RU2183219C1

RU2183219C1 - Method of blast-furnace hearth washing

Info

Publication number: RU2183219C1
Application number: RU2001109510A
Authority: RU
Inventors: И.С. Яриков; И.Ф. Курунов; В.Н. Григорьев; В.И. Плешков; В.Г. Ананьевский; В.Л. Емельянов; С.С. Ляпин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2002-06-10

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy, blast-furnace production; applicable in pig iron smelting in blast furnaces with use of additional fuel blown into tuyeres. SUBSTANCE: essence of the invention consists in that in case of detection of signs of coke breeze accumulation in hearth during hot metal tapping, supply of blown fuel to tuyeres is discontinued 5-10 min before plugging up the hot metal taphole, and supply of blown fuel is renewed in 6-14 min after its stopping. Washing effect is intensified when steam in amount of 0.1-0.35 kg per one kg of blown fuel is simultaneously supplied with discontinuation of blown fuel supply. Supply of steam is discontinued when supply of blown fuel is renewed. EFFECT: increased productivity of blast furnace and reduced fuel consumption. 2 cl

Description

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. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to blast furnace production, and can be used in the smelting of pig iron in blast furnaces to prevent clogging of the hearth and disruption of the furnace.

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. When the quality of coke deteriorates in the furnace of the blast furnace, an excessive amount of graphite-coke fines is formed, which does not have time to be consumed in direct reduction reactions and, accumulating, degrades the drainage ability of the furnace. As a result, conditions for the release of melting products worsen, the charge of materials slows down, the pressure drop increases, the chemical composition of cast iron and slag increases, the furnace productivity decreases, and fuel consumption increases. To prevent clogging the hearth in such cases, washing the hearth is used - a technological operation designed to remove accumulated coke breeze from the hearth. Known methods of washing the hearth of a blast furnace, including periodic or one-time loading of the washing mixture into the furnace [1, 2]. Using these methods, a charge is loaded into the furnace, which includes one or more components with a high content of refractory iron and / or manganese oxides (FeO and MnO), for example, welding slag, manganese sinter, iron ore, manganese ore. The glandular and / or manganese slag formed from these components oxidizes the carbon of the graphite-coke fines and, thus, wash the furnace. The disadvantage of these methods is the inevitable in their application increase in coke consumption, as well as the lack of efficiency of the method.

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. A known method of washing the hearth of a blast furnace, comprising using coke oven gas as a washing component, which is fed to the tuyeres of the blast furnace instead of natural gas [3]. The disadvantage of this method is that for its implementation it is necessary to have a system for purification and compression of coke oven gas and supplying it to the tuyeres of blast furnaces. This drawback makes this method practically inapplicable due to its complexity and significant capital costs for its implementation.

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. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a known method of washing the hearth of a blast furnace, which includes stopping the supply of injected fuel into the air lances and periodically repeating this operation [4]. The washing of the hearth by this method is carried out during the production of smelting products, and the supply of injected fuel is stopped 5-10 minutes after the opening of the cast iron notch. The disadvantage of this known method of washing a hearth, taken as a prototype, is that the supply of injected fuel is stopped at the beginning of the production, when there is still a large amount of slag and cast iron in the hearth. In this case, iron oxides formed in the oxidizing zone when the supply of injected fuel is cut off dissolve in a large mass of slag, which reduces the efficiency of washing the furnace.

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. The objective of the proposed technical solution is to eliminate the disadvantages of known methods - analogues and prototype, increasing the productivity of the blast furnace and reducing the consumption of coke. The solution to this problem is achieved by the fact that in the known method of washing the hearth of a blast furnace, including the cessation of the injection of lance injected fuel into the tuyeres and the periodic repetition of this operation, the supply of the blown fuel to the lance is stopped at the end of the production of smelting products 5-10 minutes before the closure of the cast iron notch and resume 6-14 minutes after termination. The solution to this problem is also achieved by the fact that, simultaneously with the cessation of the supply of injected fuel to the tuyeres, water vapor is supplied in the blast in the amount of 0.1-0.35 kg per 1 kg of injected fuel, the supply of which is stopped.

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. The invention consists in the following. When the supply of injected fuel to the tuyeres is stopped, the oxidizing potential of the gas in the tuyere zone increases and the amount of iron oxidized in it from cast iron increases. The resulting iron oxide dissolves in the slag, the amount of which in the furnace at the end of production is minimal. In this case, the oxidizing potential of slag increases sharply and the slag actively reacts with carbon of graphite-coke breeze and sintered conglomerates formed in the furnace. This increases the washing speed of the hearth, helps to improve the filtration of products through the coke nozzle, improves the development of melting products, increases the gas transmission capacity of the furnace and its productivity, reduces fuel consumption for pig iron smelting. Experience has shown that stopping the supply of natural gas 5–10 min before the end of production for a period of 6–14 min is sufficient for effective washing of the hearth. The increase in the duration of the furnace without fuel injection leads to an increase in coke consumption.

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. Simultaneously with the cessation of the injection into the tuyeres of the blown fuel, the supply of water vapor in the blast in the amount of 0.1-0.35 kg per 1 kg of blown fuel, the supply of which is stopped, further increases the oxidizing potential of the gas in the tuyere zone and prevents an increase in the theoretical combustion temperature, which It helps to keep the furnace running and the furnace temperature stable, increases furnace productivity and reduces coke consumption.

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

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%).Example 1. On a blast furnace with a volume of 3200 m ³ , working with the injection of natural gas in an amount of 26000 m ³ / h at a flow rate of oxygen for enrichment of the blast of 22000 m ³ / h at a blast temperature of 1130 ^o C and its humidity of 6 g / m ³ found signs beginning cluttering the bugle. Slag began to appear on the lances, the charge of materials slowed down, the blast pressure increased, and the furnace productivity decreased. For washing the hearth, the method according to the invention was used. During releases of smelting products, 10 minutes before closing, the tap holes stopped the supply of natural gas to the tuyeres and resumed it after 14 minutes. On releases from the furnace coke debris stepped out intensively. As a result of washing the hearth according to the invention, the development of smelting products improved, the gathering of charge materials became more even, the furnace productivity increased by 0.8%, and the total fuel consumption (coke and natural gas decreased by 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%.Example 2. On a blast furnace with a volume of 2000 m ³ , working with the injection of natural gas in an amount of 16500 m ³ / h at a flow rate of oxygen for enrichment of the blast of 16000 m ³ / h at a temperature of 1125 ^o C and a moisture content of 6.5 g / m ³ , with signs of a beginning clutter of the hearth, the flushing method according to the invention was applied. Natural gas injection was stopped during the release of smelting products 5 minutes before the closure of the cast iron notch, and fuel injection was resumed after 7 minutes. In this case, simultaneously with the closure of natural gas, superheated steam was supplied in the blast in an amount of 1.5 t / h or 0.125 kg / kg of injected natural gas, the supply of which was stopped. After 7 minutes, the supply of natural gas to the tuyeres was resumed, and the supply of steam in the blast was stopped. Blocking the hearth was prevented. Smelting products improved, furnace productivity increased by 0.9%, fluctuations in the silicon and sulfur content in cast iron decreased, and fuel consumption for pig iron smelting decreased by 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. Thus, the application of the invention allows to successfully prevent clutter of the hearth with a deterioration in the quality of coke, helps to increase the productivity of the furnace and reduce fuel consumption for smelting cast iron.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 802365, МКИ С 21 B 3/00, 1978.Sources of information
1. USSR author's certificate N 802365, MKI C 21 B 3/00, 1978.

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

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

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

Claims

1. The method of washing the hearth of a blast furnace, including periodically stopping the supply of blowable fuel to the air lances, releasing melted products through a cast iron notch, characterized in that the injection of injected fuel into the air lances is periodically stopped at the end of the release of melting products 5-10 minutes before closing the cast iron sockets and resume 6-14 minutes after cessation of supply.

2. The method according to p. 1, characterized in that at the same time as the injection fuel injection is stopped, water vapor is supplied in an amount of 0.1-0.35 kg of steam per 1 kg of injection fuel, while the supply of water vapor is stopped when the supply is resumed injected fuel.