Спосіб роботи групи доменних печей

Реферат: Спосіб роботи групи доменних печей включає подачу в кожну піч гарячого і збагаченого киснем дуття, додаткових видів палива, розподіл паливних добавок між печами в процесі ведення плавок. Паливні добавки отримують в агрегаті безкоксового отримання чавуну. UA 76637 U (54) СПОСІБ РОБОТИ ГРУПИ ДОМЕННИХ ПЕЧЕЙ UA 76637 U UA 76637 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до чорної металургії, зокрема до технології доменної плавки з вдуванням пиловугільного палива (ПВП) і гарячих відновлювальних газів (ГВГ) в доменну піч. Найбільш близьким до запропонованого способу за технологічною суттю є спосіб роботи групи доменних печей, в якому шляхом зміни відношення витрат технологічного кисню к паливним добавкам, технологічний кисень частково або повністю передають з печей з температурою дуття вище критичної, а паливні добавки перерозподіляють в зворотному порядку при підтримці критичної температури горіння в горні в межах 1700-2500 °C (А.С. СРСР № 652221 МПК 2 З 21 В 5/00 опубл. 15.03.1979 г.). Недоліками відомого способу є регулювання роботи доменних печей тільки співвідношенням між киснем, що вдувають, і паливними добавками, відсутність максимально можливого рівня вдування додаткових видів палива внаслідок обмеження використання компенсуючих заходів, неповної газифікації природного газу, ПВП і мазуту, що призводить до підвищеної витрати коксу, зниження продуктивності доменних печей внаслідок зменшення технологічного кисню, неможливість використання рядових енергетичних вугіль з високим вмістом золи і сірки, високими рівнем забруднення навколишнього середовища. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу роботи групи доменних печей, в якому за рахунок заміни палива доменної плавки на ГВГ і його регламентації забезпечується збереження продуктивності доменних печей при зниженні собівартості чавуну і поліпшення екології. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі роботи групи доменних печей, що включає подачу в кожну піч гарячого і збагаченого киснем дуття, додаткових видів палива, в тому числі пиловугільного, виконують розподіл паливних добавок між печами в процесі ведення плавок, згідно з корисною моделлю, паливні добавки в вигляді ГВГ для виплавки чавуну в доменних печах отримують в агрегаті безкоксової отримання чавуну, наприклад, типу Соrех, Ромелт в обсязі, достатньому для часткової заміни коксу та повної або часткової заміни додаткових видів палива і направляють його в доменні печі з розрахунку заміни 1 кг коксу 3-3,5 3 3 3 3 м ГВГ, 1 м ПГ на 3 м ГВГ, 1 кг ПВП на 2-2,5 м ГВГ. Запропонований спосіб пояснюється наступним. 3 Теоретично згідно виконаних розрахунків, 1 м ГВГ з температурою 1000 °C замінює 0,31 кг 3 коксу; вдування в горн 200-500 м /т чавуну ГВГ може, в поєднанні з вдуванням 100 кг/т чавуну ПВП, забезпечити в технологічних умовах ПрАТ "Донецьксталь »-МЗ" зниження витрати коксу на 55-60 %, тобто до 285 кг/т чавуну. При цьому повністю виключається необхідність використання імпортного ПГ, значно - до 50 % і більше знижується витрата ПВП, також частково виготовленого з кузнецького вугілля (Росія) та коксу, до складу якого також входять і імпортне вугілля, що коксується. Згідно з розрахунками, реалізація технології на 80-100 % виключає необхідність використання при виплавці чавуну імпортних енергоносіїв, що частково або повністю входять до складу ПГ, ПВП і коксу, замінних ГВГ, що готується з дешевого рядового вугілля Донбасу, що не коксується. Приклад реалізації запропонованого способу роботи доменних печей: розглянемо доменний цех ПАТ «МК Азовсталь" у складі 5 печей, річною потужністю по чавуну до 6,5 млн. т, що 3 працює із застосуванням ПГ (80-110 м /т чавуну) і збагаченим киснем дуття. Для оцінки технічної та економічної ефективності пропонованої корисної моделі за методикою професора Рама А.Н. виконано розрахунок варіантів використання в доменному цеху як додаткових палив природного газу (ПГ), пиловугільного палива (ПВП) і гарячих відновлювальних газів (ГВГ). В таблиці показана залежність показників доменної плавки від витрати додаткових видів палива (Базовий період ПАТ МК "Азовсталь"). На кресленні фіг. 1 - відображена залежність показників доменної плавки від витрати додаткових видів палива, на фіг. 2 -витрата гарячих відновлювальних газів (ГВГ), в % від витрати ПВП. Як базові прийняті технології з вдуванням ПГ і (ПГ + ПВП), успішно освоєні на металургійних підприємствах України (табл., режими 1, 2). Рівень подальшого - щодо режиму 2 - підвищення витрат додаткових палив обмежується величиною визначальних показників - виходу шлаку, кг/т коксу, і швидкістю газу в розпарі, м/сек., - граничні за газодинамічними умовами значення яких рівні 1000 кг/т коксу і 20 м/сек. Зіставлення показників 2-го режиму з показниками 3 та 4 режимів підтверджує, що застосування ГВГ в порівнянні з ПВП більш ефективно й істотно розширює межі застосування комбінованого дуття: так, в режимі 4, при граничному значенні витрат ПВП - 120 кг/т чавуну і 3 ГВГ - 288 м /т чавуну забезпечується, в порівнянні з режимом 3 - вдування ПГ і ПВП (150 кг/т 1 UA 76637 U 3 5 10 чавуну) - суттєво більші зниження на 1 т чавуну коксу (26,3 кг), природного газу, (50,5 м ), умовного палива (14,3 кг), собівартості чавуну (163 грн.), забезпечено приріст продуктивності печі на 1,1 %. 3 Річна потреба ГВГ для реалізації технології (1872 млн. м ) визначає потужність (по чавуну) альтернативного агрегату рівній 0,480 млн. т, що приблизно відповідає продуктивності доменних печей № 1 або 2 МК "Азовсталь". Реалізація запропонованого способу роботи групи доменних печей для ВАТ "МК" Азовсталь" підвищить, порівняно з існуючим варіантом технології з вдуванням в горн ПГ і О 2, витрату на виробництво чавуну рядових донецьких вугіль на 0,78 млн. т, забезпечивши заміну 0,715 млрд. 3 м ПГ, 617,5 тис. т коксу, приріст продуктивності доменних печей на 370,5 тис. тон чавуну. Таблиця Режим технології Показники База ПГ 1 Витрата ПВП, кг/т чавуну 0 3 Витрата ПГ, м /т чавуну 110 3 Витрата ГВГ, м /т чавуну 0 Витрат коксу, кг/т чавуну 507,7 Виробництво, % 100,0 Собівартість чавуну 4317 Ступінь використання CO, долі 0,395 Ступінь прямого відновлення 0,310 3 Вихід горнових газів, м /т коксу 3772 Витрата умовного палива, кг/т чавуну 639,3 Визначальні показники: Вихід шлаку, кг/т коксу 808,9 Швидкість газу в розпарі, м/с 10,3 15 20 25 30 35 40 ПВП+ПГ ПВП+ПГ ПВП+ГВГ 2 100 69,9 0 461,8 103,1 4091 0,405 0,33 4177 626,6 3 150 50,5 0 438,29 104,6 3980 0,407 0,34 4436 620,6 4 120 0 288 412 105,7 3817 0,398 0,28 4447 606,3 928 13,9 1008 17,58 1004,3 18,9 Запропонований спосіб має наступні переваги в порівнянні зі способом найближчого аналога: 1. При відсутності необхідності підвищення продуктивності цеху по чавуну, як агрегату для отримання ГВГ можливе використання печі безкоксового отримання чавуну замість однієї з доменних печей, що підлягає капремонту або зносу. 2. Потужність безкоксового агрегату, розраховується з умови заміни ГВГ додаткових палив і коксу, що використовуються в цеху, становить, з урахуванням потужності виведеної з експлуатації доменної печі, 20-30 % від базової потужності доменного цеху. 3. Витрата технічного кисню, що вводиться до складу дуття діючих доменних печей, частково або повністю скорочується для використання його в роботі безкоксового агрегату, або використовується додаткове джерело кисню з конвертерного цеху. 4. Скорочення витрат ПВП вдвічі і більше, за рахунок підвищення витрат ГВГ сприятиме підвищенню повноти газифікації ПВП, зниженню виходу шлаку і коефіцієнта прямого відновлення оксидів заліза, рівня оптимальної теоретичної температури горіння і іншим сприятливим змінам технології, що визначають можливість зниження витрати коксу. Як залізорудну сировину використовують звичайні для доменної плавки матеріали (спосіб "Корекс"), або інші матеріали, фракцією менше 20 мм (спосіб "Ромелт"). Якість чавуну і його собівартість близькі до показників, одержуваних на доменних печах малого та середнього обсягу. Капітальні витрати на реалізацію виплавки 1 млн. т чавуну зазначеними альтернативними способами значно менше, ніж в доменному виробництві, внаслідок зниження відповідних вкладень у коксохімічне виробництво і підготовку залізорудної сировини. Відновлювальні гази, одержувані в альтернативних процесах, містять більш 90 % СО + Н2, їх вихід на 1 т чавуну визначається відносною (кг/т чавуну) витратою вугілля і змінюється від 1,5 до 4,5 тис. м на 1 т чавуну. Використання способу, що заявляється, за рахунок заміни палива доменної плавки на ГВГ і його регламентації забезпечить збереження продуктивності доменних печей при зниженні собівартості чавуну і поліпшення екології. 2 UA 76637 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб роботи групи доменних печей, що включає подачу в кожну піч гарячого і збагаченого киснем дуття, додаткових видів палива, в тому числі пиловугільного, розподіл паливних добавок між печами в процесі ведення плавок, який відрізняється тим, що паливні добавки у вигляді гарячих відновлювальних газів для виплавки чавуну в доменних печах отримують в агрегаті безкоксового отримання чавуну, наприклад типу Ромелт в обсязі, достатньому для часткової заміни коксу та повної або часткової заміни додаткових видів палива і направляють його в 3 3 3 доменні печі з розрахунку заміни 1 кг коксу 3-3,5 м ГВГ, 1 м ПГ на 2,5-3 м ГВГ, 1 кг ПВП на 23 2,5 м ГВГ. 3 UA 76637 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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 4