RU2095420C1

RU2095420C1 - Blast furnace charging method

Info

Publication number: RU2095420C1
Application number: RU95113916/02A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Абрамович Шепетовский; Ua]; Иван Сергеевич Яриков; Николай Григорьевич Иванча; Ru]
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1997-11-10

Abstract

FIELD: metallurgy, pig iron production. SUBSTANCE: method of charging blast furnace comprises steps of mixing and charging iron ore material with fraction size no less than 5 mm and coke at volume ratio no more than 0.5; mixing above mentioned ingredients in intermediate hopper of charging apparatus by charging coke into it and supplying iron ore material onto charged coke. Such order of mixing ingredients allows to maintain rational distribution of gas flow provided by separate feed along section of furnace. EFFECT: enhanced efficiency of method due to high technical and economical characteristics of furnace.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к доменному производству, и может быть использовано при оснащении доменной печи загрузочным устройством со шлюзованием шихты через промежуточный бункер. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular, to blast furnace production, and can be used to equip a blast furnace with a loading device with charge lock through an intermediate hopper.

Известны способы ведения доменной плавки со смешиванием железорудных компонентов с коксом и с использованием агломерата крупностью менее 5 мм [1-3] Недостаток известных способов в сложной организации равномерного смешивания рудных компонентов и кокса по всей загружаемой порции. При этом неконтролируемая колеблемость фракционного состава загружаемой шихты и непостоянство рудной нагрузки в смешанном шихтовом слое приводят к неровному ходу печи и перерасходу кокса во избежание выплавки некондиционного чугуна. Known methods of blast furnace smelting with mixing iron ore components with coke and using agglomerate with a particle size of less than 5 mm [1-3] The disadvantage of the known methods in the complex organization of uniform mixing of ore components and coke over the entire batch. In this case, uncontrolled fluctuation of the fractional composition of the charged charge and the inconsistency of the ore load in the mixed charge layer lead to an uneven course of the furnace and excessive consumption of coke in order to avoid the production of substandard iron.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ загрузки доменной печи [4-прототип] при котором специально предварительно отсеянные узкая фракция железорудного материала (со средним размером частиц 3,7 мм) и узкая фракция кокса (8-11 мм) смешиваются в объемном соотношении 1/20-1/1. Closest to the invention in technical essence is a method of loading a blast furnace [4-prototype] in which specially pre-screened narrow fraction of iron ore material (with an average particle size of 3.7 mm) and a narrow fraction of coke (8-11 mm) are mixed in a volume ratio 1 / 20-1 / 1.

Недостатком прототипа является необходимость предварительного разделения шихтовых материалов на узкие фракции и закладка их в отдельные, специально выделенные бункеры на участке грохочения. Затем в "карманы" вагон-весов набирают сначала эту отсеянную фракцию кокса, а затем мелкий агломерат. Только после этого полученную мелкую смесь мелких фракций кокса и мелких фракций агломерата загружают обязательно вторым скипом подачи (нужно еще угадать в середину второго скипа) в межконусное пространство загрузочного устройства, стараясь снизить вероятность попадания мелкой смеси на периферию печи после ссыпания с большого конуса, т.е. при нередко применяемом "дополнительном" режиме (когда большой конус опускается после каждого скипа) этот способ применять нельзя. The disadvantage of the prototype is the need for preliminary separation of the charge materials into narrow fractions and laying them in separate, specially selected bins in the screening area. Then, in the “pockets” of the weighing car, this screened fraction of coke is first collected, and then small agglomerate. Only after this, the resulting small mixture of small fractions of coke and small fractions of the agglomerate is necessarily loaded with the second feed skip (you must still guess the middle of the second skip) into the inter-cone space of the loading device, trying to reduce the likelihood of the small mixture getting onto the periphery of the furnace after pouring from a large cone, t. e. with the often used "additional" mode (when a large cone drops after each skip) this method cannot be used.

Налицо очень сложная подготовка шихты к загрузке в печь и вероятность снижения газопроницаемости и дренажной способности периферийного участка столба шихтовых материалов, что вызывает отклонение от оптимального распределения газового потока по сечению печи, неустойчивость гарнисажа и выход из строя воздушных фурм. Технико-экономические показатели работы печи при этом ухудшаются. There is a very complicated preparation of the charge for loading into the furnace and the likelihood of a decrease in gas permeability and drainage ability of the peripheral section of the column of charge materials, which causes a deviation from the optimal distribution of the gas flow over the furnace cross section, the instability of the skull and the failure of the air tuyeres. Technical and economic performance of the furnace is deteriorating.

Как показана практика, смешивать перед загрузкой целесообразно только часть железорудных материалов и кокса [5] а остальные руда и кокс должны загружаться раздельно. При этом раздельными подачами руды и кокса формируют оптимальное распределение потока газа, обеспечивающее наилучшее его использование в печи, а загружаемая в виде смеси шихта не должна исказить характер этого распределения. As practice has shown, before loading it is advisable to mix only part of the iron ore materials and coke [5] and the rest of the ore and coke should be loaded separately. In this case, by separate feeds of ore and coke, the optimal distribution of the gas stream is formed, which ensures its best use in the furnace, and the charge loaded as a mixture should not distort the nature of this distribution.

Задачей изобретения является усовершенствование загрузки в доменную печь смешанной шихты, позволяющее сохранить сформированное раздельными подачами рациональное распределение газового потока по сечению печи и высокие технико-экономические показатели ее работы. Данный технический результат достигается за счет того, что в способе загрузки доменной печи, включающем смешивание и загрузку железорудных материалов фракции менее 5 мм и кокса в объемном соотношении не более 0,5, смешивание осуществляют в промежуточном шихтовом бункере загрузочного устройства путем загрузки в него кокса и подачи на загруженный кокс железорудный материалов. The objective of the invention is to improve the loading of a mixed charge into a blast furnace, which allows to maintain the rational distribution of the gas flow formed over separate sections of the furnace and high technical and economic indicators of its operation. This technical result is achieved due to the fact that in the method of loading a blast furnace, comprising mixing and loading iron ore materials of a fraction of less than 5 mm and coke in a volume ratio of not more than 0.5, mixing is carried out in an intermediate charge hopper of the loading device by loading coke and feeding on loaded coke iron ore materials.

Изобретение поясняется следующими положениями. Высокоэффективная работа печи возможна при устойчивом ходе плавки с максимально допустимым количеством газа в печи и высокой степенью использования его восстановительного и теплового потенциалов. Подъемная сила восходящего потока газов уменьшает крутизну траектории ссыпания мелких фракций шихты (особенно мелкого кокса) и смещает место встречи их с уровнем засыпки и периферии печи. Мелкие шихтовые материалы в периферийной области рабочего пространства печи приводят к снижению газопроницаемости столба шихты в этой области, приходу в горн по периферии недостаточно подготовленных материалов, что вызывает ухудшение дренажной способности насадки в этом районе и выход их строя воздушных фурм. Недовосстановленные материалы будут восстанавливаться в горне прямым путем (за счет углерода кокса) с большим поглощением тепла, т.е. с перерасходом кокса. Малоподвижный железистый шлак затруднит вскрытие летки, истечение продуктов плавки на выпуске увеличит опасность загромождения горна. The invention is illustrated by the following provisions. Highly efficient operation of the furnace is possible with a stable melting course with the maximum allowable amount of gas in the furnace and a high degree of utilization of its reduction and thermal potentials. The lifting force of the upward flow of gases reduces the steepness of the trajectory of pouring small fractions of the mixture (especially fine coke) and shifts the place of their meeting with the level of filling and the periphery of the furnace. Small charge materials in the peripheral region of the furnace working space lead to a decrease in the gas permeability of the charge column in this region, insufficiently prepared materials entering the furnace around the periphery, which causes a deterioration in the drainage ability of the nozzle in this region and the failure of air lances. Unreduced materials will be restored in the furnace by direct means (due to coke carbon) with a large absorption of heat, i.e. with overspending of coke. Inactive ferrous slag will make it difficult to open the notch; the outflow of smelting products at the outlet will increase the risk of clogging the hearth.

Повсеместно отсеиваемая фракция агломерата 5 мм не требует специального дополнительного оборудования на шихтоподаче доменной печи и количество этой фракции составляет 20% и более от всего загружаемого агломерата. Вовлечение в доменную плавку этого мелкого агломерата целесообраазно лишь при условии, что его загрузка не изменит оптимальный характер распределения газового потока по сечению печи, полученной раздельной загрузкой остальной части руды и кокса. Как известно [5] такую возможность дает загрузочное устройство с распределителем лоткового типа, которое позволяет загружаемую в виде смеси руды и кокса шихту рассредоточить по сечению колошника. При этом трудновосстанавливаемая мелочь агломерата благодаря более тесному контакту с коксом в смеси успевает науглеродиться и восстановиться до расплавления, что предотвращает показанные выше негативные последствия концентрированного расположения ее у периферии. The universally screened fraction of 5 mm agglomerate does not require special additional equipment for the charge supply of the blast furnace and the amount of this fraction is 20% or more of the total agglomerate loaded. The involvement of this small sinter in blast furnace smelting is feasible only on condition that its loading does not change the optimal nature of the distribution of the gas stream over the furnace cross section obtained by separate loading of the rest of the ore and coke. As is known [5], such a possibility is provided by a loading device with a tray-type distributor, which allows the charge loaded in the form of a mixture of ore and coke to be dispersed over the top section. At the same time, the agglomerate fines that are difficult to recover due to closer contact with coke in the mixture have time to carbonize and recover before melting, which prevents the negative consequences of its concentrated location at the periphery shown above.

Кроме того, укладка агломерата крупностью менее 5 мм на загруженный ранее кокс в промежуточном бункере обеспечит (в соответствии с закономерностью истечения сыпучего материала из бункера) образование у стен печи коксового порога, что также воспрепятствует попаданию мелочи агломерата на периферию. In addition, laying agglomerate with a particle size of less than 5 mm on the previously loaded coke in the intermediate hopper will ensure (in accordance with the regularity of the outflow of bulk material from the hopper) the formation of a coke threshold near the furnace walls, which will also prevent the fines from entering the periphery.

При соотношении объемов руды и кокса не более 0,5 поступление в печь смеси руды и кокса начнется после 1,5-2 оборотов лотка ввиду опережающего ссыпания части объема материала, находящегося над выпускным отверстием. По мере схода материала к выпускному отверстию мелкий агломерат будет фильтроваться сквозь кокс и рассредоточится достаточно равномерно по всей выгружаемой порции (кроме отмеченной выше части кокса, находящейся непосредственно над выпускным отверстием). When the ratio of ore and coke volumes is not more than 0.5, the mixture of ore and coke will start to flow into the furnace after 1.5-2 turns of the tray due to the advance pouring of a part of the volume of material located above the outlet. As the material descends to the outlet, the small agglomerate will be filtered through the coke and dispersed fairly evenly throughout the entire portion being discharged (except for the part of coke directly above the outlet noted above).

Если объем слоя мелкой фракции агломерата в бункере будет превышать 0,5 объема кокса, то во время выгрузки появятся периоды с содержанием рудной мелочи, значительно превышающим исходное, и в этом случае возможна концентрация рудного материала крупностью менее 5 мм в отдельных зонах колошника. Выход смеси с низким содержанием кокса можно прогнозировать во второй четверти всего периода выгрузки и в заключительной ее фазе, когда будет выходить сконцентрировавшаяся рудная мелочь, профильтровавшаяся к наклонным (коническим) поверхностям бункера через разрыхлившийся в ходе истечения слой кокса. При принятом направлении изменения угла наклона лотка от периферии к центру эта мелочь сосредоточится у оси печи и на узком промежуточном участке сечения колошника и существенно повлияет на газопроницаемость этих участков столба шихты, чем исказит установившееся радиальное распределение потока газа и ухудшит его использование. If the volume of the layer of the fine fraction of the agglomerate in the hopper will exceed 0.5 of the volume of coke, then during unloading there will be periods with the content of ore fines significantly exceeding the original, and in this case, the concentration of ore material with a particle size of less than 5 mm in separate zones of the top. The yield of a mixture with a low coke content can be predicted in the second quarter of the entire unloading period and in its final phase, when concentrated ore fines are filtered out to the inclined (conical) surfaces of the hopper through a layer of coke that has been loosened during the flow. With the accepted direction of changing the angle of inclination of the tray from the periphery to the center, this trifle will concentrate on the axis of the furnace and on a narrow intermediate section of the top of the furnace top and significantly affect the gas permeability of these sections of the charge column, which will distort the steady-state radial distribution of the gas flow and worsen its use.

Следует отметить, что подача в промежуточный бункер мелкого агломерата на кокс с отношением объемов не более 0,5 не приведет к увеличению продолжительности нагрузки порции в печь, так как с вводом мелкой фракции возрастет скорость истечения материала из бункера. It should be noted that feeding small agglomerate to coke in the intermediate hopper with a volume ratio of not more than 0.5 will not lead to an increase in the duration of the portion loading into the furnace, since the introduction of the fine fraction will increase the rate of material outflow from the hopper.

Пример применения предлагаемого способа. Отсев агломерата на шихтоподаче доменной печи классифицируют с выделением фракции 5-3 мм, и эту фракцию по отдельному каналу шихтоподачи возвращают в шихту, укладывая на главный конвейер вслед за коксовой дозой. При массе кокса 12 т и массе мелкой фракции агломерата 14 т суммарный объем порции составляет 12•2 + 14•0,56 31,8 м³ (объем бункера 35 м³), а соотношение объемов руды и кокса в порции (14•0,56): (12•2) 0,327, т.е. менее 0,5. Доля таких смешанных подач в цикле заготовки не превышает 1/3, так как остальными загружаемыми раздельно рудой и коксом формируют оптимальное газоразделение, обеспечивающее высокую степень использования потенциала газового потока.An example of the application of the proposed method. The sinter screenings on the charge supply of the blast furnace are classified with the allocation of a fraction of 5-3 mm, and this fraction is returned to the charge via a separate channel of the charge supply, laying on the main conveyor after the coke dose. With a coke weight of 12 tons and a fine sinter fraction of 14 tons, the total batch volume is 12 • 2 + 14 • 0.56 31.8 m ³ (hopper volume 35 m ³ ), and the ratio of ore and coke volumes in the batch (14 • 0 , 56): (12 • 2) 0.327, i.e. less than 0.5. The share of such mixed feeds in the billet cycle does not exceed 1/3, since the remaining separately charged ore and coke form the optimal gas separation, which ensures a high degree of utilization of the gas flow potential.

Таким образом, ввод в шихту части отсева агломерата не ухудшает показатели работы печи. При этом нет необходимости в сложной классификации шихтовых материалов при подготовке их к загрузке в печь. Thus, the introduction into the charge of the screening part of the sinter does not impair the performance of the furnace. Moreover, there is no need for a complex classification of charge materials when preparing them for loading into the furnace.

Источники информации
1.Заявка Японии N 61-133305, C 21 B 5/00.Sources of information
1. Japanese application N 61-133305, C 21 B 5/00.

2. Опыт вдувания пылеугольного топлива в доменные печи Кваньянга//РЖМет, N 2, 1992, рф. 2В124. 2. The experience of blowing pulverized coal into blast furnaces Kwangyang // RZhMet, N 2, 1992, Russia. 2B124.

3. Заявка Японии N 55-62106, C 21 B 5/00 (РЖМет, N 10, 1980, рф. 10В137П). 3. Japanese application N 55-62106, C 21 B 5/00 (RZhMet, N 10, 1980, Russian Federation. 10B137P).

4.А.с. СССР N 1235900, C 21 B 5/00 прототип. 4.A.S. USSR N 1235900, C 21 B 5/00 prototype.

5.Освоение технологии плавки при загрузке лотковым распределителем части железорудных материалов в смеси с коксом//Сталь, N 11, 1989, с. 13-17. 5. The development of melting technology when loading with a trough distributor part of iron ore materials mixed with coke // Steel, N 11, 1989, p. 13-17.

Claims

A blast furnace loading method, comprising mixing and loading iron ore materials of a fraction of less than 5 mm and coke in a volume ratio of not more than 0.5, characterized in that the mixing is carried out in the intermediate charge hopper of the loading device by loading coke into it and feeding iron ore materials to the loaded coke .