Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОМЫВКИ ГОРНА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выплавке чугуна в доменных печах для предотвращения загромождения горна и расстройства хода печи.

При ухудшении качества кокса в горне доменной печи образуется излишнее количество графито-коксовой мелочи, которая не успевает расходоваться в реакциях прямого восстановления и, накапливаясь, ухудшает дренажную способность горна. В результате ухудшаются условия для выпуска продуктов плавки, замедляется сход шихтовых материалов, повышается перепад давления, повышается колеблемость химического состава чугуна и шлака, снижается производительность печи и повышается расход топлива. Для предотвращения загромождения горна в таких случаях применяют промывку горна - технологическую операцию, предназначенную для удаления из горна накопившейся коксовой мелочи. Известны способы промывки горна доменной печи, включающие периодическую или разовую загрузку в печь промывочной шихты [1, 2]. При использовании этих способов в печь загружают шихту, включающую один или несколько компонентов с повышенным содержанием трудновосстановимых оксидов железа и/или марганца (FeO и MnO), например сварочный шлак, марганцовистый агломерат, железную руду, марганцевую руду. Образующиеся из этих компонентов железистые и/или марганцовистые шлаки окисляют углерод графито-коксовой мелочи и, таким образом, промывают горн. Недостатком этих способов является неизбежное при их применении повышение расхода кокса, а также недостаточная оперативность способа.

Известен способ промывки горна доменной печи, включающий использование в качестве промывочного компонента коксового газа, который подают в фурмы доменной печи вместо природного газа [3]. Недостатком способа является то, что для его реализации необходимо иметь на заводе систему очистки и компремирования коксового газа и подачи его в фурмы доменных печей. Данный недостаток делает этот способ практически неприменимым из-за его сложности и значительных капитальных затрат на его реализацию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является известный способ промывки горна доменной печи, включающий прекращение подачи вдуваемого топлива в воздушные фурмы и периодическое повторение этой операции [4]. Промывку горна этим способом осуществляют во время выпуска продуктов плавки, причем подачу вдуваемого топлива прекращают спустя 5-10 мин после открытия чугунной летки. Недостатком этого известного способа промывки горна, принятого за прототип, является то, что прекращение подачи вдуваемого топлива осуществляют в начале выпуска, когда в горне находится еще большое количество шлака и чугуна. При этом образующиеся в окислительной зоне при прекращении подачи вдуваемого топлива оксиды железа растворяются в большой массе шлака, что уменьшает эффективность промывки горна.

Задачей предлагаемого технического решения является устранение недостатков известных способов - аналогов и прототипа, повышение производительности доменной печи и снижение расхода кокса. Решение данной задачи достигается тем, что в известном способе промывки горна доменном печи, включающем прекращение подачи в фурмы вдуваемого топлива и периодическое повторение этой операций, подачу вдуваемого топлива в фурмы прекращают в конце выпуска продуктов плавки за 5-10 мин до закрытия чугунной летки и возобновляют спустя 6-14 мин после прекращения. Решение данной задачи достигается также тем, что одновременно с прекращением подачи в фурмы вдуваемого топлива в дутье подают водяной пар в количестве 0,1-0,35 кг на 1 кг вдуваемого топлива, подачу которого прекращают.

Сущность изобретения заключается в следующем. При прекращении подачи в фурмы вдуваемого топлива увеличивается окислительный потенциал газа в фурменной зоне и повышается количество железа, окисляемого в ней из чугуна. Образующийся оксид железа растворяется в шлаке, количество которого в горне в конце выпуска минимально. При этом окислительный потенциал шлака резко возрастает и шлак активно реагирует с углеродом графито-коксовой мелочи и образовавшихся в горне спекшихся конгломератов. Это увеличивает скорость промывки горна, способствует улучшению фильтрации продуктов через коксовую насадку, улучшает отработку продуктов плавки, повышает газопропускную способность печи и ее производительность, уменьшает расход топлива на выплавку чугуна. Опыт показал, что прекращение подачи природного газа за 5-10 мин до конца выпуска на период в 6-14 мин достаточно для эффективной промывки горна. Увеличение длительности периода работы печи без вдувания топлива приводит к повышению расхода кокса.

Одновременная с прекращением подачи в фурмы вдуваемого топлива подача в дутье водяного пара в количестве 0,1-0,35 кг на 1 кг вдуваемого топлива, подача которого прекращается, еще более повышает окислительный потенциал газа в фурменной зоне и предотвращает повышение теоретической температуры горения, что способствует сохранению ровного хода печи и стабильной температуры в горне, повышает производительность печи и снижает расход кокса.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. На доменной печи объемом 3200 м³, работающей с вдуванием природного газа в количестве 26000 м³/ч при расходе кислорода на обогащение дутья 22000 м³/ч при температуре дутья 1130^oС и его влажности 6 г/м³ обнаружили признаки начинающегося загромождения горна. На фурмах начал появляться шлак, замедлился сход шихтовых материалов, давление дутья возросло, производительность печи уменьшилась. Для промывки горна использовали способ согласно изобретению. Во время выпусков продуктов плавки за 10 мин до закрытия летки прекращали подачу природного газа в фурмы и возобновляли ее спустя 14 мин. На выпусках из печи интенсивно выходил коксовый мусор. В результате промывки горна согласно изобретению улучшилась отработка продуктов плавки, сход шихтовых материалов стал более ровным, производительность печи увеличилась на 0,8%, суммарный расход топлива (кокса и природного газа уменьшился на 0,5%).

Пример 2. На доменной печи объемом 2000 м³, работающей с вдуванием природного газа в количестве 16500 м³/ч при расходе кислорода на обогащение дутья 16000 м³/ч при его температуре 1125^oС и влажности 6,5 г/м³, при признаках начинающегося загромождения горна применили способ промывки согласно изобретению. Вдувание природного газа прекращали во время выпусков продуктов плавки за 5 мин до закрытия чугунной летки и возобновляли вдувание топлива спустя 7 мин. При этом одновременно с закрытием природного газа в дутье подавали перегретый пар в количестве 1,5 т/ч или 0,125 кг/кг вдуваемого природного газа, подачу которого прекращали. Спустя 7 мин подачу природного газа в фурмы возобновляли, а подачу пара в дутье прекращали. Загромождение горна было предотвращено. Отработка продуктов плавки улучшилась, производительность печи возросла на 0,9%, уменьшились колебания содержания кремния и серы в чугуне и расход топлива на выплавку чугуна сократился на 0,65%.

Таким образом, применение изобретения позволяет успешно предотвращать загромождение горна при ухудшении качества кокса, способствует повышению производительности печи и сокращению расхода топлива на выплавку чугуна.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 802365, МКИ С 21 B 3/00, 1978.

2. Авторское свидетельство N 1620488, МКИ C 21 B 3/00, 1987.

3. Авторское свидетельство N 1449591, МКИ C 21 B 3/00, 1981.

4. Авторское свидетельство N 1528793, МКИ C 21 B 3/00, 1987.