RU2042714C1

RU2042714C1 - Blast-furnace melting process

Info

Publication number: RU2042714C1
Application number: RU93036677A
Authority: RU
Inventors: В.А. Доброскок; И.Ф. Курунов; Ю.В. Липухин; А.И. Агарышев; В.Н. Логинов; Ю.С. Карабасов
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Эконтех"
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: method involves charging solid fuel additive into blast-furnace so that it is fed to tuyere zones and burnt on tuyeres to the maximum extent. To accomplish that, solid fuel additive is charged into annular conveyance zone, which is spaced from walls for 0.125 deg. Conveyance zone extends through 0.05-0.125 deg of grate. The amount of blast-furnace coke charged into furnace is reduced for 0.5-42% and substituted by equivalent amount of solid fuel additive, with small-fraction coke, coal and other carbonaceous materials being used as solid fuel additives. EFFECT: increased efficiency, reduced consumption of blast-furnace coke, which may be replaced by solid fuel additives. 2 cl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано на доменных печах с загрузочными устройствами, обеспечивающими заданное распределение шихтовых материалов по радиусу и окружности колошника. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to blast furnace production, and can be used on blast furnaces with loading devices that provide a given distribution of charge materials along the radius and circumference of the top.

Известен способ доменной плавки, включающий загрузку в печь подач, состоящих из кокса, рудной части шихты и твердой топливной добавки (каменного угля), используемой периодически с периодом от времени пребывания шихты в печи до этого времени, умноженного на отношение насыпных масс кокса и топливной добавки. A known method of blast furnace smelting, comprising loading into the furnace feeds consisting of coke, the ore portion of the charge and solid fuel additive (coal), used periodically with a period from the time the charge was in the furnace until this time, multiplied by the ratio of the bulk mass of coke and fuel additive .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ доменной плавки, включающий загрузку в печь железорудных материалов, кокса и твердой топливной добавки, вдувание дутья и топливной добавки через воздушные фурмы, выпуск продуктов плавки, в котором твердую топливную добавку загружают в определенную кольцевую зону колошника. The closest in technical essence to the invention is a blast furnace smelting method, which includes loading iron ore materials, coke and a solid fuel additive into the furnace, blowing blast and fuel additive through air lances, releasing melting products in which a solid fuel additive is loaded into a certain annular top zone.

Недостатками известных способов (аналога и прототипа) являются:
Загрузка топливной добавки как кокса по всему сечению колошника (в аналоге), приводящая к ухудшению газопроницаемости столба шихты в верхней части печи, к засорению угольной мелочью коксовой насадки и ухудшению ее дренажной способности, к снижению подвижности шлаков.The disadvantages of the known methods (analog and prototype) are:
The loading of the fuel additive as coke over the entire cross-section of the top (in analog), which leads to a deterioration in the gas permeability of the charge column in the upper part of the furnace, to clogging of coke nozzle with coal fines and to a deterioration in its drainage ability, to a decrease in slag mobility.

Отсутствие четкой регламентации местоположения и размеров зоны колошника, в которую загружают топливную добавку (область с максимальным содержанием углекислоты в газе) в прототипе, что также приводит к попаданию загружаемой коксовой мелочи (топливная добавка в прототипе) в центр печи или на периферию, ухудшая дренажную способность коксовой насадки или вызывая опасность настылеобразования. The lack of clear regulation of the location and size of the top zone in which the fuel additive is loaded (the region with the maximum carbon dioxide content in the gas) in the prototype, which also leads to the loading of coke breeze (fuel additive in the prototype) to the center of the furnace or to the periphery, impairing drainage capacity coke packing or causing a risk of scattering.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков известных способов, сокращение расхода металлургического кокса на выплавку чугуна путем его замены твердыми топливными добавками без ухудшения показателей доменной плавки. The aim of the invention is to remedy these disadvantages of known methods, reducing the consumption of metallurgical coke for smelting pig iron by replacing it with solid fuel additives without compromising blast furnace smelting performance.

Указанная цель достигается тем, что в способе доменной плавки, включающем загрузку в печь железорудных материалов и кокса, вдувание в воздушные фурмы дутья и топливной добавки, загрузку твердой топливной добавки в определенную зону колошника, топливную добавку загружают в кольцевую транспортную зону доменной печи, отстоящую от стен на 0,005 радиуса и имеющую протяженность от 0,05 до 0,125 радиуса. This goal is achieved by the fact that in the blast furnace method, which includes loading iron ore materials and coke into the furnace, blowing blast and fuel additive into air lances, loading solid fuel additive into a certain top zone, the fuel additive is loaded into the annular transport zone of the blast furnace, which is separated from walls with a radius of 0.005 and a length of 0.05 to 0.125 radius.

Цель изобретения достигается также тем, что количество загружаемого в печь кокса уменьшают на 0,5.42% заменяя его эквивалентным количеством топливной добавки. The purpose of the invention is also achieved by the fact that the amount of coke loaded into the furnace is reduced by 0.5.42%, replacing it with an equivalent amount of fuel additive.

Сущность изобретения заключается в следующем. Транспортная кольцевая зона, отстоящая от стен на 0,005 радиуса и имеющая протяженность до 0,05. 0,125 радиуса, транспортирует шихтовые материалы и кокс, находящиеся в ней, в фурменные очаги. Размеры этой зоны определены путем математического моделирования движения материалов в печи. The invention consists in the following. Transport annular zone, separated from the walls by 0.005 radius and having a length of up to 0.05. 0.125 radius, transports charge materials and coke in it into tuyere foci. The dimensions of this zone are determined by mathematical modeling of the movement of materials in the furnace.

Расположение периферийной границы транспортной зоны на расстоянии 0,005 радиуса от стенки колошника обусловлено необходимостью исключить попадание загружаемых топливных добавок непосредственно к стенкам печи и в область выступающих частей воздушных фурм. Это исключает участие топливной добавки в процессах настылеобразования и предотвращает зарастание фурм конгломератом из вязких шлаков и топлива. The location of the peripheral border of the transport zone at a distance of 0.005 radius from the top wall is due to the need to exclude the ingress of fuel additives directly to the walls of the furnace and in the area of the protruding parts of the air tuyeres. This eliminates the participation of the fuel additive in the processes of scattering and prevents tuyeres from becoming conglomerated from viscous slags and fuels.

Протяженность транспортной зоны (от 0,05 до 0,125 радиуса) определена возможной протяженностью окислительных зон в доменной печи, в которых происходит горение топлива. При попадании загружаемой топливной добавки за пределы фурменных очагов она не сгорает и засоряет коксовую насадку. The length of the transport zone (from 0.05 to 0.125 radius) is determined by the possible length of the oxidation zones in the blast furnace in which the combustion of fuel occurs. When a loaded fuel additive gets outside the tuyere foci, it does not burn and clogs the coke nozzle.

Результаты исследований замороженных доменных печей показали, что в кольцевой зоне, соответствующей по размерам и расположению транспортной зоне, порозность столба шихтовых материалов близка к минимальной (0,28.0,3), что обеспечивает некритичность этой зоны к фракционному составу загружаемой топливной добавки и практически исключает ее влияние на газодинамику верхней части доменной печи. The results of studies of frozen blast furnaces showed that in the annular zone, corresponding in size and location of the transport zone, the porosity of the charge column is close to the minimum (0.28.0.3), which ensures that this zone is not critical to the fractional composition of the loaded fuel additive and practically eliminates it effect on the gas dynamics of the upper part of the blast furnace.

Нижний предел массы металлургического кокса, заменяемого загружаемой топливной добавкой, определен возможностями дозирования и транспортировки отдельных порций материалов существующими системами шихтоподачи с учетом возможной периодичности ее загрузки (не реже 1 порции на объем шихты, занимающий 0,5 объема печи). Этот предел (0,5%) определен также с учетом возможностей математического моделирования, достоверные результаты которого получаются с точностью не более 0,5% относительных. The lower limit of the mass of metallurgical coke replaced by a loaded fuel additive is determined by the dosing and transportation capabilities of individual portions of materials by existing charge supply systems, taking into account the possible frequency of its loading (at least 1 portion per charge volume, occupying 0.5 furnace volume). This limit (0.5%) is also determined taking into account the capabilities of mathematical modeling, the reliable results of which are obtained with an accuracy of not more than 0.5% relative.

Верхний предел количества металлургического кокса (42%), заменяемого загружаемой топливной добавкой, получен из условия обеспечения загрузки топливной добавки в кольцевую транспортную зону с заявленными размерами (отстоит от стенки на 0,005 радиуса и имеет протяженность до 0,125 радиуса). Превышение этого предела вызывает растекание загружаемой топливной добавки за пределы транспортной зоны даже при самых высоких углах откоса (27^о) топливной добавки. При этом загружаемая топливная добавка может попадать как стенкам печи, так и в ее центр, вызывая неблагоприятные явления, указанные выше.The upper limit of the amount of metallurgical coke (42%) replaced by a loaded fuel additive was obtained from the condition that the fuel additive was loaded into the annular transport zone with the declared dimensions (it is 0.005 radius from the wall and has a length of up to 0.125 radius). Exceeding this limit causes spreading of loaded fuel additive beyond transport zone even at high angles of slope (27 ^a) a fuel additive. In this case, the loaded fuel additive may fall both in the furnace walls and in its center, causing the adverse effects indicated above.

Указанные выше газодинамические особенности транспортной зоны позволяют применять в доменной печи в соответствии с настоящим изобретением разнообразные твердые топливные добавки; как например мелкофракционный кокс, каменный уголь, антрацитовую мелочь, отходы пластмасс, фрагментированные автомобильные покрышки и т.п. Наличие в транспортной зоне как вертикальных, так и горизонтальных составляющих потока газа обеспечивает нормальный восстановительный режим и нагрев материалов в этой зоне. The above gas-dynamic features of the transport zone make it possible to use a variety of solid fuel additives in a blast furnace in accordance with the present invention; such as fine-grained coke, coal, anthracite fines, plastic waste, fragmented car tires, etc. The presence in the transport zone of both vertical and horizontal components of the gas flow ensures a normal recovery regime and heating of materials in this zone.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

П р и м е р 1. Доменная печь объемом 5580 м³, оборудованная загрузочным устройством с вращающимся распределительным лотком, работала со следующими параметрами: масса кокса в подаче 30 т, масса железорудных составляющих 120 т, расход природного газа 100 м³, температура дутья 1150^оС, содержание кислорода в дутье 26% давление газа на колошнике 300 кПа.PRI me R 1. A blast furnace with a volume of 5580 m ³ , equipped with a loading device with a rotating distribution tray, worked with the following parameters: mass of coke in the feed 30 t, mass of iron ore components 120 t, natural gas consumption 100 m ³ , blast temperature 1150 ^o C, the oxygen content in the blast 26% gas pressure at the top 300 kPa.

В соответствии с изобретением массу кокса уменьшили в каждой второй подаче на 6 т. При загрузке каждой второй подачи в зону, ограниченную размерами 0,005. 0,09 радиуса колошника, считая от его стенки, загружали 7 т коксовой мелочи фракции 0.25 мм. Было загружено 300 т коксовой мелочи без изменения интенсивности плавки и нагрева печи. In accordance with the invention, the mass of coke was reduced in every second feed by 6 tons. When loading every second feed into a zone limited to 0.005. 0.09 of the radius of the top, counting from its wall, loaded 7 tons of coke breeze fraction 0.25 mm 300 tons of coke breeze were loaded without changing the intensity of melting and heating the furnace.

П р и м е р 2. Доменная печь объемом 5580 м³ работала с параметрами, указанными в примере 1. В соответствии с изобретением массу кокса в каждой подаче уменьшили на 3,5 т. В каждую вторую подачи брали каменный уголь фракции 13.25 мм, который загружали в кольцевую зону колошника, ограниченную размерами 0,005. 0,1 радиуса колошника от его стенки. Порция загружаемого каменного угля составляла 9 т/подачу. Было загружено 500 т угля без отклонения режимных параметров и технико-экономических показателей доменной плавки от обычных пределов.PRI me R 2. A blast furnace with a volume of 5580 m ³ worked with the parameters specified in example 1. In accordance with the invention, the mass of coke in each feed was reduced by 3.5 tons. Coal fraction of 13.25 mm was taken in each second feed, which was loaded into the annular zone of the top, limited to a size of 0.005. 0.1 radius of the top from its wall. The portion of feed coal was 9 t / feed. 500 tons of coal were loaded without deviating operational parameters and technical and economic indicators of blast furnace smelting from normal limits.

Таким образом, применение изобретения позволяет осуществлять частичную замену металлургического кокса дешевыми сортами твердого топлива, включая углеродсодержащие природные материалы и отходы, загрузка которых возможна с помощью загрузочных устройств. Thus, the application of the invention allows the partial replacement of metallurgical coke with cheap grades of solid fuel, including carbon-containing natural materials and waste, the loading of which is possible using loading devices.

Claims

1. METHOD OF A DOMAIN BLINDING, which includes loading iron ore materials and coke into the furnace, blowing blast and fuel additives into air lances, loading solid fuel additives into a certain top zone, characterized in that the fuel additive is loaded into the annular zone, which is 0.005 spaced from the top walls radius and having a length of 0.05-0.125 of the radius of the top.

2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of coke in the feeds is reduced by 0.5-42% and replaced with an equivalent amount of the loaded fuel additive.