Спосіб захисту футерівки горна доменної печі

1 Спосіб захисту футерівки горна доменної печі, що включає вдування через дуттьові фурми титановмюного компонента в розмеленому стані у складі пиловугільного палива при збільшенні пе Корисна модель відноситься до галузі чорної металурги, зокрема до доменного виробництва і може бути використана при виробництві чавуну в доменних печах Відомий спосіб захисту футерівки горна доменної печі, який включає завантаження в доменну піч залізомютку частину шихти, коксу, подавання в піч комбінованого дуття, періодичне, через 30-75 діб проплавляння залізомюткої частини шихти, завантаження й проплавку на протязі 32-48 годин ванадійтитаномютких компонентів, вміст V2O5 у яких складає 0,30-1,00 мас %, а вміст Т1О2 складає 1,00-3,00 мас % [А с СРСР № 1401046, кл С 21 В 5/00, опубл 07 06 1988 р ] Утворення гарнісажу по відомому способі протікає в несприятливих умовах, обумовлених низьким відновленням оксидів титана і ванадію і тривалістю процесу утворення гарнісажу Основу гарнісажу по відомому способі складають складні з'єднання типу (TiV)nCx, що утворюються в результаті відновлення оксиду титана вуглецем до карбіду титана з наступним розчиненням у ньому ванадію Однак недостатня КІЛЬКІСТЬ надлишкового вуглецю, необхідного для протікання відновлювальних реакцій, приводить до значної тривалості процесу утворення гарнісажу, який рівномірним шаром розподіляється по поверхні футерівки гор репаду температур вхідної води на холодильники горна і вихідної з холодильників горна понад припустимий і закінчення вдування титановмюного компонента при зниженні перепаду до припустимого, який відрізняється тим, що вдування титановмюного компонента ведуть через фурми, що прилягають до холодильника, з перепадом температури води, перевищуючим припустимий, при цьому витрату пиловугільного палива підтримують рівною 1,5-2,6 від прийнятої витрати 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що сумісно з титановмісним компонентом у складі пиловугільного палива додатково вдувають титановмісний компонент витратою, що забезпечує вміст карбіду титана в шлаку 0,78-2,34 % на (металоприймача) печі, обумовлюючи нерівномірність теплозйому і значну витрату ванадійтитаномютких компонентів Найближчим аналогом пропонованої корисної моделі є спосіб захисту футерівки горна доменної печі, згідно з яким у піч вносять титановмюний компонент шихти в розмеленому стані шляхом його вдування через дуттьові фурми разом з пиловупльним паливом, при цьому титановмюний компонент починають вдувати, коли перепад температур вхідної води на холодильники горна і лещаді і вихідної з цих холодильників досягає 2,53°С, а закінчують, коли він знижується до 1,5°С СО [ВІДПОВІДНО ДЛЯ ЛІТНИКОВИХ ХОЛОДИЛЬНИКІВ горна 0,9-1,0°С и 0,5-0,7°С], причому при використанні як титановмюного компонента шихти "червоного шламу" Нікопольського глиноземного заводу із вмістом заліза до 37%, СаО - до 7%, МдО - до 3%, АІ 2 О 3 - до 20%, ТЮг -до 5%, його вдувають сумісно із пиловугільним паливом у співвідношенні 10-25% "червоного шламу" та 75-90% пиловугільного палива [Деклараційний патент України № 2301, кл С 21 В 5/00, опубл 15 01 2004 р ] Ознаки найближчого аналога, що збігаються з суттєвими ознаками заявляємої корисної моделі 1 Вдування через дуттьові фурми титановмюного компонента в розмеленому стані у складі пи ST 7234 ловугільного палива при збільшенні перепаду температур вхідної води на холодильники горна і вихідної з холодильників горна понад припустимим. 2. Закінчення вдування титановмісного компонента при зниженні перепаду до припустимого. Відомий спосіб не дозволяє одержати необхідної для утворення гарнісажу концентрації титановмісних з'єднань в локальному об'ємі шлаку, погіршуючи умови утворення гарнісажу і не забезпечує вирівнювання теплозйому холодильниками горна печі. За умови вдування пиловугільного палива в кількості, передбаченій технологічними параметрами, вуглець пиловугільного палива газифікується за рахунок кисню до 100%, при цьому спостерігається дефіцит вуглецю у фурменому просторі, тому реакція відновлення ТіОг йде через шлак у дифузійній області, погіршуючи умови утворення гарнісажу. У зв'язку з тим, що утворення гарнісажу на вуглецевій футерівці горна печі здійснюється карбідами титана (ТіС), закисом титана (ТіО) і нітридами титана (TiN), а низький відновний потенціал горна доменної печі, обумовлений недостатньою кількістю надлишкового вуглецю стосовно ТіОг приводить до утворення в загальному об'ємі шлаку низьких концентрацій цих титановмісних з'єднань і, як наслідок, процес утворення гарнісажу слабкий. Крім того, утворений гарнісаж рівномірним шаром розподіляється по поверхні усієї футерівки горна печі, оскільки вдування титановмісного компонента здійснюється одночасно через усі фурми, без обліку перепаду температур вхідної води на конкретні холодильники горна і вихідної з холодильників горна, а лише при перевищенні перепаду температур понад припустимий хоча б на одному холодильнику. Це приводить до нерівномірного теплозйому холодильниками горна печі, погіршуючи її роботу і перевитраті дорогих та дефіцитних титановмісних компонентів. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу захисту футерівки горна доменної печі, в якому за рахунок зміни технологічних параметров забезпечується одержання необхідної для утворення гарнісажу концентрації титановмісних з'єднань в локальному об'ємі шлаку, що дозволяє покращити умови утворення гарнісажу для вирівнювання теплозйома. Поставлена задача вирішується тим, що в способі захисту футерівки горна доменної печі, що включає вдування через дуттьові фурми титановмісного компонента в розмеленому стані у складі пиловугільного палива (ПВП) при збільшенні перепаду температур вхідної води на холодильники горна і вихідної з холодильників горна понад припустимим і закінчення вдування титановмісного компонента при зниженні перепаду до припустимого, згідно винаходу вдування титановмісного компонента ведуть через фурми, що прилягають до холодильника з перепадом температури води, перевищуючим припустимий, при цьому витрату пиловугільного палива підтримують рівною 1,5-2,6 від прийнятої витрати. Доцільно сумісно з титановмісним компонентом у складі пиловугільного палива додатково вдувати титановмісний компонент витратою, що забезпечує вміст карбіду титана в шлаку 0,782,34%. При вдуванні через дуттьові фурми титановмісного компонента в складі пиловугільного палива (фракцією менш 80мкм) витратою, рівною 1,5-2,6 від прийнятої витрати, відновлення ТЮг йде в кінетичній області по реакції ТЮ 2 +С -»ТіС + О 2 і ТіО 2 + С -»ТіС + СО. Теоретична температура фурмених газів, що дорівнює 2000-2200°С і присутність водню значно поліпшують умови утворення гарнісажу, при цьому відбувається насичення вуглецем локального об'єму шлаку, що знаходиться під прилягаючими фурмами, і збільшення його кінематичної в'язкості, що в сукупності зі сприятливими умовами відновлення ТіОг також сприяє посиленому утворенню гарнісажу. Надлишковий зміст вуглецю при наявності в горновому газі азоту приводить до протікання реакції -2TiO 2 +4C + N 2 ->2TiN + 4CO, що також сприяє утворенню гарнісажу. Таким чином, для розвитку реакцій утворення необхідної концентрації титановмісних з'єднань (ТіС, ТіО і TiN), що складають основу гарнісажу, необхідно вдувати титановмісний компонент у складі пиловугільного палива через дуттьові фурми, що прилягають до холодильника з перепадом температури води, перевищуючим припустимий, і збільшувати подавання пиловугільного палива на величину, що забезпечує не тільки активне відновлення ТіОг за рахунок вуглецю пиловугільного палива, але й одержання залишкового вуглецю в шлаку, що підвищує його в'язкість, і сприяє посиленому утворенню гарнісажу в цій зоні горна печі без погіршення фізичних властивостей шлаку печі в цілому. При цьому шар гарнісажу утворюється на поверхні футерівки в місцях з підвищеним теплозйомом, що значною мірою дозволяє скоротити витрату титановмісних компонентів при вирівнюванні теплозйома холодильників горна печі, знизити період ремонту футерівки і стабілізувати роботу холодильників горна доменної печі. Приклад 1. Попередньо здійснювали контроль теплозйому холодильників горна печі шляхом визначення перепаду температур для кожного холодильника індивідуально. Було визначено, що на холодильнику № 5 горна печі перепад температур складав 2,7°С, що відповідає теплозйому 20571 ккал/ч. При прийнятій за технологією витраті ПВП, рівній 6 т/год на 13 дуттьових фурм його витрата на одну фурму складала 0,46т/год. Для зниження перепаду температури на цьому холодильнику через прилеглі до нього дуттьові фурм и № 2 і № 3 вдували ПВП, у складі золи якого титановмісний компонент складав 0,8%. Витрату ПВП, яке вдували через фурми № 2 і № 3 підтримували рівною 11,96т/год, що складає 2,6 від прийнятої витрати. Такий режим вдування підтримували протягом 96 годин до зниження перепаду температур до 1,5°С, що відповідало зниженню теплозйому холодильником № 5 горна печі до 14795ккал/ч. Приклад 2. Здійснювали контроль теплозйому холодильників горна печі шляхом визначення перепаду температур для кожного холодильника індивідуаль 7234 но Було визначено, що на холодильнику № 18 горна печі перепад температур складав 1,4°С, що відповідає теплозйому 20160ккал/ч При вимагаємій за технологією витраті ПВП, рівної 9т/год на 15 дуттьових фурм, його витрата на одну фурму складала 0,6т/год Для зниження перепаду температури на цьому холодильнику через прилеглу до нього дуттьову фурму № 9 вдували ПВП, у складі золи якого титановмісний компонент складав 0,8% Витрату ПВП, яке вдували через фурму № 9 підтримували рівною 0,9т/год, що складає 1,5 від прийнятої витрати Через 168 годин теплозйом цим холодильником був знижений до 11848ккал/год при відкритої дуттьової фурмі, при цьому теплозйом холодильником № 17 також був знижений з 14897 до 13500ккал/ч, що забезпечувало вирівнювання теплозйому холодильниками горна печі Приклад З При добовому виробництві чавуну 2000т і необхідній за технологією витраті ПВП 100кг/т чавуну, його витрата на доменну піч на добу складала 200т При працюючих 15 дуттьових фурмах витрата ПВП складала 8,3т/год, на одну фурму складала 0,555т/год Захист футерівки горна доменної печі робили з використанням Качканарських окатишів, у яких вміст Т1О2 складав 2,6% Качканарські окатиші і ПВП із вмістом у його золі ТЮг 0,8% присаджували у млин із розрахунку 2 т/год окатишів і 8 т/год ПВП Здійснювали контроль теплозйома холодильників горна печі шляхом визначення перепаду температур вхідної і вихідної води для кожного холодильника індивідуально, що виявив підвищення перепаду температур від заданого на одному з холодильників, що складав 2,5°С Через адресну фурму, що прилягає до холодильника з перепадом температури води, перевищуючим припустимий, здійснювали вдування ПВП сумісно з Качканарськими окатишами, при цьому витрату вдуваемого ПВП через прилягаючу до даного холодильника Комп ютерна верстка М Мацело фурму збільшили в 2 рази в порівнянні з необхідною за технологією і підтримували рівною 1,11т/год Таким чином, 2т/год окатишів вносять 0,052т/год ТЮ2, а 8т/год ПВП вносять 0,96т/год золи при її ВМІСТІ у ПВП, рівному 12%, тоді концентрація Т1О2 в золі ПВП складає 5,4% Загальний вміст ТЮг в золі ПВП при його витраті 100кг/т чавуну складає 0,8+5,4=6,2%, де 0,8 - вміст ТЮг в золі ПВП, а загальний приход ТЮг на 1т чавуну складає 6,2кг При підвищенні витрати ПВП на адресну фурму в 2 рази, вміст ТЮг в золі складає 0,8 5,4 2 = 11,6 кг/т чавуну При витраті 0,555т/год на фурму вуглець пилу газифікується за рахунок кисню до 100%, при цьому залишковий вміст вуглецю в шлаку складає 0,34% і при відновленні ТЮг - 10% згідно стехіометрії реакцій, концентрація ТіС в шлаку складає 0,11% при його виході 420кг/т чавуну Останній ТЮг залишається в шлаку з концентрацією 1,44% На адресній фурмі з витратою ПВП 1,11 т/год, приходом ТЮг з золою в КІЛЬКОСТІ 11,6кг/т чавуну і при відновленні ТЮг - 70% згідно стехіометрії реакцій, концентрація ТіС в шлаку складає 1,45% при його виході 420кг/т чавуну При цьому загальна концентрація ТіС в локальному об'ємі шлаку під адресною фурмою складає 1,45+0,11=1,56%, загальна концентрація ТЮг складає 1,02%, а загальний вміст вуглецю в локальному об'ємі шлаку під адресною фурмою складає 0,464% Під час вдування ПВП здійснювали контроль вмісту вуглецю і загальний вміст титановмюних з'єднань у шлаку Вміст вуглецю в шлаку складав 0,34%, ТіС - 0,11%, ТЮ 2 - 1,44% Оскільки вміст вуглецю в об'ємі шлаку під прилягаючою адресною фурмою складає 0,464%, ТіС - 1,56%, ТЮ - 1,02%, це забезпечує сприятливі умови утворення гарнісажу і зниження перепаду температур до припустимого значення Пропонований спосіб дозволяє покращити умови утворення гарнісажу і забезпечує вирівнювання теплозйому холодильниками горна печі Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601