Спосіб запобігання горінню повітряних фурм доменної печі

Реферат: Спосіб запобігання горінню повітряних фурм доменної печі включає зменшення кількості рідкого чавуну, який проходить через зону циркуляції перед фурмою. За наявності на печі закритих фурм - відкривають усі фурми, а при всіх відкритих фурмах - збільшують їх діаметр. UA 91627 U (12) UA 91627 U UA 91627 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі чорної металургії, а саме до доменного виробництва, і може використовуватися для запобігання захаращенню горна доменних печей та недопущенню горіння повітряних фурм. У доменній практиці є проблема, пов'язана з захаращенням горна, що виникає, насамперед, через низьку міцність завантаженого в піч коксу, який інтенсивно руйнуючись, призводить до накопичення в горні великої кількості коксового дрібняку та погіршує дренажну здатність коксової насадки в горні. Прямим наслідком захаращення горна доменної печі є інтенсивне горіння повітряних фурм, що призводить до тривалих простоїв печей, зниження їх продуктивності та зростання питомої витрати коксу. Для очищення горна від коксового дрібняку і відновлення нормальної дренажної здатності горна застосовують різні способи його промивки, тобто видалення з горна дрібного коксу. Відомий спосіб промивки горна доменної печі, що включає завантаження в піч промивної шихти у вигляді зварювального шлаку, залізної руди, марганцевої руди, плавикового шпату і припинення подачі відновної добавки в фурми печі на 15-120 хвилин, перед яким протягом 0,41,0 години опускання шихти на рівень фурм в піч подають дуття без збагачення його киснем [А. с. СРСР № 1530639, МПК С21В3/00, 1989]. Недоліком відомого способу промивання горна доменної печі є те, що при необхідності проведення частих промивань, зниження вмісту кисню в дутті для попереднього прогріву горна, за рахунок уповільнення руху шихти, призводить до зниження інтенсивності плавки і, як наслідок, до додаткового зменшення продуктивності печі та зростання витрати коксу. Відомий спосіб промивки горна доменної печі, що включає припинення подачі відновної добавки в фурми доменної печі на 15-120 хвилин на початку випуску продуктів плавки через 510 хвилин після відкриття чавунної льотки [А. с. СРСР № 1528793, МПК С21В3/00, 1989]. Недоліком способу промивання горна доменної печі є те, що при повному припиненні подачі відновлювальних добавок більше 40 хвилин і посиленні прямого відновлення, в горні печі відбувається інтенсивне похолодання горна доменної печі і, як наслідок, збільшення вмісту сірки в чавуні. Це явище частково усувають попереднім завантаженням холостої подачі і, після приходу її в горн, проводять процедуру промивки шляхом закриття подачі відновної добавки. При цьому, в разі частих промивок, які доводиться проводити внаслідок низької якості коксу, перевитрачається кокс і знижується продуктивність доменної печі. Недоліком застосування будь-яких способів промивки горна, є усунення наслідків, а не причини. Радикальним способом підвищення дренажної здатності горна і запобігання горінню повітряних фурм є поліпшення якості коксу, що завантажується в доменну піч. Однак, є ще один шлях - це зниження кількості чавуну, що виплавляється за добу у перерахунку на 1 фурму, тобто зниження кількості крапель чавуну, що зрошують зону циркуляції перед фурмою. Відомий спосіб запобігання горінню повітряних фурм доменної печі, що включає зменшення кількості рідкого чавуну, що проходить через зону циркуляції перед фурмою, за рахунок зменшення продуктивності доменної печі [Влияние технологии выплавки чугуна и конструкции печи на частоту выхода фурм из строя / Г. Эсфельд, О. Хорншу, Г. Пфречнер и др. // Черные металлы. - 1971. - № 10. - С. 3-9]. Недоліком відомого способу запобігання горінню повітряних фурм доменної печі є те, що при зниженні продуктивності печі через горіння фурм і тихі ходи перед зупинкою печі на заміну фурм і простоїв на заміні фурм, у прототипі рекомендують ще додатково знижувати продуктивність доменної печі, що тягне за собою також зростання питомої витрати коксу на доменну плавку. В основу корисної моделі поставлена задача запобігання горінню повітряних фурм і зниженню простоїв доменної печі на заміні згорілих повітряних фурм, збільшення її продуктивності та зниження питомої витрати коксу шляхом зниження кількості рідких продуктів плавки, що проходять через зону циркуляції перед кожною фурмою. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб запобігання горінню повітряних фурм доменної печі, включає зменшення кількості рідкого чавуну, що проходить через зону циркуляції перед фурмою, має суттєві відмінності, які полягають в тому, що за наявності на печі закритих фурм - відкривають усі фурми, а при всіх відкритих фурмах - збільшують їх діаметр. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На кресл. наведена схема розташування зон циркуляції (вогнищ горіння) у фурмах і розпушених зон (еліпсоїдів розпушення) над ними. Кожна з зон горіння (а.) і еліпсоїди (б.) утворюють в нижній частині доменної печі по периферії квазіеліпсоїд розпушення, усередині якого знаходиться розширений донизу конус щільного коксу. У процесі фільтрації через коксову насадку продукти плавки направляються в основному в розпушену зону, тим більше, що залізорудні матеріали при завантаженні 1 UA 91627 U 5 10 15 20 25 30 35 розташовуються переважно над цією зоною. Потім чавун і шлак потрапляють в зону циркуляції (вогнища горіння), з якого через дно вільного простору, який утворюється у фурмах під впливом струменя дуття, фільтруються далі в нижню частину горна. У нормальних умовах швидкість фільтрації вище, ніж швидкість плавлення (утворення рідких фаз). При порушенні цієї умови продукти плавки накопичуються у нижній частині вогнища горіння. При підході чавуну до рильної частини фурма прогорає знизу (найчастіше в цьому місці). Процес підсилюється впливом верхньої та нижньої гілок циркуляції газу, яка здатна не тільки підштовхувати чавун до нижньої частини устя фурми, а і закидати краплі чавуну на верхню частину фурми, обумовлюючи прогар в цьому місці (фурма пробита зверху). Відповідно до наведеної схеми (кресл.) попередити горіння фурм можна шляхом зменшення швидкості плавлення і прискорення фільтрації рідких продуктів плавки в районі кожної фурми. Швидкість плавлення визначається виплавкою чавуну в одиницю часу, числом і діаметром працюючих фурм і рівномірністю розподілу дуття по них. Тому один із шляхів скорочення горіння фурм полягає або в зниженні інтенсивності плавки і продуктивності печі, що небажано, або у збільшенні числа і діаметра працюючих фурм і поліпшенні розподілу дуття по них. Збільшення кількості працюючих фурм, за рахунок відкриття закритих з будь-яких причин фурм, призводить до збільшення зон циркуляції і зниження кількості рідкого чавуну, що припадає на 1 фурму. Збільшення діаметра фурм дозволяє, з одного боку, знизити швидкості руху потоку газу у верхній і нижній гілках циркуляції, а з іншого боку - за рахунок розширення зони циркуляції в горизонтальній площині поліпшується фільтрація крапель чавуну в зону металоприймача горна. Обидва ці заходи дозволяють не знижувати продуктивність печі, а за певних умов, її збільшувати. Приклад здійснення способу. 3 У таблиці наведено приклад роботи доменного цеху в складі 1 печі об'ємом 1719 м і 3 3 печей об'ємом 2000 м при зміні кількості працюючих фурм. Збільшення кількості працюючих фурм з 71-72 до 97-89 призвело до зниження виплавки чавуну на 1 фурму з 144-152 т до 113 тонн і зниження кількості згорілих фурм з 48 до 12 по цеху, при цьому на двох печах об'ємом 3 2000 м фурми взагалі перестали горіти, на третій печі вийшли з ладу тільки 2 фурми і ті 3 лопнули по зварюванню, а на печі об'ємом 1719 м три фурми вийшли з ладу з механічної частини, а інші згоріли знизу через різке погіршення якості коксу, що завантажується в цю піч. Аналогічний результат досягають і при збільшенні діаметра фурм. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє зменшити кількість згорілих повітряних фурм і знизити простої доменної печі на їх заміні, що за певних умов (сьогодні бізнес-план і кон'юнктура ринку диктують продуктивність агрегатів) дозволяє не знижувати продуктивність печі і зменшити питому витрату коксу. Таблиця Показники роботи доменного цеху Показники Число працюючих фурм 72 Продуктивність, т/добу 10364 Витрата коксу, кг/т 447 Інтенсивність горіння коксу, 601 3 кг/(м •добу) 3 Дуття: витрата, м /хв. 10178 тиск, кПа 221 температура, °C 972 Колошниковий газ: тиск, кПа 103 вміст СО2, % 18,0 3 Витрата кисню, м /т 125 3 Витрата природн. газу, м /т 77 Витрата антрациту, кг/т 56 Вихід шлаку, кг/т 493 Винос пилу, кг/т 17,8 Число згорілих фурм на місяць 48 Виплавка чавуну на одну фурму, т 144 71 10809 449 Періоди 81 89 10130 10622 442 445 87 10500 451 89 10099 452 629 612 612 591 10492 232 973 9944 199 1013 10184 190 1040 9868 187 1016 9832 187 1028 113 18,2 125 78 58 507 18,9 46 152 2 580 77 18,1 124 92 55 499 22,4 29 125 66 17,9 112 90 48 499 21,9 27 119 67 17,7 119 91 48 486 23,1 12 121 67 17,7 101 87 47 488 22,6 12 113 UA 91627 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб запобігання горінню повітряних фурм доменної печі, що включає зменшення кількості рідкого чавуну, який проходить через зону циркуляції перед фурмою, який відрізняється тим, що за наявності на печі закритих фурм - відкривають усі фурми, а при всіх відкритих фурмах збільшують їх діаметр. Комп’ютерна верстка О. Рябко 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 3