. 1 °

779385

«4«

Средний химический состав,об.Ъ

Теоретическая температура горения, 0Ñ

"% .

Теплота сгорайня, ккал/чм

Плотност кг/нм

Сплав

4 Н "2

СО СО2

83-87,4 2,6- 0,8-0

5,1

Fe-Si (75%) 2240

1,5- 2,5- 0-,. 9,6

1,4 6,1

1,23 2350

1,22 2350

Fe-St (45%) 2270 84-89

0,3- 4,3- 0-7,4

0,5 8,0

1,9- 0,82,5 1,.3

1.22 2350 1, l

1,28 21502660

Fe-S f (18%) 2270 79

Силикомарганец 2120 60,180,3

8,0 0,8

О 1,8 10,4 (1,2 4,5- 2,67,6 4,3

8,1- 1,127,4 1,6

2160 61,9- 23,3- 0,7 1,1- 2,1- 2,4- 1,25

70,8 27 5g0 2,7 2,8

Ферромарганец углеродистый

Феррохром углеродистый!

6,8 6,3 0,2 8,7 2,.1 1,2 2740

2260 7081,9

ВеофосФористый шлак Силикохром (50%) 2260 75i 5 17i3 2ii 2т1 3к 0 ОюО ii22 2550

2180 60-80" 5,0 0,2- 0,2- 6,8 1-8,0 1,23 2260

1,5 1,5

Ф

"Характерно, что,отношение (CO +

Н2 + СН4) . (СО + О + N ) в газе руднотермических печей очень высокое и колеблется в пределах 2,5-13,4, что значительно выше аналогичного отйошения в "доменном колошниковой-гаэе.последнее позволяет оФнести газ закрытых руднотермических печей к BoccTàíîçèтельным"газам с высоким восстанови тельййй" потенциалом.", Теплотворная сп«особйость газа рудовосстановительйых печей колеблетci"â эависййостй от- состава в пре-" делах 2100-2650 ккал/чм, чтб"вы.ше теплотворной способностй -восстановительного газа (1250 ккал/чм ).

Кроме того, на сжигание 1 м СО"тре-: буется в 4 раза меньше воздуха, чем на сжигание 1 м йрйродиого" газй", "" и при этом развивается более высокая температура. Все это позволяет отнести газы закрытых рудовосстановительных печей к ценным видам технологических топлив.

Ёаз закрытых рудовосстановитель .ных печей может вдуваться в домен ."" н7ю"печь-, как" через" фурйу"в"ок»ислительную зону, так и в других соответствующих го»ризонтах домеййо» йечй, где газы, Содержашйе ГО, требуются" для процессов косвенного восстайовле нйя. Введение газа эакрытйх рудовосстановительных печей через фурмы в — «ф «»ю. ««ъ

35 окислителъную зону значительно проше, так как не требует практичесхи дополнительных затрат и переоборудования печи.

При введении газа закрытых рудио- термических печей йа других горизон40 тах доменной печи, что СО выполняет роль восстановителя, требуется дорбо руМование печи дополнительными фурмами или устройствами для ввода газа.

Способы ввбда восстановительных га45 зов известны. - .

Так как на руднотермических печах .газы из-под сводов печей отсасываются вакуумными водяными"насосами,то они собираются в сборный заводской

jg""кбллектоф-под давлением, неэйачительно щ>евышайидим атмосферное давление (после вакуумных насосов

400 мм вод.ст.). Для транспбртировки газа руднотермических печей к доменной печи необходима установка газовоздушной станции и прокладка газопроводов. Для обеспечения безаварийной, длительной работы газонаполнительной:установки остаточное содержание пыли в газе руднотермических

d0 печей не должно превышать 100 мг/м, так как при большиХ его количествах в»озможен абразивный износ трущихся частей. Такое остаточное содержание пыли обесйечивается применением cucd$ ;темы мбкрой газоочистки (наклонный

Таблица I

Характеристика отходящих газов закрытых ферросиликатных печей

779385

Работа печи

С заменой природного газа газом рудно ермической печи

Показатель а природном азе

315-357

764-1152

363-389

986-1324

1704-1960

1614-1868

Расход природного газа, м /т

120-241

265-475

102,00"104,00

100

Производительность, Ъ

Снижение себестоимости, коп/т

10-21

При вводе газа рудовосстановительных печей в зоны восстановления окис-ъ лов железа возможна экономия кокса в количестве (в зависимости от горизонта, где вводится газ) 35-75 кг/т.

Предлагаемый способ выплавки чугуна может быть реализован там,где одновременно имеются доменные и ферросплавные цеха. йФорМула изобретения

Способ выплавки чугуна в доменной печи, включающий загрузку шихты, вдувание сжатого воздуха с восстанови50 ч а ю шийся тем, что, с целью дополнительной экономии кокса эа счет исключения в горке печи эндотермических процессов, связанных с размещением компонентов восстановительных газореагентов, в качестве гаэореагента вводят газ закрытых руднотермических печей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

g) 1. Леонидов Н.К., Слижикова Л.Е.

Вдувание в доменные печи при плавке различных растворов. M., 1965.

Тираж 608 Подписное

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная,4 гаэоход, скрубер, труба Вентури,каплеводоотделитель).

Гаэ на выходе иэ руднотермических печей после системы газоочистки имеет давление порядка 500 мм вод.ст.

Для ввода в доменную печь давление газа должно быть повышено до давления, определяемого суммой давления газа на колошнике, перепадом давле.ния на столбе шихты доменной печи и избыточного давления в 1-1.,5 атм. для покрытия аэродинамических сопро тивлений ввода, что соответствует давлению 3,3-4,8 ати.

При работе типовой руднотермической печи мощностью 16500 кВт/ч образуется около 2500-3000 м газа или . в сутки 58000-72000 м .

Расчеты с металлическим моделированием доменного процесса„ показывают, что при вводе газа рудовосстановительных печей через фурмы и окислительную зону возможна замена 1 м

Суммарный расход углерода, кг/т чугуна

Расход дутья, м /мин

Количество доменного колошникового газа, м /т

Расход ферросплавного газа, м /т

Таким образом, предложенный способ выплавки чугуна не требует полу- чения восстановительного газа в специальных установках, обеспечивает утилизацию газов. закрытых рудовосстановительных печей, снижение расхода природного газа и стоимости получаемого чугуна. ВНИИПИ Заказ 7964/35 природного газа 2-3 м3 газа рудовос. становительных печей.

При математическом моделировании расчеты выполняют при условии сохранения теоретической температуры горения при различных температурах дутья. На математической модели установлено, что при изменении температуры дутья от 1200 до 1400 С и изменении содержания кислорода в дутье от 21 до 40% коэффициент замены для холодного газа руднотермических печей составляет 2,0-2,2 на каждый заменяемый кубометр природного газа, для горячего газа (нагрев до

800ОС) до 3-х единиц на 1 М> природ-!

5 ного газа.

В табл. 2 приведены технико-экономические показатели работы доменной печи на природном газе н на смеси природный газ-гаэ. руднотермичес2О ких печей до полного вывода природного газа. .Таблица 2