Спосіб виплавки чавуну в доменній печі

Реферат: Винахід належить до чорної металургії. Спосіб виплавки чавуну в доменній печі включає подачу в піч шихтових матеріалів в тому числі агломерату і коксу, вдування гарячого дуття та добавок в тому числі і пиловугільного палива, при цьому додатково здійснюють контроль і регулювання температури чавуну шляхом зміни вмісту кремнію, фосфору, сірки, марганцю, вуглецю в чавуні та конвертерного шлаку в шихті агломерату, виходячи з відповідного рівняння. Пропонований спосіб стабілізує доменний процес і сприяє підтримці теплового стану горна та підвищенню якості чавуну. UA 109856 C2 (12) UA 109856 C2 UA 109856 C2 5 10 15 Винахід належить до чорної металургії, зокрема до доменного виробництва, і може бути використаний для регулювання ходу доменної плавки. Відомий спосіб виплавки чавуну в доменній печі шляхом зволоження дуття. При цьому досягається збільшення продуктивності печі в результаті більш рівного ходу печі і збагачення дуття киснем [Металлургия чугуна / Г.Г. Ефименко, А.А. Гиммельфарб, В.Е. Левченко. - Київ: Вища школа, 1988, с. 208-209]. При високих температурах в горні печі волога розкладається на водень і кисень, а в умовах надлишку вуглецю коксу, розкладання здійснюється на водень і оксид вуглецю, які використовуються для непрямого відновлення. До недоліків способу належить те, що вологість дуття змінюється протягом доби і в залежності від пори року, що сприяє зміні температури чавуну на випуску, за рахунок протікання ендотермічних реакцій, а для утримання заданої температури, дуття збагачують природним газом, киснем і підвищують його температуру. Набільш близьким по технічній суті й результату, що досягається, до заявленого способу є спосіб виплавки чавуну в доменній печі [UA № 105330 С21В 5/00 Спосіб виплавки чавуну в доменній печі], який включає подачу в піч шихтових матеріалів, вдування в піч збагаченого киснем гарячого дуття, подачу в піч коксу, додатково здійснюють контроль і регулювання температури чавуну шляхом зміни тиску гарячого дуття, вмісту кисню у дутті і кремнію в чавуні та основності шлаку, виходячи з умов наступного співвідношення: Р 20 25 30 35 40 45 50 55 60 O2 Si Осн Тч=1210,531·1,014338 ·1,001397 ·1,027910 ·1,099379 , (1) де Тч - температура чавуну, °C; 2 Р - тиск гарячого дуття, кг/см ; О2 - вміст кисню в гарячому дутті, мас. %; Si - вміст кремнію в чавуні, мас. %; Осн - основність шлаку, частки одиниць. Недоліки даного способу полягають у тому, що дане співвідношення встановлює взаємозв'язок між температурою чавуну, параметрами дуття і хімічним складом продуктів плавки не враховуючи дренажну здатність горна. Для оцінки роботи доменної печі як критерій, що характеризує дренажну здатність горна, використовують "індекс тотермана" [УДК 669.162.16, И.Ф. Курунов, В.Л. Емельянов, В.И. Титов, В.В. Какукин, Влияние качества кокса на показатели работы доменной печи]. "Індекс тотермана" обчислюють за наступною формулою: DMI=2-Тч-121·Si-128·Р-126·S+11·Мn-389·С-190·В-690, (2) де DMI - "індекс тотермана", частки одиниць; Тч - температура чавуну, °C; Si, Р, S, Мn і С - вміст кремнію, фосфору, сірки, марганцю та вуглецю в чавуні, мас. %; В - основність шлаку (CaO/SiO2), частки одиниць. Високі значення DMI характеризують коксову насадку з високою проникністю. Роботі доменних печей з високою продуктивністю і низькою витратою коксу відповідає показник DMI більше 200. В основу способу виплавки чавуну поставлена задача досягти заданої температури чавуну за рахунок поліпшення дренажної здатності горна. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виплавки чавуну в доменній печі, який включає подачу в доменну піч шихтових матеріалів (агломерату, коксу та інші), вдування гарячого дуття та добавок, в тому числі і пиловугільного палива, стосовно винаходу, додатково контролюється температура чавуну та витрата конвертерного шлаку в шихті агломерату. В ході відпрацювання технології застосування конвертерного шлаку в шихті агломерату виявлено емпіричну залежність "індексу тотермана" від витрати конвертерного шлаку в аглошихті. DMI=2,284·Кш+110,32, (3) де DMI - "індекс тотермана", частки одиниць; Кш - витрата конвертерного шлаку в шихті агломерату, кг/т. З отриманої залежності визначено, що при збільшенні витрати конвертерного шлаку в аглошихті на кожні 10 кг/т відбувається збільшення "індексу тотермана" на 23 одиниці. Рівняння отримано в результаті статистичної обробки виробничих даних ПАТ "Дніпровський металургійний комбінат ім. Ф.Е. Дзержинського" за період з 2006 по 2013 p.p. Після узагальнення рівнянь (2) та (3) температура чавуну розраховується згідно рівняння: Тч=1,14·Кш+61·Si+64·Р+63·S-5,5·Мn+195·С+95·В+400 (4) Суть способу,що заявляется, полягає в наступному. У сталих технологічних умовах стосовно до конкретної доменної печі, узагальнюється інформація по витраті конвертерного шлаку в шихті агломерату та хімічному складу продуктів плавки. Для зміни температури чавуну 1 UA 109856 C2 5 з рівняння (4) спочатку визначається розрахункова температура чавуну в комбінації з витратою конверторного шлаку в шихті агломерату і хімічним складом продуктів плавки. При необхідності одержання заданої температури чавуну, здійснюються коригування змінних показників рівняння. Статистична обробка даних і освоєння способу виплавки чавуну в доменній печі в умовах доменного цеху ПАТ "Дніпровський металургійний комбінат ім. Ф.Е. Дзержинського" проводилася в період з 2006 по 2013 p.p. Основні показники роботи доменного цеху наведені в таблиці. Таблиця Техніко-економічні показники доменного цеху Показники Витрата агломерату, кг/т Витрата конверторного шлаку в шихті агломерату, кг/т Вміст в чавуні, мас. %: Si Мn S Р С Основність шлаку, частки одиниць. “Індекс тотермана", частки одиниць. Розрахункова температура чавуну, °C Фактична температура чавуну, °C Період-І 1493,5 40 Період-II 1524,9 61 0,77 0,43 0,022 0,060 4,42 1,22 210 1473 1475 0,63 0,31 0,025 0,098 4,34 1,18 249 1473 1470 10 15 20 Ефективність винаходу пояснюється наступними прикладами: Розрахункова температура чавуну (Період-І) склала: 1,14·40+61·0,77+64×0,060+63·0,022-5,5·0,43+195·4,42+95·1,22+400=1473 °C. Фактична температура чавуну (Період-І) - 1475 °C. Розрахункова температура чавуну (Період-II) склала: 1,14·61+61·0,63+64·0,098+63·0,025-5,5·0,31+195·4,34+95·1,18+400=1473 °C. Фактична температура чавуну (Період-II) - 1470 °C. З наведених прикладів видно, що пропонований спосіб виплавки чавуну в доменній печі дозволяє підтримувати на максимально високому рівні температуру чавуну, що є важливою умовою стабільності доменного процесу і сприяє підтримці теплового стану горна, підвищенню якості чавуну, збільшенню продуктивності і зниженню витрати коксу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 Спосіб виплавки чавуну в доменній печі, який включає подачу в піч шихтових матеріалів в тому числі агломерату і коксу, вдування гарячого дуття та добавок в тому числі і пиловугільного палива, який відрізняється тим, що додатково здійснюють контроль і регулювання температури чавуну шляхом зміни вмісту кремнію, фосфору, сірки, марганцю, вуглецю в чавуні та конвертерного шлаку в шихті агломерату, виходячи з умов рівняння: Тч=1,14·Кш+61·Si+64·Р+63·S–5,5·Мn+195·С+95·В+400, де Тч - температура чавуну, °C, Кш - вміст конвертерного шлаку в шихті агломерату, кг/т, Si, P, S, Мn і С - вміст кремнію, фосфору, сірки, марганцю та вуглецю в чавуні, мас. %, В - основність шлаку (CaO/SiO2), частки одиниць. 35 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2