Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ЩЕЛОЧЬ- И ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ ШИХТ

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в доменной плавке материалов, содержащих щелочи и цинк.

Известен способ доменной плавки цинксодержащих шихт [1], включающий загрузку шихты, содержащей цинк, подачу дутья, контроль температуры и выхода колошникового газа, загрузку кокса с определением высоты слоя, периодическое опускание уровня засыпи шихты.

Недостатком данного способа является то, что на формирование буферного слоя единовременно расходуется значительное количество (45-90 т) дефицитного кокса и выход щелочей, при высоком выходе цинка, недостаточно эффективен.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ доменной плавки цинксодержащих шихт [2], включающий загрузку шихты, содержащей цинк, подачу дутья, контроль температуры и выхода колошникового газа, загрузку и формирование буферного слоя определенной высоты, периодическое опускание уровня засыпи шихты до повышения температуры колошникового газа до 450-500°С, причем буферный слой формируют из слоя кокса и фракционного шлакового щебня.

Недостатком данного способа является недостаточно высокая степень удаления цинка и низкая степень удаления щелочей.

Предлагаемым изобретением решается задача эффективного удаления из печи цинка и накапливающихся щелочей.

Для достижения указанного результата в способе доменной плавки щелочь- и цинксодержащих шихт, включающем загрузку шихты, содержащей цинк, подачу дутья, контроль температуры и выхода колошникового газа, загрузку кокса и фракционного шлакового щебня, формирование буферного слоя определенной высоты, периодическое опускание уровня засыпи шихты, уровень засыпи опускают до горизонта с температурой газа 750-800°С, а для охлаждения газа на колошнике до 480-500°С в его рабочее пространство подают воду.

Предлагаемый способ основан на том, что повышение температуры газа (до 500°С для цинка и до 750-800°С для щелочей) приводит к тому, что процессы перехода из парообразного, жидкого состояния в твердое происходят за пределами столба и это приводит к более значительному разрушению контуров циркуляции веществ. Вынос их из печи по отношению к выносу при нормальной работе доменной печи увеличивается в десятки раз. Для обеспечения таких условий уровень засыпи необходимо опустить до горизонта с температурой, обеспечивающей максимальный вынос щелочей - 750-800°С.

Необходимость охлаждения газа на колошнике до 500°С и ниже обусловлена ограничением, налагаемым технологической инструкцией ведения доменного процесса, согласно которому работа засыпного аппарата в среде с температурой выше 500°С возможна не более 10 минут.

Предлагаемый способ был испытан на доменной печи объемом 1373 м³.

Перед испытанием способа печь работала со следующими параметрами. Загружали шихту, состоящую из местного агломерата (57%), окатышей Соколовско-Сарбайского ГОКа (39%) и Михайловского ГОКа (4). Выход газа составлял 1385 м³/т чугуна с температурой 280°С. Рабочее положение уровня засыпи шихты 2,75 м от кромки большого конуса. Расчетная высота буферного слоя 8 м, для чего было загружено 24 скипа фракционированного шлакового щебня (12 т/скип) и 18 скипов кокса (3,7 т/скип).

В 9 ч 15 мин прекратили загрузку щелочь- и цинксодержащей шихты, в 9 ч 30 мин изменили параметры дутья, в результате чего выход газа уменьшился с 235 до 195 тыс.м³/ч (табл.1). В 9 ч 35 мин начали формирование буферного слоя загрузкой 12 подач, в том числе 6 подач с 1 скипом фракционного шлакового щебня и с 2 скипами кокса и 6 подач с 3 скипами щебня и 1 скипом кокса. Загрузку производили, ориентируясь по температуре колошникового газа 480-500°С.

Последнюю подачу щебня и кокса загрузили в 11 ч 40 мин. В 11 ч 50 мин в колошниковое пространство начали подавать воду в количестве 22 м³/мин. Уровень засыпи опускали до горизонта с температурой газа 750-780°С в течение 20 мин.

В 12 ч 10 мин прекратили подачу воды и в печь загрузили 1 скип щебня и 2 скипа кокса, после чего начали загружать нормальную железорудную шихту. В 13 ч 50 мин рабочее положение уровня засыпи, параметры дутья, расход природного газа и кислорода были восстановлены.

На этом мероприятие по удалению щелочей и цинка из доменной печи было завершено. За весь его период через каждые 5 мин отбирались пробы шламовой воды, выходящей из системы мокрой газоочистки. Результаты их анализа приведены в табл.2.

На основании полученных данных определено, что из доменной печи при использовании способа было удалено 0,7 т калия, 0,6 т натрия и 1,4 т цинка. Показатели работы доменной печи до и после мероприятия приведены в табл.3.

Таким образом, приведенные экспериментальные данные подтверждают, что применение предлагаемого способа обеспечивает эффективное удаление щелочей и цинка из доменной печи, проплавляющей содержащую их шихту.

Источники информации

1. RU патент №2058394, МПК С 21 В 5/00, 20.04.1996.

2. RU патент №2074893, МПК С 21 В 5/00, 1997.