Спосіб промивання горна доменної печі

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для ликвидации загромождения или восстановления рабочего объема горна в случае его уменьшения. Известны способы промывки горна доменных печей сварочным шлаком, марганцевой и железной рудами, плавиковым шпатом, их смесями, высокозакисным агломератом, коксовым и природным газами. Известен способ промывки горна доменной печи, включающий введение добавок к рудной части ши хты в виде сварочного шлака, железной руды, марганцевой руды, плавикового шпата, в котором эффект достигается тем, что при оптимальных показаниях теплосъема лешади и при условиях, предопределяющих возможное начало горения фурм, вводят промывочную шихту в виде сварочного шлака, марганцевой и железной руд в количества х 0,5 - 1,5% объема печи, а при показаниях теплосъема на 10 - 15% меньше нижнего предела в горн вводится плавиковый шпат в количестве 8 - 10кг/т чугуна (А.с. СССР №802365, кл. C21B3/00, 1981). Проводимые систематические промывки горна отдельными порциями шихты, содержащей 150 300т сварочного шлака, 5 - 20т марганцевой руды, 35 - 60т железной руды при периодичности промывок один раз в 3 - 5 суток, не улучшили дренажной способности горна. Потребовался вводе ши хту плавикового шпата. Этот способ промывки имеет существенные недостатки. Рекомендуемое количество промывочной шихты с указанной периодичностью промывок не может оказаться заметного влияния на состояние загроможденного горна. Суммарная масса промывочной шихты 190 - 280т при переработке в межпромывочный период 45000 76000т железорудного сырья составляет незначительную величину - 0,36 - 0,64%. Положительный результат был достигнут вследствие длительного (несколько месяцев) использования небольших количеств промывочных материалов. Известен способ промывки горна доменной печи, включающий ввод в рудную часть шихты высокозакисного агломерата и его проплавку в доменной печи, в котором постоянство рабочей емкости горна доменной печи достигается за счет периодического (через 30 - 60 выпусков чугуна) ввода в ши хту высокозакисного агломерата в количестве 0,3 - 0,6 объема горна (А.с. СССР №1161560, кл. C21B5/00, 1985). При указанных в описании изобретения производительности печи, расходах обычного и высокозакисного агломератов доля промывочной шихты, загружаемой в печь между смежными промывками, составляет практически ту же величину, что и в способе по а.с. №802365 - 0,33 0,64%. Положительный эффект достигнут за счет продолжительного (около двух месяцев) периода промывки. Известен также способ промывки горна и стен доменной печи, включающий загрузку в доменную печь основных компонентов шихты, агломерата, окатышей, флюсов, кокса и добавки сварочного шлака, в котором подача смеси сварочного шлака с другими компонентами шихты осуществляется с цикличностью 5-200 подач при расходе шлака в подачу 0,06 - 3,0 величины, применяемой на печи коксовой колоши (А.с. СССР №1186635, кл. C21B3/00; 5/02, 1985). При этом значения расхода, близкие к нижнему пределу, соответствуют меньшим интервалам чередования подач, содержащих сварочный шлак, а близкие к верхнему пределу - большим интервалам, В качестве примера в описании изобретения результаты работы доменной печи объемом 1033м 3 по 60 суток введены в базовом и опытном периодах на подаче 18 - 20т рудных материалов и 5,9 - 6,2т кокса. Производительность печи составляла 1678т/сут. (базовый) и 1763т/сут. (опытный) периоды. При указанных удельных расхода х железорудного сырья суточный проплав их составлял по периодам 2350 и 3030т или 150 - 160 подач, а доля промывочной шихты в общей массе 0,45 - 0,6%, что полностью соответствуе т параметрам промывок по авторским свидетельствам СССР №802365 и 1161560. Есть и другие способы улучшения состояния горна (А.с. СССР №850660, кл. C21B3/02, 1981; №1276664, кл. C21B3/00, 1986; №1449591, кл. C21B3/00, 1989), однако они менее технологичны. Общим недостатком рассмотренных способов промывок является отсутствие мер или технологических приемов по поддержанию стабильного теплового состояния доменных печей и большая продолжительность промывочного периода, что удлиняет период неудовлетворительной работы печи. Наиболее близким по технической сущности является способ промывки горна доменной печи по а.с. СССР №1620488, кл. C21B3/00, 1991, включающий введение в состав рудной части шихты промывочных добавок в виде сварочного шлака или марганцевой руды, которые задают в состав 4 - х - 20 - ти подач и загружают из расчета подхода в горн первой промывочной подачи к началу выпуска чугуна, а последней - к концу следующего выпуска. При загрузке марганецсодержащих добавок увеличивают массу кокса в подаче из расчета дополнительного расхода его 0,9кг на каждый 0,1% повышения массовой доли марганца в чугуне. При использовании сварочного шлака массу кокса в подаче увеличивают из расчета 0,6 - 0,7т на каждую 1,0т сварочного шлака. В качестве примера приведена профилактическая промывка нормально работающей доменной печи объемом 2000м 3, в состав ши хты которой на 20 подач введено по 0,1т марганцевой руды. Отмечено, что на втором промывочном выпуске наблюдался повышенный выход с продуктами плавки графито-коксовой мелочи. В описании изобретения указывается, что такой режим промывок обеспечит меньший расход дополнительного кокса на промывки. Данный способ промывки разработан без учета особенностей опускания шихты в доменной печи. Загрузка промывочной шихты с обязательным подходом первой порции промывочного материала к концу одного, а последней - к концу следующего выпуска ничем не обоснована, эффект рассчитан только на два смежных выпуска. Такой режим промывок не может заметно улучшить состояние горна при серьезном загромождении или в короткий срок восстановить его рабочий объем. По данным проведенных в ФРГ исследований увеличение времени пребывания кокса в доменной печи приводит вследствие воздействия щелочей к увеличению в два раза доли кокса с размерами куска менее 6,3мм (Beeppler E., B. Gorstenberg, U. Jansen, M. Peters, Ironmaking Conferee proceedings, Vol.51, Canada, 1992). В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа промывки горна доменной печи путем распределения промывочных материалов в виде кускового марганецсодержащего шлака по сечению печи с учетом разницы в скорости опускания шихты и по режиму, обеспечивающему интенсивный ход промывки, минимальные колебания теплового состояния горна и состава шлака, экономичность процесса промывки. Поставленная задача решается тем, что в способе промывки горна доменной печи, включающем введение в состав ши хты промывочных материалов, например, кускового марганецсодержащего шлака согласно изобретению предварительно оценивают распределение диоксида углерода по радиусу доменной печи, в состав ши хты на весь промывочный период до устранения загромождения горна без дополнительного кокса вводят промывочную добавку в количестве 1,5 2,0% от массы рудных материалов в подаче, причем распределяют добавку в осевой и расположенной на расстоянии 1/3 - 1/2 радиуса от оси печи зонах с максимальным содержанием диоксида углерода в доменном газе. Из опыта работы доменных печей известно, что скорость схода шихты и время пребывания ее в доменной печи неодинаковы и зависят от количества проходящего через слой шихты газа. Оценка распределения газового потока по сечению печи осуществляется по содержанию диоксида углерода в пробах газа, отбираемых на горизонте верха шахты в разных точках радиуса. Максимальному содержанию в газе соответствует наименьшая скорость опускания материалов в этой зоне доменной печи. Таким образом, для повышения эффективности промывок промывочные материалы следует располагать по месту образования большего количества коксовой мелочи. При загромождении горнов такими зонами являются осевая и прилегающая к ней на расстоянии 1/3 - 1/2 радиуса от оси печи. Доля промывочных материалов в доменной шихте должна обеспечить интенсивный ход промывки, минимальные колебания теплового режима и состава шлака, экономичность. Способ реализован на доменной печи объемом 1386м 3 в период резкого ухудшения качества кокса и при явных признаках загромождения горна. Основные показатели процесса приведены в таблице. В опытном периоде по предложенному режиму осуществлялась загрузка в доменную печь отходов ферросплавного производства марганецсодержащего шлака следующего состава, %: Температурный интервал плавления: начало 1125°C, конец - 1170°C. При этом отмечено улучшение показателей плавки. На выпусках наблюдался интенсивный выход коксовой мелочи, содержание серы в чугуне практически осталось на прежнем уровне при выплавке чугуна с меньшим содержанием кремния и на шлаках меньшей основности. Содержание диоксида углерода в осевой зоне снизилось с 14 16 до 8 - 10%. Загромождение устранено в течение 4 - х суток.