способ доменной плавки

Формула изобретения

Способ доменной плавки, включающий загрузку рудных и топливных составляющих в смешанном и в раздельном состоянии в один скип или различные скипы в пределах одной или в различных подачах, подачу дутья и выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что при загрузке материалов рудные и топливные составляющие выдают одновременно из весовых воронок в скип, обеспечивая соотношение

Р: _p=К: _к

где Р - количество рудных составляющих в весовой воронке, т;

К - количество топливных составляющих в весовой воронке, т;

_p и _k - скорость выдачи соответственно рудных и топливных составляющих из весовых воронок в скип, т/с,

причем на каждые 10% загруженных материалов интенсивность по дутью повышают на 0,1 - 0,5%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может использоваться при выплавке чугуна в доменных печах.

Известно техническое решение, по которому для загрузки рудных и топливных компонентов в смешанном состоянии загружают в каждый скип попеременно рудную и топливную составляющие порциями по 0,5 объема скипа («Сталь», 1977, №5, С.391-394).

Недостатками данного способа являются ограничение производительности доменной печи вследствие увеличения времени набора компонентов шихты и низкое качество смешивания рудных и топливных компонентов на участке загрузки.

Наиболее близким к заявляемому способу по свойствам и достигаемым результатам является способ доменной плавки, включающий загрузку рудных и топливных составляющих в смешанном состоянии в один скип или различные скипы в пределах одной или в различных подачах, подачу дутья и выпуск продуктов плавки, причем рудную и топливную составляющие загружают порциями от 0,05 до 0,5 объема скипа (А.с. СССР №749897, МКИ С 21 В 7/20).

Недостатками данного способа являются низкая скорость загрузки скипа, некачественное смешивание рудных и топливных составляющих, отсутствие нормы изменения интенсивности по дутью. Это ограничивает повышение производительности доменной печи и снижение удельного расхода кокса.

Предлагаемым изобретением решается задача увеличения производительности доменной печи и снижения удельного расхода кокса.

Это достигается тем, что в способе доменной плавки, включающем загрузку рудных и топливных составляющих в смешанном состоянии в один скип или различные скипы в пределах одной или в различных подачах, подачу дутья и выпуск продуктов плавки, при загрузке материалов рудные и топливные составляющие выдают из весовых воронок в скип, обеспечивая соотношение:

Р: _р=К: _к,

где Р - количество рудных составляющих в весовой воронке, т;

К - количество топливных составляющих в весовой воронке, т;

_р и _к - скорость выдачи соответственно рудных и топливных составляющих из весовых воронок в скип, т/с,

причем на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии, интенсивность по дутью повышают на 0,1-0,5%.

Предлагаемый способ позволит набирать шихту в скип с высокой скоростью и одновременно улучшить смешивание рудных составляющих с топливными, что объясняется поступлением в скип рудных и топливных составляющих с согласованными скоростями за одинаковый промежуток времени. Улучшение смешивания, повышение интенсивности по дутью, увеличение производительности участка загрузки приводят к росту производительности доменной печи по количеству выплавляемого чугуна и к снижению удельного расхода кокса.

Способ осуществляют следующим образом.

Определяют вес рудных (Р) и топливных (К) составляющих в их весовых воронках по заданным величинам рудных и топливных колош и количеству скипов каждого из этих материалов в подаче. Задают скорость выдачи рудных составляющих из весовой воронки в скип ( _р). Определяют скорость выдачи топливных составляющих из весовой воронки в скип ( _к) по формуле:

Р: _р=К: _к,

из которой следует:

_к=К· _р/Р.

Устанавливают режим загрузки рудных и топливных составляющих в смешанном состоянии и проводят доменную плавку с повышением интенсивности по дутью на 0,1-0,5% на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии.

В выражении Р: _р=К: _к, отношение Р: _р показывает длительность набора рудных составляющих из весовой воронки в скип, а К: _к - длительность набора топливных составляющих из весовой воронки в скип. Поэтому равенство отношений означает равенство длительности набора рудных и топливных составляющих. Одновременное поступление материалов из двух весовых воронок - с заданной скоростью рудных составляющих и согласованной скоростью топливных - обеспечивает быстрое наполнение скипа, что, в свою очередь, обеспечивает необходимую производительность участка загрузки. Скорость доставки составляющих шихты в колошниковое пространство доменной печи перестает сдерживать рост производительности ее по количеству проплавляемых материалов и соответственно получаемых продуктов плавки. Это в современных условиях важно, так как на больших хорошо работающих доменных печах производительность участка загрузки часто ограничивает дальнейшее наращивание производства чугуна.

Поступление рудных и топливных составляющих из разных весовых воронок в скип с согласованными скоростями улучшает качество смешивания их по сравнению с иным набором, что способствует лучшему использованию энергии газов и соответственно экономии удельного расхода кокса.

Повышение интенсивности по дутью на 0,1-0,5% на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии, увеличивает на столько же количество газов, обрабатывающих шихту, что, с одной стороны, увеличивает производительность печи, с другой, дополнительно разрыхляя шихту, способствует снижению удельного расхода кокса.

Повышение интенсивности по дутью менее чем на 0,1% на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии, приводит к образованию малого количества газов, образующихся в печи, что ведет к снижению производительности печи по сравнению с заявляемым способом. Повышение интенсивности по дутью более чем на 0,5% на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии, приводит к нарушению ровности схода шихты в печи, отчего производительность по количеству выплавляемого чугуна снижается, а удельный расход кокса увеличивается по сравнению с заявляемым способом.

Предлагаемый способ был опробован на доменной печи ОАО «ММК» объемом 1370 м³.

Заданная величина рудной колоши составляла 28 т, топливной, представленной коксом - 7,4 т. Количество рудных скипов в подаче равно 2, коксовых - 2. Заданная скорость выдачи рудных компонентов из весовой воронки в скип _р=0,87 т/с.

Вес рудных составляющих в весовой воронке составлял:

Р=28:2=14 т,

топливной составляющей, представленной коксом:

К=7,4:2=3,8 т.

Скорость выдачи топливной составляющей (кокса) из весовой воронки в скип составляла:

_к=3,8·0,87/14=0,24 т/с.

Длительность набора рудных и топливных составляющих в скип по заявляемому способу составляла:

14/0,87=3,8/0,24=16 с.

Загрузку рудных и топливных составляющих по прототипу и заявляемому способу производили циклически. Цикл состоял из семи подач, из которых три подачи загружали со смешиванием рудных и топливных составляющих, а четыре - с раздельным набором их в скипы. Каждая подача в смешанном и раздельном состояниях включала четыре скипа компонентов шихты. В смешанном состоянии в каждый скип набирали рудную и коксовую части шихты; в раздельном состоянии первые два скипа подачи были представлены рудной частью, а следующие два скипа - коксовой. Содержимое каждого скипа загружали на малый конус, затем перегружали на большой. После набора очередной подачи на большом конусе его опусканием загружали составляющие шихты в колошниковое пространство печи.

Таким образом, доля материалов, загруженных в смешанном состоянии, составила:

3·100/(3+4)=43%,

где 3 - количество подач со смешиванием рудных и топливных составляющих;

4 - количество подач с раздельным набором рудных и топливных составляющих.

Интенсивность по дутью увеличили на:

43/10·0,3=1,3%,

где 0,3 - средняя величина повышения интенсивности по дутью на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии - (0,1+0,5)/2=0,3%.

Длительность работы печи по прототипу и с использованием предложенного технического решения составила по десять суток. Полученные результаты представлены в таблице 1. Показатели работы доменной печи при различном увеличении интенсивности по дутью представлены в таблице 2.

Таблица 1
Показатели работы доменной печи при ведении доменной плавки известным и предлагаемым способом
Наименование показателей	Прототип	Предлагаемый способ
Производительность, т/сутки	3384	3465
Удельный расход кокса, кг/т чугуна	436,7	429,4
Состав рудной части шихты, %:
- агломерат	59,8	60,3
- окатыши	40,2	39,7
Расход компонентов рудной части шихты, кг/т чугуна:
- агломерат	990	992
- окатыши	665	666
Вынос пыли (уловленной), кг/т чугуна	39,5	41,8
Параметры дутья:
- интенсивность, м3/мин	3093	3133
- давление, атм.	3,75	3,76
- температура, °С	1162	1158
- влажность, г/м3	10,9	12,1
- расход природного газа, м 3/т чугуна	100	98
- содержание кислорода, %	26,1	26,1
Параметры колошникового газа:
- давление, атм.	2,45	2,45
- температура, °С	386	380
Состав, %:
- СО2	19,9	20,1
- СО	23,4	23,2
- Н 2	8,0	7,9
Состав чугуна, %:
-Si	0,61	0,62
-Мn	0,22	0,21
-S	0,017	0,016
-Р	0,055	0,054

Наименование показателей	Прототип	Предлагаемый способ
-С	4,54	4,5
-Ti	0,079	0,083
Состав шлака, %:
-SiO 2	36,5	36,7
- Аl2O 3	12,3	12,2
-СаО	39,6	39,5
-MgO	7,6	7,5
-МnО	0,19	0,2
-FeO	0,2	0,21
-S	0,89	0,91
-ТiO2	0,93	0,95

Таблица 2
Показатели работы доменной печи при различном увеличении интенсивности по дутью
	Увеличение интенсивности по дутью на каждые 10% материалов, загруженных в смешанном состоянии, %
Показатели	0 (прототип)	0,05	0,09	0,3 (предлагаемый способ)	0,51	0,6
Расход кокса, кг/т чугуна	436,7	435,1	433,9	429,4	436,2	442,5
Производительность, т/сутки	3384	3430	3435	3465	3392	3351

Данные таблиц свидетельствуют о том, что при ведении доменной плавки предлагаемым способом производительность печи повысилась на 2,4% по сравнению с известным способом, а удельный расход кокса уменьшился на 3,3 кг/т чугуна.