Спосіб завантаження шихтових матеріалів у доменну піч

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ :•*47 ОПИС ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД видається під відповідальність власника патенту (54) СПОСІБ ЗАВАНТАЖЕННЯ ШИХТОВИХ МАТЕРІАЛІВ У ДОМЕННУ ПІЧ 4 5 6 (21)2000116153 (22)01.11.2000 (24) 15.06.2001 (46) 15 06 2001, Бюл. № 5, 2001 р (72) Булава Віктор Миколайович, Крутас Микола Васильович. Фоменко Олександр Павлович, Казьмін Андрій Васильович, Громак Генадій Анатолійович (73) ВАТ "ЗАПОРІЗЬКИЙ МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОМБІНАТ "ЗАПОРІЖСТАЛЬ" (57) Спосіб завантаження шихтових матеріалів у доменну піч, до складу якого входять завантаження агломерату у бункерні ваги, завантаження коксу І добавок у бункерні ваги, відсів дрібної' фракції, зважування, завантаження у скіпи та подавання до колошника, який відрізняється тим, що завантаження агломерату у бункерні ваги здійснюють циклами з амплітудою коливання маси агломерату у циклі подач ± 4,00 - ± 4,50 % при збереженні сумарного рудного навантаження за увесь період змінювання Винахід належить до способів завантаження шихтових матеріалів до колошника доменної печі з Недоліком зазначеного способу є те, що шихтові матеріали по перетину печі розподіляються неравномірно за кількістю та крупністю, внаслідок значної різниці насипної маси цих матеріалів. При цьому об'ємна частка коксу у шихті складає 45-55%, що відповідає найбільш несприятливому газопроникненню стовпа шихти і, тим самим, знижує ефективність використання теплової та хімічної енергії газу. Задачею цього винаходу є удосконалення способу завантаження шихтових матеріалів до колошника доменної печі шляхом змінювання завантаження агломерату у бункерні ваги, що дозволить поліпшити газопроникнення стовпа шихтових матеріалів, а отже, підвищити ступінь використання теплової1 та хімічної енергії газу і внаслідок цього покращити техніко-економічні показники доменної плавки Поставлена задача досягається тим, що у відомому способі, до складу якого входять завантаження агломерату у бункерні ваги, завантаження коксу і добавок у бункерні ваги, відсів дрібної фракції, зважування, завантаження у скіпи та подавання до колошника передбачені отакі відміни завантаження агломерату у бункерні ваги здійснюють циклами з амплітудою коливання маси агломерату у циклі подач ±4,00-±4,50% при збереженні сумарного рудного навантаження на рівні за увесь період змінювання. ДОПОМОГОЮ СКІПОВИХ ПІДЙОМНИКІВ 6 ількість подач ство «Патент» 9 Відомий спосіб завантаження шихтових матеріалів до колошника доменної печі, до складу якого входять завантаження агломерату, коксу І добавок у бункери, відсів дрібної фракції, вилучення відсіву шихти, завантаження агломерату у бункерні ваги, завантаження коксу і добавок у бункерні ваги та підйом шихтових матеріалів до колошника, при якому завантаження залізорудної частини подачі та коксу здійснюють з постійним рудним навантаженням [Авт свід СРСР № 1216201, МКВС21В7/00] Недоліком зазначеного способу є те, що при завантаженні шихтових матеріалів у доменну піч з постійним рудним навантаженням формується стовп шихти з щонайменш можливим газопроникненням, тому що залежність відносних втрат напирання газу у шарі від об'ємної частини матеріалів для двокомпонентної суміші з агломерату і коксу з постійним рудним навантаженням 3,0-4,0 од. має максимальне значення. • Щонайбільш близьким за технічною сутністю до заявляемого винаходу є спосіб, до складу якого входять завантаження агломерату у бункерні ваги, завантаження коксу і добавок у бункерні ваги, відсів дрібної фракції, зважування, завантаження s, і-ч^іпи та пппяпяння П коПОШНИКа ЛОМЄНО м, щи сприяє періодичному перерозподілу газового потоку по перетину печі, підвищує час контакту газу з шихтовими матеріалами, а отже, забезпечує якнайбільше газопроникненнп стовпа шихти, яке характеризується ступінню використання газу, загальним перепадом тиску по бисоті печі та розподіленням газового потоку по перетину печі Для визначення оптимальної амплітуди коливання маси агломерату у циклі подач прийнятий базовий період тривалістю чотири доби, безпосередньо передуючий п'яти експериментальним плавкам аналогічною тривалістю. Аналіз впливу амплітуди коливання маси агломерату у циклі подач ±3,75%, ±4,00%, ±4,35%, ±4,50%, ±4,75% на техніко-економічні показники доменної плавки (таблиця 1) виявляє, що найбільш оптимальною є амплітуда коливання маси агломерату ±4,00- ±4,50% у циклі подач. При цьому досягнуто найменший перепад тиску по висоті печі 107-108 кПа, найбільша ступінь використання газу - 47,9-48,3% (фіг. 1) танайбільш раціональне розподілення газового потоку по перетину печі і якнайкращі техніко-економічні показники доменної плавки (таблиця 1) Фіг 1 - ступінь використання газу та загальний перепад тиску у базовому та дослідному періодах доменної плавки Спосіб здійснюється таким чином. Застосовують завантаження агломерату у центральні бункери, розташовані понад скіповою ямою, завантаження коксу і добавок у бункери, відсів дрібної фракції, завантаження коксу і добавок у бункерні ваги, завантаження агломерату у бункерні ваги циклами подач з амплітудою коливання - ±4,00-±4,50% при збереженні сумарного рудного навантаження за увесь період змінювання. Для заданого нагріву і хімічного складу чавуну витрати коксу у подачу залишають незмінними, Величину залізорудної частини подачі змінюють з амплітудою коливання маси агломерату у циклі подач ±4,00-±4,50%, тривалість якого визначається конструктивними особливостями завантажувального пристрою та корисним об'ємом печі. Конкретний приклад. Запропонований спосіб випробуваний при завантаженні шихтових матеріалів у доменну піч № 5 ВАТ ЗМК "Запоріжсталь". із. а1* і ос/о агломерату, ** і І^УО окаток та ^"/o залізної руди в обох періодах. Систему завантаження, середню величину рудного навантаження, середній розмір залізорудної частини подачі та витрати коксу у подачу залишають незмінними від заданого Амплітуда коливання маси агломерату складає ±4,35% або ±1,0 т агломерату у циклі подач, період змінювання рудного навантаження Тп складає шість подач: Система "А" - +4,35% (три подачі), M4-KKlAAJ.KKlAA.LKKi Завантаження: "Б" —4,35% (три подачі), 1 Амплітуда коливання маси агломерату у подачу від заданого, % 2 Виробництво чавуну, т/доб 3 Витрати коксу, кг/т чавунуу 4 Дуття: витрати, мэ/хв температура, °С тиск, кПа природний газ, м3/т__ _ ^ , ._ кисень, м3/т KKlAA-lKKiAAlKKiAA-l що визначається конструктивними особливостями безконусового пристрою типу "лійка-скліз" та корисним об'ємом печі, і дорівнює 0,67 год роботи печі (фіг 2). Фіг 2 - спосіб завантаження доменної печі з періодично змінюваним рудним навантаженням. Робота доменної печі з періодично змінюваним рудним навантаженням спричиняє найбільш рівний хід і стабілізацію нагріву печі, що зумовлено покращенням газопроникнення стовпа шихти. Основні показники роботи доменної печі у період дослідно-промислових апробувань наведені у таблиці 2. Зведені до базового періоду середньодобове виробництво чавуну, витрати коксу і ступінь використання газу становлять відповідно. 2553 т чавуну надобу або +31 т/доб, 492 кг коксу на тону чавуну або -27 кг/т, 48,9% або +2,3%. Враховуючи одночасність ди усіх факторів, а також тих, які складно піддаються урахуванню, підвищення виробництва чавуну приймають рівним 1,0%, а зниження витрат коксу - 2,5%. Реалізація заявляемого способу дозволить добитися найбільш оптимального формування стовпа шихтових матеріалів, що забезпечує якнайбільш високе його газопроникнення, збільшення ступеня використання теплової і хімічної енергії газу, зниження загального перепаду тиску по висоті печі та найбільш раціональне розподілення газового потоку по перетину печі і, отже, збільшення виробництва чавуну на 1.0—1,5% та зниження витрат коксу на 2-3%. Загальний перепад тиску, кПа 5 6 Наявність СОг У газі, % 7 Ступінь використання газу, % Основні показники роботи доменної у базовий період та пе Me Показник* 1 Тривалість періодів, доб 2 Виробництво чавуну, т/доб 3 Витрати коксу, кг/т чав. 4 Витрати природного газу. м3/т 5 Витрати кисню, м3/т 6 Температура дуття, °С 7 Простої, % 8 Витрати вапняку, кг/т чав 9 Вихід шлаку, кг/т чав 10 Ступінь використання газу, CO 11 Кількість випусків чавуну, які в) 0,6-0,9% no Si, % УКРАЇНА UA (ID 39596 (із) А (51) 7С21В7/00, С21В7/20 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ОПИС ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД видається лід відповідальність власника патенту (54) СПОСІБ ЗАВАНТАЖЕННЯ ШИХТОВИХ МАТЕРІАЛІВ У ДОМЕННУ ПІЧ (21)2000116153 (22)01.11.2000 (24)15.06.2001 (46) 15.06 2001, Бюл. № 5, 2001 р. (72) Булава Віктор Миколайович, Крутас Микола Васильович, Фоменко Олександр Павлович, Казьмін Андрій Васильович, Громак Генадій Анатолійович (73) ВАТ "ЗАПОРІЗЬКИЙ МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОМБІНАТ "ЗАПОРІЖСТАЛЬ" (57) Спосіб завантаження шихтових матеріалів у доменну піч, до складу якого входять завантаження агломерату у бункерні ваги, завантаження коксу і добавок у бункерні ваги, відсів дрібної фракції, зважування, завантаження у скіпи та подавання до колошника, який відрізняється тим, що завантаження агломерату у бункерні ваги здійснюють циклами з амплітудою коливання маси агломерату у циклі подач ± 4,00 - ± 4,50 % при збереженні сумарного рудного навантаження за увесь період змінювання. Винахід належить до способів завантаження шихтових матеріалів до колошника доменної печі з допомогою скіпових підйомників. Відомий спосіб завантаження шихтових матеріалів до колошника доменної печі, до складу якого входять завантаження агломерату, коксу і добавок у бункери, відсів дрібної фракції, вилучення відсіву шихти, завантаження агломерату у бункерні ваги, завантаження коксу і добавок у бункерні ваги та підйом шихтових матеріалів до колошника, при якому завантаження залізорудної частини подачі та коксу здійснюють з постійним рудним навантаженням [Авт. свід. СРСР № 1216201, МКВС21В7/00]. Недоліком зазначеного способу є те, що при завантаженні шихтових матеріалів у доменну піч з постійним рудним навантаженням формується стовп шихти з щонайменш можливим газопроникненням, тому що залежність відносних втрат напирання газу у шарі від об'ємної частини матеріалів для двокомпонентної суміші з агломерату і коксу з постійним рудним навантаженням 3,0-4,0 од. має максимальне значення. • Щонайбільш близьким за технічною сутністю до заявляемого винаходу є спосіб, до складу якого входять завантаження агломерату у бункерні ваги, завантаження коксу і добавок у бункерні ваги, відсів дрібної фракції, зважування, завантаження у скіпи та подавання до колошника доменної печі [Авт. свід. СРСР № 960267, МКВ С21В7/20]. Недоліком зазначеного способу є те, що шихтові матеріали по перетину печі розподіляються неравномірно за кількістю та крупністю, внаслідок значної різниці насипної маси цих матеріалів. При цьому об'ємна частка коксу у шихті складає 45-55%, що відповідає найбільш несприятливому газопроникненню стовпа шихти і, тим самим, знижує ефективність використання теплової та хімічної енергії газу. Задачею цього винаходу є удосконалення способу завантаження шихтових матеріалів до колошника доменної печі шляхом змінювання завантаження агломерату у бункерні ваги, що дозволить поліпшити газопроникнення стовпа шихтових матеріалів, а отже, підвищити ступінь використання теплової та хімічної енергії газу і внаслідок цього покращити техніко-економічні показники доменної плавки. Поставлена задача досягається тим, що у відомому способі, до складу якого входять завантаження агломерату у бункерні ваги, завантаження коксу і добавок у бункерні ваги, відсів дрібної' фракції", зважування, завантаження у скіпи та подавання до колошника передбачені отакі відміни, завантаження агломерату у бункерні ваги здійснюють циклами з амплітудою коливання маси агломерату у циклі подач ±4,00-±4,50% при збереженні сумарного рудного навантаження на рівні за увесь період змінювання. Між суттєвими ознаками винаходу та одержуваними технічним результатом існує отакий (О О) ю о> со зг 39596 причинно-наслідний зв'язок. Змінювання способу завантаження шихтових матеріалів у доменну піч відповідно до винаходу дозволяє формувати стовп матеріалів з чергуючихся шарів з різною об'ємною часткою кокса і, отже, з різним розпушенням, що сприяє періодичному перерозподілу газового потоку по перетину печі, підвищує час контакту газу з шихтовими матеріалами, а отже, забезпечує якнайбільше газопроникнення стовпа шихти, яке характеризується отупінню використання газу, загальним перепадом тиску по висоті печі та розподіленням газового потоку по перетину печі. Для визначення оптимальної амплітуди коливання маси агломерату у циклі подач прийнятий базовий період тривалістю чотири доби, безпосередньо передуючий п'яти експериментальним плавкам аналогічною тривалістю Аналіз впливу амплітуди коливання маси агломерату у циклі подач ±3,75%, ±4,00%, ±4,35%, ±4,50%, ±4,75% на техніко-економічні показники доменної плавки (таблиця 1) виявляє, що найбільш оптимальною є амплітуда коливання маси агломерату ±4,00- ±4,50% у циклі подач. При цьому досягнуто найменший перепад тиску по висоті печі 107-108 кПа, найбільша ступінь використання газу - 47,9-48,3% (фіг. 1) та найбільш раціональне розподілення газового потоку по перетину печі і якнайкращі техніко-економічні показники доменної плавки (таблиця 1) . Фіг. 1 - ступінь використання газу та загальний перепад тиску у базовому та дослідному періодах доменної плавки. Спосіб здійснюється таким чином. Застосовують завантаження агломерату у центральні бункери, розташовані понад скіповою ямою, завантаження коксу і добавок у бункери, відсів дрібної фракції, завантаження коксу і добавок у бункерні ваги, завантаження агломерату у бункерні ваги циклами подач з амплітудою коливання - ±4,00-±4,50% при збереженні сумарного рудного навантаження за увесь період змінювання. Для заданого нагріву і хімічного складу чавуну витрати коксу у подачу залишають незмінними. Величину залізорудної частини подачі змінюють з амплітудою коливання маси агломерату у циклі подач ±4.00-±4,50%, тривалість якого визначається конструктивними особливостями завантажувального пристрою та корисним об'ємом печі. Конкретний приклад. Запропонований спосіб випробуваний при завантаженні шихтових матеріалів у доменну піч № 5 ВАТ ЗМК "Запоріжсталь". Залізорудна частина шихти складається у базовий (три місяці, передуючі періоду досліднопромислових випробувань) та період досліднопромислових випробувань (три місяці) відповідно із: 94 і 86% агломерату, 4 і 12% окаток та 2% залізної руди в обох періодах. Систему завантаження, середню величину рудного навантаження, середній розмір залізорудної частини подачі та витрати коксу у подачу залишають незмінними від заданого Амплітуда коливання маси агломерату складає ±4,35% або ±1,0 т агломерату у циклі подач, період змінювання рудного навантаження Тп складає шість подач: Система "А" +4,35% (три подачі), ААІККІААІККІААІККІ Завантаження: "Б" —4,35% (три подачі), ККІААІККІААІККІААІ що визначається конструктивними особливостями безконусового пристрою типу "лійка-скліз" та корисним об'ємом печі, і дорівнює 0,67 год роботи печі (фіг. 2). Фіг. 2 - спосіб завантаження доменної печі з періодично змінюваним рудним навантаженням. Робота доменної печі з періодично змінюваним рудним навантаженням спричиняє найбільш рівний хід і стабілізацію нагріву печі, що зумовлено покращенням газопроникнення стовпа шихти. Основні показники роботи доменної печі у період дослідно-промислових впробувань наведені у таблиці 2. Зведені до базового періоду середньодобове виробництво чавуну, витрати коксу і ступінь використання газу становлять відповідно: 2553 т чавуну надобу або +31 т/доб, 492 кг коксу на тону чавуну або -27 кг/т, 48,9% або +2,3%. Враховуючи одночасність дії усіх факторів, а також тих, які складно піддаються урахуванню, підвищення виробництва чавуну приймають рівним 1,0%, а зниження витрат коксу - 2,5%. Реалізація заявляемого способу дозволить добитися найбільш оптимального формування стовпа шихтових матеріалів, що забезпечує якнайбільш високе його газопроникнення, збільшення ступеня використання теплової і хімічної енергії газу, зниження загального перепаду тиску по висоті печі та найбільш раціональне розподілення газового потоку по перетину печі і, отже, збільшення виробництва чавуну на 1,0-1,5% та зниження витрат коксу на 2-3%. 39596 Таблиця 1 Показники роботи доменної печі у базовий та дослідні періоди N9 Періоди Показники Базовий 1 1 2 3 4 5 3,75 4,00 4,35 4,50 4,75 Амплітуда коливання маси агломерату у подачу від заданого, % 2 Виробництво чавуну, т/доб 2494 2452 2463 2498 2478 2467 3 Витрати коксу, кг/т чавунуу 534 539 532 528 530 536 3 2757 2751 2729 2769 2765 2764 температура, °С 1083 . 1088 1079 1085 1086 1085 тиск, кПа 239 238 238 235 237 237 природний газ, м3/т 109 103 105 103 107 104 кисень, м3/т 67 61 59 60 60 62 5 Загальний перепад тиску, кПа 111 110 108 106 107 109 6 Наявність СОг У газі, % 19,1 19,3 19,5 19,9 19,7 19,2 7 Ступінь використання газу, % 47,1 47,5 47,9 48,3 48,0 47,3 Дуття: витрати, м /хв 4 Таблиця 2 Основні показники роботи доменної печі з періодично змінюваним рудним навантаженням у базовий період та період дослідно-промислових випробувань N9 Показники 1 Тривалість періодів, доб 2 Виробництво чавуну, т/доб 3 Витрати коксу, кг/т чав. Базовий період Дослід. період Зведені до баз 91 2257 2553 519 3 92 2522 540 492 4 Витрати природного газу, м /т 118 90 5 Витрати кисню, м3/т 85 45 6 Температура дуття, °С 1084 1040 7 Простої, % 0,95 1,37 8 Витрати вапняку, кг/т чав ЗО 32 9 Вихід шлаку, кг/т чав. 438 456 10 Ступінь використання газу, СОг/(СО+СО2), % 46,4 46,4 11 Кількість випусків чавуну, які входять до інтервалу 46,6 49,4 0,6-0,9% по Si, % 48,9 39596 48.5 2 3 4 5 ФІГ. 1 Маса агломерату у подачу, т 24 23 Тп Витрати коксу у подачу, т (середні) 6,5 3 6 9 Кількість подач Фіг. 2 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03 6