Спосіб запобігання захаращенню горна доменної печі

Реферат: Спосіб запобігання захаращенню горна доменної печі включає недопущення початку інтенсивного горіння повітряних фурм. Відношення тиску колошникового газу до загального перепаду статичного тиску в печі підтримують менше 0,6. UA 91626 U (12) UA 91626 U UA 91626 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 недопущення 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 дріб'язку 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 дріб'язку 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 часу опускання шихти на рівень фурм в піч подають дуття без збагачення його киснем [А. с. СРСР № 1530639, МПК С 21В 3/00, 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 С 21В 3/00, 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 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. Відомий спосіб запобігання захаращенню горна доменної печі, який включає недопущення значного його захаращення і початку інтенсивного горіння повітряних фурм, шляхом щозмінного припинення подачі відновлювальної добавки (природного газу) у фурми печі на 15-30 хвилин [Лялюк В.П. Современные проблемы технологии доменной плавки. - Днепропетровск: Пороги, 1999. - С. 128-129]. Недоліком застосування будь-яких способів промивки горна, в тому числі і прототипу, є усунення наслідків, а не причини. Радикальним способом підвищення дренажної здатності горна є тільки поліпшення якості коксу, що завантажується в доменну піч. Проте якість коксу на вітчизняних підприємствах має стійку тенденцію до погіршення і перспектив її зміни в існуючій сировинній базі коксування не спостерігається [Старовойт А.Г. Качество кокса - основа высокопроизводительного доменного процесса // Теория и практика производства чугуна: Труды международной научно-технической конференции. Кривой Рог, 24-27 мая 2004. - С. 169171]. У цих умовах єдина можливість поліпшити дренажні умови в горні печі полягає у зменшенні руйнування коксу безпосередньо в доменній печі. Тому задача, яка доти перед доменщикамитехнологами безпосередньо не ставилася, полягає у пошуку засобів для скорочення руйнування коксу в горні. В основу корисної моделі поставлена задача зниження простоїв доменної печі на заміні згорілих повітряних фурм, збільшення її продуктивності та зниження питомої витрати коксу шляхом недопущення його руйнування в горні і запобігання захаращенню горна доменної печі коксовим дріб'язком. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб запобігання захаращенню горна доменних печей включає недопущення початку інтенсивного горіння повітряних фурм та має суттєві відмінності, які полягають в тому, що відношення тиску колошникового газу до загального перепаду статичного тиску в печі підтримують менше 0,6. Спосіб здійснюється таким чином. Визначальним фактором руйнування коксу в доменній печі є вертикальний тиск P активна вага в стовпі шихтових матеріалів. У стовпі сипучого матеріалу, за умови, що матеріал продувається газом знизу вгору, P можна визначити за рівнянням [Готлиб А.Д. Доменный процесе. - М.: Металлургиздат, 1958. - С. 72]: 1 UA 91626 U P   H  P  , (1) 3 де H - висота, м;  - насипна маса матеріалів, кг/м ; P - перепад тиску газу по висоті, Па;  - коефіцієнт, що враховує тертя при русі матеріалів в печі. P через тиск газу у фурм Pф  і на колошнику Pк  : P  Pф  Pк (2) Виразивши 5 і підставивши його значення в рівняння (1), отримаємо: P   H  P    H  Pк  Pф  . (3) Це перетворювання ілюструє вплив параметрів потоку газу в доменній печі на проблему, що Pк і меншою P мірою при збільшенні P і ф . Отже, у розглянутому випадку P врівноважує вплив Pк і нівелює його несприятливий вплив на кокс. Зокрема, можна зробити висновок, що тиск Pк розглядається. Як видно, кокс в горні руйнується більшою мірою при підвищенні 10 перевищує P тільки при роботі на високоміцному коксі. В сучасних умовах ці параметри повинні бути близькими за величиною, а в разі роботи на коксі з низькою міцністю 15 20 співвідношення Pк / P має бути завжди менше одиниці, причому чим гірше за міцністю кокс, тим менше воно має бути. Таким чином, при зменшенні співвідношення Pк / P зростає ступінь врівноваження сили P матеріалів в печі висхідним потоком газів, через що руйнування коксу в горні скорочується, що покращує умови фільтрації рідких продуктів плавки в усьому об'ємі горна, у тому числі безпосередньо у фурм, а це призводить до скорочення числа згорілих повітряних фурм. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1-3 наведені експериментальні залежності кількості фурм, що згоріли, від величини співвідношення Pк / P на доменних печах об'ємом 1917, 2000 і 5000 м . З графіків видно, що для того, щоб на печах горіло менше 4 повітряних фурм на місяць необхідно співвідношення 3 Pк / P підтримувати менше 0,6. 25 30 Приклад здійснення способу. 3 У таблиці 1 наведено приклад роботи доменної печі об'ємом 2000 м при зміні к співвідношення Pк / P від 0,83 до 0,44. При P / P  0,83 на печі за місяць згоріла 61 фурма, при зменшенні цього співвідношення до 0,44 за наступний місяць згоріло всього 3 фурми, а при подальшому збільшенні цього співвідношення до 0,6 кількість згорілих фурм стала рости до 6 фурм на місяць. Таблиця 1 Показники роботи печі об'ємом 2000 м Показники Тривалість періоду, діб. 31 0,83 61 2098 2098 598 598 627 2757 234 861 106 Pк / P Число згорілих за місяць фурм, шт. Продуктивність, т/добу Приведена продуктивність, т/добу Витрата коксу, кг/т чавуну Приведена витрата коксу, кг/т чавуну 3 Інтенсивність горіння коксу, кг/(м -добу) 3 Дуггя: витрата, м /хв. тиск, кПа температура, °C Колошниковий газ: тиск, кПа 2 3 Періоди 30 0,44 3 2610 2736 559 572 729 2915 187 905 58 31 0,6 6 3029 2703 557 586 844 3241 213 924 80 UA 91626 U У таблиці 2 наведено приклад роботи доменної печі об'ємом 5000 м 3 при зміні співвідношення Pк / P від 0,85 до 0,55. Тут також із зменшенням цього співвідношення кількість повітряних фурм, згорілих за місяць, знижується з 15 до 4 штук. З наведених в 5 таблицях 1 і 2 показників роботи доменних печей також видно, що при співвідношенні Pк / P менше 0,6 приведена продуктивність вище, а приведена питома витрата коксу нижче, ніж при більш високих значеннях цього співвідношення. Таблиця 2 Показники роботи доменної печі об'ємом 5000 м Показники Тривалість періоду, діб. 30 0,85 15 7757 7757 452 452 701 6512 344 1082 158 Pк / P Число згорілих за місяць фурм, шт. Продуктивність, т/добу Приведена продуктивність, т/добу Витрата коксу, кг/т чавуну Приведена витрата коксу, кг/т чавуну 3 Інтенсивність горіння коксу, кг/(м -добу) 3 Дуття: витрата, м /хв. тиск, кПа температура, °C Колошниковий газ: тиск, кПа 10 3 Періоди 31 0,66 5 7579 7759 454 450 688 6321 319 1090 127 30 0,6 4 7516 7764 442 448 664 6440 325 1114 131 31 0,55 4 7446 7797 442 443 658 6315 301 1117 107 Запропонований спосіб дозволяє знизити простої доменної печі на заміні згорілих повітряних фурм, збільшити її продуктивність і зменшити питому витрату коксу за рахунок недопущення його руйнування в горні і запобігання захаращення горна доменної печі коксовим дріб'язком. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Спосіб запобігання захаращенню горна доменної печі, що включає недопущення початку інтенсивного горіння повітряних фурм, який відрізняється тим, що відношення тиску колошникового газу до загального перепаду статичного тиску в печі підтримують менше 0,6. 3 UA 91626 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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