Спосіб доменної плавки

Корисна модель відноситься до чорної металургії і може бути використана в доменному виробництві при виплавці чавуну в доменній печі. Відомий спосіб доменної плавки, відповідно до якого в печі, що працює на комбінованому дутті з вдуванням природного газу, використовують офлюсований агломерат і низькоосновні окатиші, при цьому для офлюсування порожньої породи агломерату і низькоосновних окатишів використовують вапняк і конвертерний шлак [Експрессинформация института "Черметинформация", 1975, серия 4, вып. 5.]. Використовування у відомому способі вапняку вимагає додаткової витрати тепла в доменній печі на розкладання карбонатів і реакцію взаємодії СО2, що утворюються, з вуглецем коксу. Крім того, використовування вапняку спільно з конвертерним шлаком приводить до наведення в шлаках недостатньої кількості магнезії, що не дозволяє отримати задовільну в'язкість і десульфуруючу здатність шлаку при роботі на основних шлаках з високим надходженням сірки з шихтою. Подача вапняку з конвертерним шлаком приводить до збільшення виходу шлаку з доменної печі, що у свою чергу вимагає додаткових витрат енергії на його розплавлення і відновлення із збільшенням витрати коксу. Також наявність в конвертерному шлаку фосфору і лугів приводить до погіршення якості доменного чавуну і погіршення роботи доменних печей. Найближчим аналогом корисної моделі, що заявляється, є спосіб доменної плавки, що включає завантаження залізорудних матеріалів (агломерату і окатишів) і флюсу при використовуванні комбінованого дуття з вдуванням природного газу, при цьому як флюс використовують кускове вапно, випалене при високих температурах (1000 °С і вище) у кількості 15-135кг/чавуну [UA №66627 А, кл. С21В 5/00, опубл. в 17.05.2004 р.]. Загальними суттєвими ознаками найближчого аналога і корисної моделі, що заявляється, є: завантаження в доменну піч флюсу, що містить вапно. Відомий спосіб не забезпечує отримання необхідного технічного результату із наступних причин. Використовування як флюс випаленого вапна не забезпечує оптимальної в'язкості і десульфуруючої здатності шлаку через високу його основність (CaO/SiO2) при використовуванні різних варіантів завантаження печі залізорудним матеріалом, що приводить до зниження десульфуруючого елемента як MgO, що не забезпечує високої продуктивності доменної печі, приводить до високої питомої витрати коксу, знижує якість чавуну за рахунок високого вмісту сірки. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу доменної плавки, в якому за рахунок оптимізації фізико-хімічних властивостей шлаку забезпечується стабілізація шлакового режиму доменної плавки, що приводить до зниження вмісту сірки в чавуні з одночасним зменшенням питомої витрати коксу і підвищенням продуктивності печі. Поставлена задача досягається завдяки тому, що в способі доменної плавки, який включає завантаження в доменну піч залізорудних матеріалів, коксу і флюсу, що містить вапно при використовуванні комбінованого дуття і природного газу, згідно корисної моделі вапно використовують із вмістом магнезії, рівним 20-40%, при цьому завантаження в доменну піч флюсу ведуть витратою, яка забезпечує відношення MgO/Al2O3 в шлаку 0,7-1,2 при основності шлаку CaO/SiO2, рівної 1,15-1,25. Експериментально встановлено, що вміст магнезії (MgO) у вапні, яке що входить до складу флюсу, на рівні 20-40% сприяє отриманню стійких шлаків в широкому інтервалі температур з низькою в'язкістю при його основності (CaO/SiO2), рівної 1,15-1,25. При вмісті магнезії у вапні, що входить до складу флюсу, рівної 20-40%, шлаки мають температуру початку кристалізації 1300-1330°С і вміст MgO на рівні 5-8%, що відповідає умовам роботи печі на нормальному тепловому рівні і високій десульфуруючій здатності шлаку. При вмісті магнезії у вапні більше 40% не дозволяє отримувати необхідне співвідношення MgO/Al2О3, його підвищення більше 1,2 вимагає для оптимальної роботи печі перегріву продуктів плавки по відношенню до нормального рівня нагріву не менше ніж на 70°С, що потребує додаткової витрати коксу і знижує економічність плавки. Вміст магнезії у вапні менше 20% також не може забезпечити необхідне співвідношення МgO/Аl2О3 в заявленому інтервалі, оскільки воно буде менше 0,7, що приводить до перевитрати коксу і зниженню продуктивності роботи доменної печі. Завантаження в доменну піч флюсу, що містить вапно із вмістом магнезії 20-40%, ведуть витратою для отримання відношення MgO/Al2O3 в шлаку 0,7-1, 2, що забезпечує стабілізацію шлакового режиму доменної плавки за рахунок оптимізації фізико-хімічних властивостей шлаку. Відношення MgO/Al2О3 в шлаку менше 0,7 приводить до підвищення в'язкості шлаку, що вимагає для оптимальної роботи печі додаткової витрати коксу, знижуючи її економічність. Відношення MgO/Al2О3 в шлаку більше 1,2 приводить до дестабілізації шлакового режиму доменної плавки, зниження продуктивності і підвищення питомої витрати коксу. Приклад Спосіб здійснювали на доменній печі для отримання передільного чавуну. В доменну піч, що працює на високотемпературному комбінованому дутті з вдуванням пиловугільного палива і природного газу, завантажували залізорудні матеріали. Як залізорудні матеріали використовували офлюсований агломерат і низькоосновні окатиші. Як флюс використовували вапно із вмістом магнезії 20-40%, що являється продуктом випалу доломіту. Завантаження в доменну піч флюсу здійснювали витратою, що забезпечує відношення MgO/Al2О3 в шлаку 0,7-1,2 при основності шлаку CaO/SiО2, рівної 1,15-1,25. В таблиці 1 представлені показники доменних плавок за 3 місяці за пропонованим способом і показники за способом найближчого аналога (база). В таблиці 2 наведені технологічні параметри доменних плавок і отримані результати при використовуванні значень заявляємих параметрів порівняно з найближчим аналогом, де: №№1-3 - пропонований спосіб, №4 - дані найближчого аналога. Таблиця 1 Назва показника Вміст Fе% (55-60%) Витрата ПГ, м3/т до 100 м3/т Витрата ПВП, кг/т Чавун, % Вміст Мn Вміст Si Вміст S Кокс, % S М25 M10 Збагачення дуття киснем, % Температура гарячого дуття, ° Простої, % Тихий хід, % Витрата металодобавок, к/т Вміст фракції 0-5% Тиск колошникового газу, кПа Витрата коксу (сухий), кг/т Приведена витрата коксу, кг/т Відхилення, кг/т Виробництво, т/добу Приведене виробництво, т/добу Відхилення, т/добу Співвідношення агломерат/окатиші, % Основність шлаку Масова частка магнезії в шлаку, % Масова частка глинозему в шлаку, % MgO/АІ 2О3 Кількість флюсів вапняк флюс випалений доломітизований вапняк Загальна витрата флюсів 59,38 96,00 60,00 04 Жовтень 58,72 77,67 97,67 Приклади здійснення 04 Листопад 57,77 51,00 80,00 04 Грудень 57,66 65,00 89,00 0,10 0,81 0,039 0,34 0,75 0,034 0,37 0,77 0,035 0,22 0,75 0,034 11,90 1,30 86.70 7,90 24,16 1110,00 2,06 0,00 13,00 11,37 1,20 478,00 11,90 1,33 87,30 7,00 25,20 1090,00 1,68 0,13 14,67 10,55 1,22 413,00 438,96 -39,04 2201,80 2144,52 161,99 50/50 1,22 4,90 6,60 0,74 107,00 28,00 0,00 135,00 11,90 1,40 87,00 7,80 22,50 1093,00 1,39 0,00 10,00 10,00 1,22 449,00 436,04 -41,96 2067,22 2065,26 82,73 50/50 1,20 5,82 6,45 0,90 82,00 47,00 0,00 129,00 11,90 1,37 86,80 7,80 23,80 1088,00 4,33 0,00 2,00 9,92 1,18 441,00 439,13 -38,87 2030,94 2111,13 128.60 48/52 1,21 6,90 6,10 1,13 15,00 35,00 87,00 137,00 База 1982,53 55,8/44,2 1,26 3,24 6,48 0,50 140,00 0,00 0,00 140,00 Таблиця 2 пп 1. 2. 3. 4. Вміст MgO у вапні, % 40 27 20 5 Технологічні параметри Параметри шлаку Витрата флюсу, MgO/Al2О3 CaO/SiО2 кг/т 35,0 1,2 1,15 43,0 1,0 1,20 55,0 0,74 1,25 65,2 0,5 1,26 Отримані результати Висота коксу, кг/т Продуктивність, т/доба 432,96 435,0 440,1 478,0 2150,4 2140,2 2135,1 1982,5 Аналіз результатів таблиць 1 і 2 показує, що різниця по витраті коксу і продуктивності отримана унаслідок стабілізації шлакового режиму, обумовленого оптимізацією фізико-хімічних властивостей шлаку. Таким чином, використовування пропонованого способу забезпечує зниження витрати коксу на 9% і підвищення продуктивності на 6%.