Способ ведения доменной плавки

Способ ведения доменной плавки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советск ни

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е <1,827545

ызовеитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (5I)M. Кл. (22) Заивлено 15.06.78 (21) 2648З12/22-02 с присоединением заявки М (23) Приори-ет

С 21 В 5/00

Рвуаарставииый немитет

СССР ае делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.05.81. Бюллетень Рй 17

Дата опубликования описания 07.05.81 (53) УДК 669.162. .21 1 (088.8) 3. И. Некрасов, M. Т. Бузоверя и И. Т. Хомич (72) Авторы изобретения

Институт черной металлургии и Криворожский металлургический завод им. В. И. Ленина (71) Заявители (54) СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ

Изобретение относится к черной металлур. гии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выплавке чугуна в доменных печах, работающих с повышенным давлением газа под колошником.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ. управления доменной печью, включающий измерение и регулирование расхода дутья и измерение давления газа под колошником и по высоте шахты (1). Этот способ представляет собой авто1О матическую систему регулирования влажности, дополнительной подачи топлива или температуры дутья в зависимости от перепадов давления между горном и фурмами с одной стороны

15 и точкой, расположенной несколько выше опорного кольца, с другой стороны к перепаду давления между последней точкой и верхней частью шахты доменной печи. Известному способу присущ недостаток — в нем не полностью учитываются и не регулируются газодинамиче кие условия столба шихты доменной печи.

Распределение газового потока в столбе сыпучих материалов обратно пропорционально

2 гидравлическому сопротивлению слоя. Поэтому в условиях шахты доменной печи, где при загрузке материалов через колошник происходит их серрегация, в результате которой мелкие фракции образуюттак называемый рудный гребень", расположенный в промежуточной зоне между осью печи и огнеупорной кладкой и имеющий пониженную гаэопроницаемосгь при более газопроницаемых осевой и периферийной зонах. Лучшая газопроницаемость периферийной эоны в значительной степени обусловлена эффектом стен. Газовый поток распределяется по сечению шахты доменной печи в соответствии с газопроницаемостью столба. шихтовых материалов, т. е. относительно большее количество газа проходит в периферийной и осевой зонах и меньшее — в "гребне" рудных матерйалов.

Поскольку сопротивление слоя пропорциональ но квадрату скорости потока газа, то при увеличении последней сопротивление периферийной и осевой зон возрастает и выравнивается с сопротивлением в "гребне" рудных материалов.

При этом происходит увеличение количества газа, проходящего через "гребень" и производя3 82 щего восстановительную работу. Такое явление наблюдается при увеличении до определенного уровня количества газов в шахте. Увеличить количество газов в шахте можно путем увеличения количества дутья, углеводородсодержащих добавок или снижения давления в рабочем пространстве неж Поэтому для улучшения показателей плавки, газодинамический режим работы шахты необходимо поддерживать на оптимальном уровне, при достижении максимального количества газа и полного хода печи.

Цель изобретения — повышение степени использования восстановительной спосо,зности газа и интенсивности плавки.

Цель достигается тем, что в процессе планки в зависимости от изменения параметров дутьевого режима (расхода дутья, степени обогащения дутья кислородом, расхода дополнительного топлива, влажности дутья и др.) изменяют давление газа под колошником, которое устанавливают по формуле

+ (i — ю) к (дц- о) и,, ® где Р, — давление газа под колошником, ата;

q — расход дутья, мз/мин мг сечения колошника; ц3 — содержание кислорода в дутье, в долях единицы;

48-50 — норма выхода колошникового газа, м /мин м сечения колошника, Йз — содержание азота в колошниковом газе, в долях единицы.

Норма выхода газа на единицу площади колоцпшка соответствует условиям сохранения устойчивости слоя шихты, т.е. шихта не должна переходить во взвешенное состояние. Так как вес, приходящийся на 1 см сечения куска агломерата диаметром 5 мм и кокса диаметром 20 мм примерно равен, то критическую скорость, т.е. скорость,;.переводящую материал во взвешенном состоянии, необходимо определять для агломерата размером 5 мм, который переходит во взвешенное состояние при уравновешивании около 40% его веса. Эта скорость равна примерно 7 м/сек. Последняя обеспечивается расходом 0,8 — 0,9 м газа на 1 м /сек сечения колошника или 48 — 55 мэ/мин м сечения колошника

Способ осуществляется следующим образом.

Доменная печь работает с избыточным давле иием под колошником. В горн печи подают .нагретое дутье (обогащенное или атмосферное), влагу или дополнительную углеводородсодержащую добавку. При этом в горне образуется вполне определенное количество газов, равное

VÄÄ ((1-ю)+ ДНз+2 Wj Qg, (2) 7545 4 где V — выход горнового газа, нмэ/мин;

d —. содержание кислорода в дутье, в долях единицы;

Д вЂ” расход углеводородсодержащей добав

5 ки, нмз/нм или кг/нм дутья, H> — выход водорода при неполном горении углеводородсодержащей добавки, з/н э э/

W — содержание влаги, м /нм дутья, 0 — расход дутья, нм /мин.

В шахте и нижней части доменной печи протекают процессы прямого восстановления по реакции: ЕеО+С Fe,+ СО, в результате объем печного газа увеличивается. Количество газа на колошиике можно определить из баланса азота,так как количество последнего нрактически не изменяется, за исключением незначительного прироста его от выделения из кокса.

Выход колошникового газа будет равен

20 V =0 Л=Ы, (3) к,г, где ׄ— выход.колошникового газа, нм /мин; э

N — содержание азота в колошниковом газе, в долях единицы.

25 Поскольку для доменных печей разного объема величина V, будет различной, целесообI разно перейти к относительной величине — выходу газа на колошник на 1 м его сечения, 2 для чего надо использовать относительную ве30 личину — расход дутья на 1 м сечения колошника, тогда

V = с . (4) где Ч ;.— выход колошникового газа, I

35 нмз/мин м сечения колошника

q — расход дутья, нм /мин м сечения колошника.

Оптимальные газодинамические условия в шахте характеризуются такой максимальной

40 скоростью газового потока, при которой мелкие фракции материала переходят в псевдоожиженное состояние. По опытным данным она равняется 0,8 — 0,9 м/сек на полное сечение колошника и обеспечивается фактическим расходом газа

45 48-50 мз/мин м сечения колошника беэ учета температуры газа, которая практически не ме.няется для отдельно взятой печи.

Таким образом, при изменении параметров

50 дутьевого режима давление под колошником необходимо устанавливать по уравнению (1) таким, чтобы фактический выход газа на 1 м сечения колошника равнялся 48-50 м /мин.

Исходный дутьевой режим работы печи:

55 расходы дутья 7800 мэ/мин, природного газа и кислорода соответственно, 115 и 123 мэ/т чугуна, содержания кислорода в дутье — 29%. азота в колошниковом газе — 45%.

5, 827545 6

Определяем по формуле (3) выход колош потока в связи с тем, что последний более пикового газа равномерно распределяется по сечению печи. — 780 — 12 00 з .5) Кроме того, Работа с оптимальным давлением о,45 > газа под колошником способствует улучшению где Vg „— выход колошникового газа, м ;мин; 5 условий работы кладки шахты, так как относи.

7800 — расход дутья, м /мин; тельно меньшая часть газа и шихты будет про0,29 содержание кислорода в дутье, долей ходить непосРедственно У фУтеРовки, в РезУльединицы; тате чего стойкость ее увеличивается.

0,45 — содержание азота в колошниковом Экономический эффект в условиях доменгазе, долей единицы. ной печи N 9 объемом 5000 мз завода "Криворожсталь" при осоздании условий пл вки

Тогда, при диаметре колошника 10,8 м, Ф близких оптимальным, составляет: 43х0,008— выход газа на 1 м сечения колошника соста- 0 — 34 б/т

m 12300: +14i g 134,3 HM3/ з — ру /т чугуна, где 43 — цена кокса, в или при учете существующего адавления под колошником (2,3 ати) фактический выход газа составит 134,3;(2,3+1,0)-40,7 м /м мин, который обеспечивает скорость 0,68 м/сек, т. е. на

20% меньше оптимальной.

По формуле (1) определяем необходимое давление газа под колошником

Формула изобретения

Р= 8 " «2,61ата, (6)

К 4 хO45 где Р— давление газа под колошником, ата;

85,3 — расход: дутья, м /мин м сечения колошника;

0,29 — содержание кислорода в дутье, долей единицы;

M — содержание кислорода в дутье, в долях единицы;

48 — 50 — норма выхода колошникового газа, м /мин м сечения колошника; й, — содержание азота в колошниковом газе, в долях единицы, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США й"- 3690632, кл. 266 — 30 (270 7/02).

Составитель Б. Раковский

Редактор И. Гохфельд - Техред,А.Савка Корректор О. Билак

Заказ 4608/19 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП ".Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0,45 — содержание азота в колошниковом газе;:долей единицы, т. е. избьтточное давление под колошником должно равняться 1,61 ати.

Фактически давление под калошником уменьшили только до 2,00 ати, при этом расход дутья удалось увеличить до 8000 м /мин.

Выход колошникового газа увеличился до

45,9 м /мин м, что ниже оптимального (48 м /мин м ) на 4,44%. Однако даже в этих условиях удалось снизить расход кокса на 400 кг в оподачу или на 8 кг/т чугуна.

4О

Таким образом, применеыие предлагаемого способа ведения доменной плавки обеспечивает снижение расхода кокса примерно на 8 кг/т чугуна эа счет увеличения степени использо45 вания восстановительной энергии газового

Способ ведения доменной плавки, включающий измерение и регулирование параметров дутья и колошникового газа, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения степени использования восстановительной способности газов и повышения интенсивности, в зависимости от изменения параметров дутья изменяют давление колошникового газа по калошником по формуле

q, (<-ы) ($9-5o) М где Р„. — давление газа под колошником, ата; д — расход дутья, мз/мин м сечения колошника;