Патент на изобретение №2252970

(54) СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ЦИНКОСОДЕРЖАЩИХ ШИХТ

(57) Реферат:

Изобретение относится к металлургии, в частности к технологии производства чугуна в доменных печах из цинкосодержащих материалов. Способ включает загрузку шихтовых материалов, подачу дутья, контроль температуры и расхода колошникового газа, повышение температуры колошникового газа путем снижения уровня засыпи шихты с целью контроля и частичного удаления цинковых настылей путем их возгонки, причем повышение температуры колошникового газа производят один раз в два месяца в процессе выплавки чугуна до 650±50°С, при этом оставшуюся часть настылей удаляют путем подачи воды через отверстия в кожухе доменной печи. Непосредственно перед операцией обрушения настыли производится загрузка в печь кокса в количестве 40…60 т для расплавления обрушившейся настыли. Шихту вводят в следующем количественном составе, мас.%, агломерат – 40-70, железорудные окатыши – 20-50, флюс – 8-12, состоящий из 70-80% конверторного шлака и 20-30% сырого известняка. Использование изобретения обеспечивает эффективное удаление накапливающегося цинка в доменной печи, удешевление технологии производства чугуна, повышение производительности доменной печи и увеличение срока ее работы. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к технологии производства чугуна в доменных печах.

Известен способ удаления настылей со стенок доменной печи во время ее работы, заключающийся в том, что настыли обнаруживают на начальной стадии их формирования, понижают уровень засыпи в доменной печи ниже уровня образовавшихся настылей, приостанавливают подачу дутья, доменный газ в объеме над пониженным уровнем засыпи заменяют воздухом, образующиеся в небольшом количестве газы сжигают и отводят через трубопроводы на колошнике, а на настыли направляют струю хладагента, достигая тем самым резкого изменения физических свойств, отслоения и обрушения настыли [1].

Недостатком данного способа является то, что для удаления настыли обязательно требуется длительная остановка печи, при этом удаление настыли происходит не полностью, а сам процесс является достаточно трудоемким и опасным, так как требует подвода хладагента длинными трубами через разогретый до 500…600°С колошник.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ доменной плавки, включающий загрузку шихты, содержащей цинк, подачу дутья, контроль температуры и расхода колошникового газа, формирование и загрузку буферного слоя и периодическое опускание засыпи в печи до достижения температуры колошникового газа 450-500°С, буферный слой формируют из смеси кокса и шлакового щебня, а высоты буферного слоя определяют по предложенному выражению. Замена части кокса при формировании буферного слоя шлаковым щебнем обеспечивает эффективное удаление цинка из печи при меньших затратах и без перевода печи на “тихий ход” [2]. Данное изобретение принято за прототип. Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: загрузка шихты, содержащей цинк, подача дутья, контроль температуры и расхода колошникового газа, периодическое опускание засыпи в печи до достижения нормируемой температуры колошникового газа.

Недостатком известного способа является невозможность удаления уже сформировавшейся настыли (твердая фаза) на неохлаждаемой части шахты доменной печи. Способ рассчитан только на удаление цинка, находящегося в газовой и жидкой фазе.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является эффективное удаление накапливающегося цинка в доменной печи, удешевление технологии производства чугуна и повышение срока эксплуатации доменных печей.

Поставленная задача достигается за счет того, что предлагается способ доменной плавки цинкосодержащих шихт, включающий загрузку шихты, подачу дутья, контроль температуры и расхода колошникового газа, повышение температуры колошникового газа путем снижения уровня засыпи шихты с целью контроля и частичного удаления цинковых настылеи путем их возгонки, при этом повышение температуры колошникового газа производят один раз в два месяца в процессе выплавки чугуна до 650±50°С, а оставшуюся часть настылеи удаляют путем подачи воды через отверстия в кожухе доменной печи непосредственно к настыли и для ее расплавления производят загрузку кокса в печь в количестве 40-60 т. Шихту вводят в следующем количественном составе, мас.%: агломерат – 40-70, железорудные окатыши – 20-50, флюс – 8-12, состоящий из 70-80% конверторного шлака и 20-30% сырого известняка.

Повышение температуры колошникового газа до 650±50°С путем снижения уровня засыпи один раз в два месяца связано с технологическим процессом и для визуального наблюдения образовавшихся в шахте доменной печи настылей.

Удаление оставшейся части настылей производят путем подачи воды через отверстия в кожухе доменной печи, при этом вода, попадая в нагретую настыль, превращается в пар и отрывает ее от кладки. Непосредственно перед операцией обрушения настыли производится загрузка в печь кокса в количестве 40…60 т для расплавления обрушившейся настыли. Подача кокса менее 40 т не позволит расплавить настыли полностью, а более 60 т экономически нецелесообразно.

Загрузка шихты при содержании в ней менее 40% агломерата, более 50% железорудных окатышей и более 12% флюса приведет к повышенному расходу кокса и экономически нецелесообразно. С другой стороны, применение шихты с содержанием агломерата более 70%, железорудных окатышей менее 20% и флюса менее 8% приведет к удорожанию шихты и также экономически нецелесообразно.

Применение флюса с содержанием конвертерного шлака более 80% и сырого известняка менее 20% приведет к ухудшению качества чугуна вследствие повышения в нем содержания фосфора. С другой стороны, применение флюса с содержанием конвертерного шлака менее 70% и сырого известняка более 30% приведет к увеличению расхода кокса и снижению производительности печи.

Пример исполнения:

Предлагаемый способ реализован на доменной печи объемом 1386 м³, работающей со средней температурой колошникового газа 290°С с выходом его 2,0·10⁵ нм³/ч, с расходом дутья 1,5·10⁴ нм³/ч, природного газа 16-10³ нм³/ч, кислорода 15·10³ нм³/ч. Давление дутья составляло 2,6 ати, колошникового газа 1,4 ати, что обеспечивало перепад давления 1,2 ати.

Загружалась цинкосодержащая шихта следующего состава: 50% агломерата, 40% железорудных окатышей и 10% флюса, состоящего из 80% конверторного шлака и 20% сырого известняка. Шихту загружали с обеспечением положения уровня засыпи 1,75 м от кромки большого конуса. Толщина слоя, который нужно было сформировать перед опусканием уровня засыпи, составила 6,0 м. Это примерно соответствовало загрузке 8 скипов кокса и 6 скипов рабочей шихты.

В 12-00 загрузили последнюю железорудную подачу и начали опускать уровень засыпи, ориентируясь на температуру колошника 650±50°С. Уровень засыпи определяли расчетным путем в зависимости от времени работы печи без подач.

При достижении уровня засыпи ниже рабочего уровня на 6 метров в 13-30, произвели визуальный осмотр шахты. Визуальный осмотр показал наличие и местоположение настыли в неохлаждаемой части шахты. В 14-30 печь была догружена 50 т кокса и шихтой до рабочего уровня и продолжила работу в штатном режиме. Одновременно с догрузкой в кожухе печи в местах, соответствующих расположению настыли, были сделаны отверстия для подачи воды. Далее, для удаления настыли была произведена подача воды через проделанные отверстия непосредственно к настыли. В результате настыль была удалена, что подтвердилось выходом цинка через легочное отверстие и восстановлением рабочих температур периферии печи. Выплавка чугуна по предлагаемой технологии позволила повысить производительность печи на 5% и снизить расход кокса на 2% по сравнению с прототипом. В итоге чугун, выплавленный по предлагаемому способу, имеет более низкие затраты на производство.

Результаты исполнения способа представлены в таблице.

Формула изобретения

1. Способ доменной плавки цинкосодержащих шихт, включающий загрузку шихты, подачу дутья, контроль температуры и расхода колошникового газа, повышение температуры колошникового газа путем снижения уровня засыпи шихты, с целью контроля и частичного удаления цинковых настылей путем их возгонки, отличающийся тем, что повышение температуры колошникового газа производят один раз в два месяца в процессе выплавки чугуна до 650±50°С, при этом оставшуюся часть цинковой настыли удаляют путем подачи воды на нее через отверстия в кожухе доменной печи, причем непосредственно перед обрушением настыли и для ее расплавления производят загрузку кокса в печь в количестве 40-60 т.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шихту вводят в следующем количественном составе, мас.%: агломерат 40-70, железорудные окатыши 20-50, флюс 8-12, состоящий из 70-80% конверторного шлака и 20-30% сырого известняка.