Спосіб виплавки чавуну

Спосіб виплавки чавуну

Способ выплавки чугуна, включающий вдувание в горн доменной печи через фурмы горячего дутья, технологического кислорода, лылеугольного топлива и компенсирующих изменение температурно-дутьевого режима компонентов, отличающийся тем. что пылеугольное топливо и технологический кислород вдувают через нижнюю половину рыльной части фурмы под углом 15 40°С вниз от оси фурмы, а компенсирующие изменение температурно-дутьевого режима компоненты вдувают в поток горячего дутья через верхнюю половину фурмы, при этом соотношение кинетических энергий кислородно-угольной струи и горячего дутья с компенсирующими компонентами равно (0 5 10) 1, а соотношение объемных расходов технологического кислорода и компенсирующих компонентов в качестве которых используют природный ипи коксовый или колошниковый газ или пар. или азот, на 1 кг пылеугольного топлива составляет соответственно 0 , 6 1 , 0 , 0 , 2 0. 4 , 0 . 3 0 , 5 . 0 , 4 0, 6 , 0, 1 0 , 5 , 0,2 0,4 о ю Изобретение относится к черной металлургии, а именно к выплавке чугуна в доменной печи с использованием пылеугольного топлива (ПУТ) Известен способ доменной плавки на кислородном дутье, предусматривающий вдувание в шахту продуктов сжигания колошникового газа, а в горн печи — ПУТ, кислорода и колошникового газа (без его отмывки от СОг) (The full oxygen blast furnace process/Minsheng Qm, Baommg Qi//Proc 6th Int Iron and Steel Congr, Nogoya, Oct 21-26, 1990 -P 589-595) Известен способ доменной плавки на кислородном дутье (Blast furnace operation with full oxygen blast/ Minwsheng Qin, Zhengkai Cao, Guanlun Wang, Yuting Zhang//lronmak and Steelmak — 1988 — № 6 — P 287-292) В доменной печи устанавливаются два ряда фурм в верхней части горна и в нижней части шахты В фурмы горна вдувается кислород при обычной температуре и большое количество ПУТ, а в нижнюю часть шахты — подогретый до 900~1000°С, очищенный от СОг и НгО колошниковый газ Недостатками указанных способов является то, что колошниковый газ подается через специальные фурмы, расположенные в шахте доменной печи, что требует дополнительных затрат и создает конструктивные напряжения в кожухе доменной печи, кроме того, нарушается классический процесс доменной плавки вследствие отсутствия прихода тепла с дутьем и значительного снижения выхода горных газов на 1 т чугуна Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является доменный процесс с кислородным дутьем (Intestigating pulverized coal injection with oxygen at NKK // Sreel Times — 1990 — № 2 — P 8386), при котором через ^фурменные приборы вдувают кислород, пылеугольное топливо и пар СМ 27435 Основным недостатком данного способа является то, что пар подается совместно с кислородноугольной смесью, что снижает интенсивность сгорания ПУТ из-за падения концентрации кислорода в потоке пыли и понижения температуры в зоне горения ПУТ Эффективность процесса снижает также высокий расход кислорода (500 м3/т чугуна и более) В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа выплавки чугуна в доменной печи с использованием пылеугольного топлива, в котором ПУТ с технологическим кислородом и дутье с компенсирующими компонентами (природным, коксовым, колошниковым газами, паром, азотом) подают во внутреннее пространство печи раздельно, что обеспечивает улучшение условий сжигания ПУТ и более рациональное использование технологического кислорода и за счет этого достигается снижение расхода кокса и себестоимости чугуна Поставленная задача достигается тем, что в способе выплавки чугуна в доменной печи, включающем вдувание в горн через фурменные приборы дутья, технологического кислорода, пылеугольного топлива, пара, азота, газообразных топлив, согласно изобретению ПУТ и кислород подают во внутреннее пространство доменной печи через нижнюю половину рыльной части фурмы под углом 15 40° вниз от оси фурмы, а компенсирующие изменение температурно-дутьевого режима компоненты подают в канал фурменного прибора через его верхнюю половину, при этом соотношение кинетических энергий кислородно-угольной струи и основного потока, истекающего из устья фурмы, равно (0,5 1,0) 1, а соотношение объемных расходов технологического кислорода и компенсирующих компонентов (природного, коксового, колошникового газов, пара, азота) составляет (0,6 1,0) (0,2 0,4) (0,3 0,5) (0,4 0,6) (0,1 0,3) (0,2 0,4) на 1 кг пылеугольного топлива Пылеугольное топливо и технологический кислород, минуя внутреннюю полость фурменного прибора, попадают в доменную печь под основную фурменную зону Здесь в локальной зоне горения ПУТ происходит воспламенение и горение угольной пыли в атмосфере только кислорода при отсутствии азота, восстановительных и других газов В результате в этой локальной зоне создается максимальный температурно-окислительный потенциал, обеспечивающий достижение предельных скоростей окисления углерода ПУТ Расчеты показывают, что температура газовой фазы в рассматриваемом локальном объеме может достигать 3 4 тыс °С, что резко интенсифицирует процессы горения топлива и обеспечивает высокую степень газификации практически любых реально возможных количеств вдуваемого ПУТ Относительно автономное существование локальной зоны горения ПУТ протяженностью 0,5 1,5 м обеспечивается высокой кинетической энергией кислородно-угольного потока и его направленностью вниз от основной фурменной зоны Впоследствии продукты газификации ПУТ, поднимаясь вверх, попадают в основную фурменную зону, где перемешиваются с имеющими ся в ней газами Поскольку температура продук-‘ тов газификации ПУТ весьма высока, а их количество невелико (из-за отсутствия азота), в основную фурменную зону необходимо вводить пар, газообразные топлива или другие вещества, компенсирующие отклонение теоретической температуры горения и выхода фурменных газов Количество компенсирующих компонентов определяется из условия сохранения температурнодутьевых параметров плавки, обеспечивающих заданный нагрев продуктов плавки и необходимое распределение температур по высоте печи Эти компоненты, подаваемые обычно в фурму, следует вводить через верхнюю ее часть, чтобы равномерно распределить напряжения в теле фурмы Объемная доля кислорода, равная 0,6 1,0 м3 на 1 кг вдуваемого ПУТ, обеспечивает газификацию угольных частиц в фурменных зонах При доле кислорода меньше 0,6 м3 кг ПУТ создаются предпосылки для неполного сгорания угольной пыли в пределах фурменной зоны со всеми вытекающими из этого обстоятельства негативными последствиями переход части ПУТ в шлак, ухудшение обессеривающей способности горна печи, снижение газопроницаемости столба шихты, уменьшения коэффициента замены кокса ПУТитд При доле кислорода выше 1,0 м3/кг ПУТ степень сгорания угольных частиц практически не повышается, в результате кислород расходуется неэффективно, что повышает себестоимость чугуна Соотношения расходов компенсирующих компонентов к кислороду и ПУТ выбраны исходя из условия сохранения на исходном уровне выхода фурменных газов и средней по всему объему фурменной зоны теоретической температуры горения При расходах компенсирующих компонентов, меньших указанных величин (0,2 м3 для природного газа, 0,3 м3 для коксового газа, 0,4 м3 для колошникового газа, 0,1 м3 для пара, 0,2 м3 для азота), подача технологического кислорода через рыльную часть фурмы в количестве 0,6 1,0 м3 на каждый дополнительный 1 кг пылеугольного топлива приведет к значигельному повышению теоретической температуры горения (более, чем на 50°С) и снижению количества образующихся горновых газов, что может вызвать нарушения теплового и газодинамического режимов плавки и повышает расход кокса При расходах этих компонентов, больших указанных величин (0,4 м3 для природного газа, 0,5 м3 для коксового газа, 0,6 м3 для колошникового газа, 0,3 м3 для пара, 0,4 м3 для азота), произойдет значительное понижение температуры горения (более, чем на 50°С) и возрастет выход фурменных газов, что также будет способствовать нарушению нормального технологического режима доменной плавки При соотношении кинетических энергий кислородно-угольной струи и истекающего из устья фурмы основного потока, включающего воздушное дутье и компенсирующие компонен ты, меньше 0,5 продукты газификации ПУТ и неизрасходованный кислород будут подниматься вверх на коротком расстоянии от выхода в печ 27435 ное пространство (до 0,5 0,7 м), что приведет к неполному сгоранию угольных частиц и создаст предпосылки к нарушению теплового и газодинамического режимов плавки При соотношении величин кинетических энергий рассматриваемых потоков больше 1,0 не обеспечивается полное смешение продуктов газификации ПУТ с газами в основной фурменной зоне, в результате чего может нарушиться распределение температур по сечению печи и равномерность прогрева продуктов плавки При угле наклона оси кислородно-угольной струи менее 15° вниз от оси фурменного прибора исключается возможность автономного существования зоны горения ПУТ, она будет соединяться с основной фурменной зоной и поставленная задача не сможет быть осуществлена При угле наклона более 40° образованию локальной зоны горения ПУТ необходимой протяженности будет препятствовать шлаковый расплав Пример 1. Доменная печь оборудована 14 фурмами диаметром 150 мм спатрубками для подвода кислородно-угольной смеси во внутреннее пространство печи диаметром 25 мм Через патрубок во внутреннее пространство печи под углом 15° вниз от оси фурмы подается 200 кг ПУТ и 200 м3 технологического кислорода на 1 т чугуна Через фурменный прибор подается атмосферное дутье в количестве 1500 м /т чугуна, нагретое до 1000°С и 80 м3/т чугуна природного газа Данный технологический режим обеспечивает соотношение объемных расходов технологического кислорода и природного газа разное 1 0,4 на 1 кг ПУТ, что обеспечивает теоретическую температуру фурменных газов 2130°С и соотношение кинетических энергий кислородноугольной струи и основного потока 1 1 Пример 2 В доменную печь через фурмы, конструкция которых описана в примере 1, подается атмосферное дутье в количестве 1500 м3/т чугуна, нагретое до 1000°С и 40 м3/т чугуна природного газа Через патрубок во внутреннее пространство печи под углом 40° вниз от оси фурмы подается 200 кг ПУТ и 120 м3 технологического кислорода на 1 т чугуна Данный технологический режим обеспечивает соотношение объемных расходов технологического кислорода и природного газа равное 0,6 0,2 на 1 кг ПУТ, что позволяет сохранять теоретическую температуру горения в допустимых пределах (2120°С) Соотношение кинетических энергий кислородно-угольной струи и основного потока при этом составляет 0,5 1 Пример З В доменную печь через фурмы, конструкция которых описана в примере 1, подается атмосферное дутье в количестве 1500 м3/т чугуна, нагретое до 1000°С и 60 м3/т чугуна природного газа Через патрубок во внутреннее пространство печи под углом 30° вниз от оси фурмы подается 200 кг ПУТ и 160 м3 технологического кислорода на 1 т чугуна Данный технологический режим обеспечивает соотношение объемных расходов технологического кислорода и природного газа равное 0,8 0,3 на 1 кг ПУТ, что позволяет сохранять теоретическую температуру горения в допустимых пределах (2110°С) Соотношение кинетических энергий кислородно-угольной струи и основного потока при этом составляет 0,7 1 Использование указанных технологических режимов благодаря рациональному применению кислорода обеспечивает эффективное использование повышенных расходов ПУТ (до 200 кг/т чугуна и более при коэффициенте замены 0 8-0,9), что способствует экономии кокса Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03 J

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for cast-iron melting

Babich Oleksandr Illich, Minaiev Oleksandr Anatoliovych, Yaroshevskyi Stanislav Lvovych, Tereschenko Volodymyr Petrovych, Kochura Volodymyr Vasyliovych, Nozdrachov Valerii Andriiovych

Назва патенту російською

Способ выплавки чугуна

Бабич Александр Ильич, Минаев Александр Анатольевич, Ярошевский Станислав Львович, Терещенко Владимир Петрович, Кочура Владимир Васильевич, Ноздрачов Валерий Андреевич

МПК / Мітки

Код посилання

Подібні патенти

Спосіб виплавки чавуну в доменній печі

Номер патенту: 18362

1. Способ выплавки чугуна в доменной печи, содержащий загрузку через колошник чередующихся шихтовых и промывочных подач с увеличенной рудной нагрузкой, включающих окисленные железорудные материалы с кислой пустой породой, подачу в горн горячего дутья, кислорода, природного газа и пылеугольного топлива, выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что в промывочные подачи дополнительно вводят флюсы и чередуют промывочные подачи с каждой второй.

Спосіб виплавки сталі у подовому сталеплавильному агрегаті

Номер патенту: 694

Способ выплавки стали в подовом сталеплавильном агрегате, включающий заливку чугуна на нагретую шихту, расплавление шихты, продувку кислородом расплава до содержания углерода в металле 0,45%, нагрев окисленного шлака газо-кислородным факелом, отличающийся тем, что нагрев шлака газо-кислородным факелом осуществляют при достижении содержания углерода в металле 0,25-0,45% одновременно с продувкой расплава кислородом в течение последних 15-30%.

Спосіб розділення чавуну та шлаку

Номер патенту: 10745

Способ разделения чугуна и шлака на желобе при выпуске их из доменной печи, включающий частичное изменение направления и скорости шлакового и промежуточного потоков, создание циркуляции промежуточного и шлакового потоков путем их сжатия и сообщения тангенциальной со­ставляющей их скорости, отличающийся тем, что в горизонтальной плоскости над лещадью шлако­вой канавы создают изменение направленности и скорости этих потоков за счет.

Спосіб ведення доменної плавки

Номер патенту: 134

Способ ведения доменной плавки, включающий подачу обогащенного кислородом нагретого дутья и плотного потока пылеугольного топлива в воздушные фурмы доменной печи, отличающийся тем, что , с целью обеспечения полного сгорания частиц пылеу­гольного топлива в фурменной зоне, сокращения расхода кокса и повышения производительности до­менной печи, плотный поток пылеугольного топлива перед вводом его в поток горячего дутья через патрубок фурмы.

Спосіб виплавки сталі у подовій печі

Номер патенту: 21068

1. Способ выплавки стали в подовой печи, включающий завалку шихтовых материалов и флюсов, заливку чугуна, продувку ванны кислородом сверху, по окончании которой металл продувают инертным газом, отличающийся тем, что продувку металла инертным газом осуществляют путем погружения фурмы ниже его уровня на 50-500 мм и ведут ее с удельным расходом 0,5-1,4 м3/т и интенсивностью 1,5-4,7 тыс.м /час,2. Способ по п.1, отличающийся тем, что.

Источник https://uapatents.com/4-27435-sposib-viplavki-chavunu.html