Способ доменной плавки

 

Сущность изобретения: в предложенном способе расход топливных добавок поддерживают таким , чтобы количество содержащегося в них углерода составляло 0.07 - 024 кг на 1 м вдуваемых газов, содержащих кислород более 3%, и 0,16 1 ,05 кг на 1 м вдуваемых топливных газов, содержащих кислород не менее 3%. Способ предусматривает также поддержание расхода кислорода о дутья в пределах 2,0 - 3.9 м на 1 кг углерода вдуваемых топливных добавок. Применение способа позволяет при вдувании в доменную печь отходящих газов металлургических агрегатов обеспечить стабильный нагрев и ход печи и уменьшить расход кокса 1 табл

и9) RU иц 2001110 1 (5Ц 5 С 21 В 5 00

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . ® ®»»

К ПАТЕНТУ ой„j

ЬЭ

CO сР

Ь

CO (21) 4947420/02 (22) 205.91 (46) 15.1093 Бюл йя 37-38 (71) Институт черной металлургии; Московский инс— . титут стали и сплавов (72) Курунов И.Ф.; Гладков НА; Карабасов Ю.С„

Юсфин Ю.С.; Плискановский С.T. Можаренко Н.М.;

Агарышев АИ„Подберезный НП. Бачинин АА;

Тимошенко В.И. (73) Институт черной металлургии (54) СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ (57) Сущность изобретения: в предложенном слов собе расход топливных добавок поддерживают такиь чтобы количество содержащегося в них угперода составляло 0,07 — 0,24 кг на 1 м вдуваемых з газов, содержащих кислород более 39ь, и 0,16—

105 кг на 1 м вдуваемых топливных газов, содерз жащих кислород не менее 3%. Способ предусматривает также поддержание расхода кислорода дутья в пределах 2,0 — 3.9 м на 1 кг углерода вдуз ваемых топливных добавок Применение аюсоба позволяет при вдувании в доменную печь отходящих газов металлургических агрегатов обеспечить стабильный нагрев и ход печи и уменьшить расход кокса. 1 табл.

2001110

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 Мьлбйникового газа с температурой 500-700 С, содержащих 9,75 СОг, 3,07 НгО, 73-267; 14г и 13,927ь Ог, 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 пяавки, включающем вдувание в печь топливных добавок, обога5

55 щенного кислородом горячего дутья и очищенных от пыли отходящих газов металлургических агрегатов. поддерживают расхор углерода вдуваемых топливных добавок в пределах 0,07 — 0,24 кг/м вдуваемых отходяз щих газов, содержащих кислород, и в пределах 0,16 — 1,05 кг/м вдуваемых отходящих з газов, не содержащих кислород, а расход кислорода дутья при этом поддерживают в пределах 2,0-3,9 м /кг углерода вдуваемых з топливных 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 из 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 как не содержащие кислород, когда его содержание в них не превышает 3% (например, отходящие газы воздухонагревателей), и содержащие кислород, в которых содержание кислорода превышает 37; (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:

Oг СОг СО $0г МОх N2

М 1 17,0 5,0 0,7 0,03 0,01 остальное

2001110

20 з

У

40 м е

45 х а

4 50 в о

У

У о

N 2 1,0 20,2 0,1 0,02 0,01 остальное

Результаты экспериментов показали, что при различных дутьевых условиях доменной плавки для стабилизации теплового состояния печи и снижения расхода кокса на выплавку чугуна расход углерода топливных добавок на 1 м вдуваемых отходящих з газов должен поддерживаться в пределах

0,07 — 0,24 кг, содержащих кислород, и в пределах 0,16-1,05 кг на 1 м отходящих газов, з не содержащих кислород, При этом суммарный расход кислорода дутья (отходящих газов и технологического кислорода) следует поддерживать в пределах 2,0-3,9 м на 1 кг з углерода топливной добавки (см. таблицу), При расходах углерода топливных добавок менее 0,07 кг на 1 м вдуваемых отходяз щих газов, содержащих кислород, расход кокса на выплавку чугуна увеличивается, а температура фурменных газов снижается за

- допустимый предел (1800"С), что приводит к похолоданию печи и делает ход ее неустойчивым. Повышение расхода углерода топливных добавок сверх 0,24 кг на 1 м отходящих газов, содержащих кислород, вызывает рост теоретической температуры горения топлива у фурм сверх 2300 С, что нарушает стабильность теплового состояния и хода печи развития процессов возгонки монооксида кремния, ухудшения газодинамических условий в нижней части печи и других известных негативных явле ний, приводящих в результате к резком ухудшению технико-экономических показа телей плавки.

При вдувании в печь отходящих газов, не содержащих кислород, расход углерода топливных добавок на 1 м этих газов дол жен по описанным выше причинам поддер живаться в пределах 0.16-1,05 кг/м . з

В обоих случаях необходимым условие обеспечения стабильности теплового состо яния печи и заданных температурных усло вий в фурменной зоне (в интервал температур 1800-2300 С) является поддер жание расхода кислорода дутья (технологи ческого кислорода и вдуваемых отходящи газов) в интервале 2,0-3,9 м на 1 кг топлив з ных добавок. При этом расход кислород дутья близкий к нижнему пределу (2,0 — 2, м /кг C) поддерживается при вдувании печь отходящих газов, не содержащих кис лород, и топливных добавок, незначительн влияющих на теоретическую температур горения (мазут. пылеугольное топливо), Рас ход кислорода, близкий к верхнему предел (2.75-3.9 м /кг С), поддерживается при вду ванин отходящих газов. содержащих кисло род, и топливных добавок. значительн 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, Пример 1, Доменная печь М 1 Череповецкого меткомбината работает в базовом режиме на шихте, состоящей иэ агломерата, окатышей и руды в соотношении 65,7 : 32,2 : 2,1 при вдувании природного газа в количестве 101 м /т чугуна и горячего (1150 C) 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.

Пример 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.

Пример 3. Та же доменная печь (пример 1) работает а аналогичных шихтовых условиях при вдувании смеси отходящих газов металлургических агрегатов (газы составов N 1 и N 2) и технологического кислорода с температурой 1150 С, природного газа, мазута (87 С, 12 Нг, 1 S) и пылеугольного топлива (90 / С, 4,5 / Нг, 0.5 / Я, 5% золы) с расходами согласно изобретения при предельных значениях теоретической температуры iîðåíèÿ (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 ЧерМЕ, 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

çîâ аглофабрики или воздухонагреватепей (56) Патент Японии N. 52-25830, С21 В5/06, доменных печей. 1977.

Раскод голлизмов добае ки, м (кг/т на) 8ид голлизмов добавки

Ра с котэ! 01 дутья, м /т чугуне

Расход С топ. лиа. тзгобавки кг/м отх.газов

Расход кокса

ltr/ò чугуна

Расход откодяиэтих газов, м /г чугуна

Расход дутья м /кг С доб

7еоретиче- Состав отходя. скал темпера- щих газов тура, ЯС

Пр 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 Зф расход углерода топливных добавок поддерживают в пределах 0,16 - 1.05 кг/м отходящих газов, а з при содержании кислорода более 3 - в, пределах 0,07 - 0,24 кгlм, при этом расход з кислорода в дутье поддерживают в пределах 2,0 - 3,9 м /кг углерода топливных добавок, Составитель И. Курунов

Техред М.Моргентал Корректор Н, Ревская

Редактор

Тираж Подписное

Н Г1 О "Поиск" Рос патен та

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

Заказ 3112

Производственно-издательский коэлбинат "Патент", г. Ужгород ул.Гагарина, 101

2316

2288

1804

2296

1804

2271

2512

2320 ээ 1

1а 1 га 2 йа 2 за 1 ба 1

1Ф 2 йа 2

М!

k1

N 2 еа 2

400

141

141

155

292

287

331

306

288

277

314

291

268

297

283

443

419

443

381

449

419

389

447

448

406

0.08

024

0,19

1,05

0.08

0,21

0,19

0.52

0,07

0.16

0.16

0.35

3.85

3.77

3.07

2.83

3.01

2,89

2.41

2.23

2.84

2. 75

2.13

2,03