Пиловугільне паливо для доменних печей

Реферат: Пиловугільне паливо для доменної печі містить тонкоподрібнене вугілля. Пиловугільне паливо готують у вигляді суміші малосірчаного низьколетючого вугілля таким чином, щоб сумарний вміст вуглецю в пиловугільному паливі дорівнював не менше 87 %. UA 72962 U (12) UA 72962 U UA 72962 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до чорної металургії, а саме до вдування пиловугільного палива до горна доменної печі, та може бути використаний при виплавці чавуну в доменному виробництві. Основним недоліком сучасного доменного виробництва є його дуже висока енергоємність, тому рівень витрат коксу, як основного виду палива в доменній печі, є універсальним показником ефективності доменного виробництва. Аналіз сучасних доменних технологій показує, що найбільш ефективним способом, який дозволить скоротити витрати коксу і зберегти високий рівень продуктивності доменних печей, є вдування пиловугільного палива. Відоме пиловугільне паливо для доменних печей [Патент РФ № 2349634 від 05.06.2007 р., опубл. 20.03.2009 p.], яке містить тонкоподрібнене газове вугілля, в склад якого додатково вводять тонкоподрібнений кокс, отриманий з термічно обробленого інертним носієм газового малосірчаного вугілля. Термічну обробку газового малосірчаного вугілля інертним носієм проводять при температурі 150-200 °C. До недоліків відомого пиловугільного палива можна віднести невисокий коефіцієнт заміни коксу, а через те, що кокс є найбільш дорогим компонентом доменної шихти - висока вартість отримання чавуну. Найбільш близьким за технічною суттю до палива, що заявляється, є пиловугільне паливо для доменної печі [Патент України № 55808 від 27.12.2010 р., опубл. в бюл. № 24 що містить тонкоподрібнене вугілля і приготовлено у вигляді суміші малосірчаного та низькозольного вугілля таким чином, щоб сумарний вміст високолетючого вугілля у суміші був не більше, ніж 60 %, а сумарний вміст низько летючого, з більш високою теплотворною спроможністю, вугілля не менше, ніж 40 %. При цьому показники технічного аналізу у пиловугільному паливі, в d d перерахунку на суху масу палива, повинні відповідати наступним вимогам: A  8,5 %; S t  d d d d 0,85 %; V  30,0 %, де: A - зольність; S t - вміст загальної сірки; V - вихід летючих речовин. Основними недоліками відомого пиловугільного палива, що складається з суміші вугілля вищевказаного марочного складу, є обмеження потенційних ресурсів для приготування пиловугільного палива та відносно висока вартість приготування пиловугільного палива. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пиловугільного палива для доменних печей щоб забезпечити інтенсифікацію доменної плавки, знизити питомі витрати коксу в доменному виробництві чавуну, підвищити коефіцієнт заміни коксу пиловугільним паливом в доменній печі. Поставлена задача вирішується тим, що пиловугільне паливо приготоване у вигляді суміші низькосірчаного вугілля таким чином, щоб сумарна витрата вуглецю зростала пропорційно збільшенню витрат пиловугільного палива. Вміст вуглецю в пиловугільному паливі впливає на ведення доменного процесу. Це обумовлено тим, що збільшення вмісту вуглецю в пиловугільному паливі приводить до зростання його теплоти згоряння, а також до зростання заміни їм коксу внаслідок виконання їм функції відновлення. Суть корисної моделі полягає в тому, що як основний компонент пиловугільного палива замість малосірчаного високолетючого вугілля використовують малосірчане низьколетюче вугілля, що дасть змогу відмовитись від споживання технологічного природного газу і понизити потребу в металургійному коксі. Дослідні плавки з вдуванням пиловугільного палива, за яке використовували кузнецьке вугілля Бачатського розрізу марки СС, яке характеризується мінімальним вмістом сірки, і донецьке вугілля марок АО і Т, проводились на промисловій доменній печі ЗАТ "Донецьксталь" металургійний завод". Склад і властивості вказаного вугілля представлені в таблиці 1. Таблиця 1 Марка вугілля АО Т СС 50 C 91,60 81,92 80,30 d H d 1,80 3,87 4,30 O d 0,80 0,31 4,90 N d d d r S Wt HGI, од. 1,00 1,90 0,30 0,71 2,11 2,30 A 4,10 10,0 8,0 9,50 4,50 7,70 44 86 67 Теплота згоряння, мДж/кг 25,22 26,49 28,28 Подача пиловугільного палива в фурмені зони доменної печі була по часу рівномірною, при ступінчастій заміні природного газу пиловугільним паливом і підвищення його витрати до 160 кг/т чугуна. При цьому під час плавки стабільними підтримували наступні показники: співвідношення витрат "агломерат-окатиші-залізна руда" становило 1,0:0,05:0,08 при середньому вмісті заліза 55,2 %; температуру горіння підтримували на рівні 2095 °C; при 1 UA 72962 U відносно постійній величині основності і виходу шлаку вміст сірки в чавуні не перевищує 0,033 %, а кремнію - 0,62 %. В ході випробувань були отримані наступні технологічні показники роботи доменної печі, які наведені в таблиці 2. 5 Таблиця 2 Показники роботи печі Варіант 1 Витрати пиловугільного палива, кг/т daf СС (C =87,28 %), кг/т daf АО (C =95,52 %), кг/т daf T(C =91,02 %), кг/т dat Вміст вуглецю (C ) в пиловугільному паливі, кг/т Витрата коксу, кг/т Коефіцієнт заміни коксу, кг/кг 10 15 20 25 2 3 4 160 87,28 427,6 0,74 80 80 89,15 425,8 0,75 80 80 91,40 422,1 0,78 546,2 В першому варіанті доменна піч працювала без добавок пиловугільного палива, в другому, третьому і четвертому варіантах було послідовно введено пиловугільне паливо в кількості 160 кг/т чавуну. Як видно з наведених даних сумарна витрата вуглецю зростає пропорційно збільшенню витрат пиловугільного палива і вмісту його у вугіллі. При цьому зростає кількість вуглецю, що спалюється на фурмах. Також необхідно відмітити, що при використанні вугілля марки СС (варіант 2) витрата коксу знижується до 427 кг/т чавуну, при використанні суміші марок СС і Т (варіант 3) - до 425,8 кг/т чавуну, а марок СС і АО (варіант 4) - до 422,1 кг/т чавуну. При цьому коефіцієнти заміни коксу пиловугільним паливом складають відповідно 0,74, 0,75, 0,78 кг/кг. На підставі проведених досліджень можна зробити висновок, що при витраті пиловугільного палива у кількості 160 кг/т чавуну і підборі відповідного режиму роботи доменних печей можливо забезпечити високі показники виробництва без використання природного газу. Таким чином, винахід доводить, що в умовах підвищення цін на природний газ доцільним є його заміна в доменних печах пиловугільним паливом. Це гарантує скорочення витрат коксу і природного газу до 30 %, що дозволить знизити собівартість чавуну та підвищити конкурентоспроможність вітчизняних металургійних підприємств. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пиловугільне паливо для доменної печі, що містить тонкоподрібнене вугілля, яке відрізняється тим, що пиловугільне паливо готують у вигляді суміші малосірчаного низьколетючого вугілля таким чином, щоб сумарний вміст вуглецю в пиловугільному паливі дорівнював не менше 87 %. 30 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