Способ ведения доменной плавки

 

Сущность изобретения: способ включает подачу горячего окислительного дутья и топливных добавок в первую группу фурм, расположенную по окружности и чередующуюся с второй группой фурм, в которую подают горячий восстановительный газ и кислород. В ходе ведения плавки подачу реагентов в первую и вторую группы фурм периодически чередуют.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, а именно к способам ведения доменной плавки с вдуванием горячих восстановительных газов (ГВГ).

Известен способ ведения доменной плавки, включающий деление фурм на две группы, чередующиеся по окружности горна, подачу горячего окислительного дутья (ГОД) в первую и ГВГ во вторую группу фурм.

Недостатком известного способа ведения доменной плавки является то, что процессы, протекающие в фурменных зонах первой и второй групп фурм, различны. В частности, на фурмах с подачей ГВГ в отличии от фурмы с подачей ГОД не идут процессы окисления кокса и вторичного окисления элементов (Fe и т. д. ), что вызывает неравномерность хода доменной плавки по окружности печи, сопровождающееся снижением производительности печи, повышением расхода кокса и ухудшением качества чугуна.

Наиболее близким к изобретению является способ ведения доменной плавки, включающий деление фурм на две группы, чередующиеся по окружности горна, подачу ГОД в первую и ГВГ во вторую группу фурм. Устранение окружной неравномерности по сравнению с известным способом ведения доменной плавки, осуществляют с помощью подачи топливных добавок (природного газа, мазута и т. д. ) в первую и кислорода во вторую группу фурм, достигая одинаковых значений интенсивности окисления кокса, теоретической температуры горения, объема фурменного газа.

Недостатком известного способа является то, что процессы, проходящие в фурменных зонах первой и второй групп, отличаются вследствие различного восстановительного потенциала образующегося фурменного газа, скорости и секундной кинетической энергии потока газа, что сказывается на процессах шлакообразования, вторичного окисления элементов и т.д. Следствием этого будет менее равномерный ход доменной печи по окружности и возможность загромождения горна с соответствующим ухудшением технико-экономических показателей доменной плавки.

Целью изобретения является увеличение производительности и снижение расхода за счет предупреждения загромождения горна и выравнивания хода печи по окружности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ведения доменной плавки, включающему деление фурм на две группы чередующиеся по окружности горна, подачу ГОД, а также топливных добавок в первую и ГВГ, а также кислорода во вторую группу фурм, подачу реагентов в первую и вторую группу фурм периодически чередуются.

Способ осуществляется следующим образом.

Вдувание ГОД и ГВГ осуществляют через две группы фурм, чередующихся между собой по окружности горна. В первую группу фурм вместе с ГОД могут подаваться топливные добавки, например мазут, природный газ или пылеугольное топливо, а во вторую группу фурм дополнительно к ГВГ - технический кислород, а также топливные добавки.

Фурменные очаги первой и второй группы фурм работают неодинаково вследствие того, что различны некоторые параметры работы фурменных очагов - состав, скорость, секундная кинетическая энергия потока газа и т.д. Это усиливает неравномерность по окружности печи процессов восстановления, вторичного окисления, шлакообразования и накопления продуктов разрушения кокса. Более быстрое накопление продуктов разрушения кокса на фурмах с подачей ГВГ обусловлено большей степенью восстановления железа с соответственно меньшим содержанием FeO в первичных шлаках, а также меньшим окислительным потенциалом фурменного газа, уменьшающим вторичное окисление элементов и промывку горна при их восстановлении углеродом кокса ниже уровня фурм.

Для предотвращения этих явлений подачу реагентов в первую и вторую группу фурм периодически чередуют. Периодичность чередования подачи реагентов в первую и вторую группу фурм может быть различна в зависимости от конкретных условий хода доменной плавки.

Периодичность накопления продуктов разрушения кокса и появления признаков загромождения горна (горение фурм, выброс коксовой мелочи через летку и т. д.) на различных доменных печах изменяется в широком диапазоне (10-50 сут.) вследствие различных сырьевых условий, состояния доменной печи, технологических режимов работы. В зависимости от этого периодичность чередования подачи реагентов для предупреждения загромождения горна должна быть на порядок меньшей периодичности накопления продуктов разрушения кокса и появления признаков загромождения горна (низкочастотное чередование). Кроме того, во время работы в этом режиме чередования, подачу топливных добавок в фурме с подачей ГОД можно уменьшить или прекратить вообще.

Для выравнивания хода доменной плавки по окружности период чередования подачи реагентов в первую и вторую группы фурм должен быть на порядок меньше времени переходных процессов в доменной печи при изменении дутьевых параметров, которое составляет 8-42 ч.

Пример конкретного выполнения предлагаемого способа приведем на основе технологического режима работы доменной печи N 2 НПО "Тулачермет" полезным объемом 1033 м³ (16 фурм). Основные параметры работы печи в базовом режиме: расход горячего дутья V_д 1300 м³/мин; температура дутья t_д 1000^оС; содержание кислорода в дутье ω 0,21 м³/м³; расход природного газа ПГ 50 м³/т, чугуна 47 м³/мин (КИПО = 0,756); теоретическая температура горения Т 2069^оС, выход фурменного газа V_ф 1667,87 м³/мин. Периодичность промывок горна 10-15 сут.

Для реализации способа доменную печь оборудуют 16 реакторами-газификаторами (РГ) пылеугольного топлива (ПУТ), смонтированными на фурменных приборах таким образом, что ГОД из коллектора горячего дутья подается во все РГ. В восемь РГ, равномерно расположенных по окружности горна, подается ПУТ, а полученный в них ГВГ вместе с техническим кислородом и природным газом подается в доменную печь, причем технический кислород и природный газ подается через форсунки в фурме. В остальные восемь РГ ПУТ не поступает, а ГОД через РГ подается в доменную печь вместе с природным газом. Параметры по первой группе фурм составят расход угля на газификацию V_у 133,3 кг/мин; расход ГВГ 526 м³/мин; температура ГВГ t_ГВГ 1778^оС; расход кислорода на газификацию углерода кокса (О₂)_к 74 м³/мин, содержание кислорода в техническом кислороде ω_ТК - 0,9 м³/м³, расход природного газа ПГ 9,5 м³/мин; V_ф 824,2 м³/мин. При работе печи в таком режиме параметры по первой и второй группам фурм несколько отличаются и ход процесса по окружности будет неравномерным, что приведет к локальным загромождениям горна.

Для устранения этого недостатка применим заявляемый способ ведения доменной плавки, для чего подачу реагентов в первую и вторую группы фурм через 36 ч чередуем (на порядок меньше периодичности промывок горна). Для этого на первой группе прекращаем подачу ГВГ в печь путем прекращения подачи ПУТ в РГ и подачи кислорода в фурму, а расход ПГ увеличиваем до 18,98 м³/мин. На второй группе фурм расход ПГ уменьшаем до 9,5 м³/мин и подаем ГВГ в печь путем подачи ПУТ в РГ и также подаем кислород в фурму. Через 36 ч первоначальная подача реагентов возобновляется и т.д. Таким образом, за достаточно длительный промежуток времени в фурмы первой и второй групп подаем одинаковое количество реагентов, соответственно на фурмах будут проходить идентичные процессы и таким образом цель изобретения достигается.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ, включающий деление фурм на две группы, чередующиеся по окружности горна, подачу горячего окислительного дутья, а также топливных добавок в первую группу фурм, горячего восстановительного газа, а также кислорода во вторую группу фурм, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности печи, снижения расхода кокса за счет предупреждения загромождения горна и выравнивания неравномерности хода печи по окружности, подачу газов и добавок в первую и вторую группы фурм периодически чередуют.