СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ДОМЕННОЙ ШИХТЫ
PROCEDURE FOR FORMING BLAST FURNACE CHARGE

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству чугуна в доменных печах.
Известен и широко применяется в доменной плавке способ формирования шихтовых материалов при помощи конусных загрузочных устройств различной конструкции, когда в доменную печь послойно загружаются железорудные, флюсующие, промывочные материалы, кокс [1]. Недостаток этого способа: не обеспечивается оптимальное распределение материалов по радиусу колошника и высоте печи, сегрегация материалов по крупности.
Известен способ загрузки доменной печи, заключающийся в том, что с целью обеспечения необходимой газопроницаемости в осевой зоне печи периоды загрузки с раздельным дозированном руды и кокса и их смесью чередуют в отношении (1-25):(1-100) полных объемов печи, причем в каждом периоде загрузка подач одного типа производится подряд [2]. Недостаток способа - газопроницаемость в осевой зоне повышается незначительно, сегрегация материалов по крупности не изменяется.
Наиболее близким по технической сущности является способ формирования (распределения) составляющих шихты с использованием бесконусного засыпного устройства с вращающимся лотком, при котором распределение материалов производится более качественно и равномерно [3], [4]. Однако в этом случае не используются повышенные прочностные свойства отдельных (средних) фракций кокса. Кроме того, при загрузке материалов имеет место деформация поверхности загруженных материалов (особенно в осевой зоне печи).
К общим недостаткам аналогов [1], [2], [3] и [4]) необходимо отнести и тот факт, что мелкая часть железорудной шихты, вследствие большой разницы в скорости газового потока на периферии и в центре, этим газовым потоком перебрасывается от периферии к оси, тем самым ухудшая газопроницаемость центрального шихтового столба печи [1].
Задачей заявляемого изобретения является более эффективное использование прочностных характеристик кокса, улучшение газопроницаемости центральной части шихтового столба.
Поставленная задача решается благодаря использованию предлагаемого способа формирования доменной шихты в колошниковой зоне доменной печи: кокс фракции 25-40 мм подается при помощи вращающегося лотка в центральную часть колошниковой зоны, а остальные материалы располагаются кольцеобразно от коксового столба к периферии.
Кокс фракции 25-40 мм готовится традиционным способом - рассевом на ситах грохотов любого типа.
Кокс фракции 25-40 мм обладает повышенной механической прочностью: его "горячая" прочность (CSR) на 1,5-2,0% превышает таковую остальных фракций кокса. Благодаря лучшей сцепляемости кусков кокса между собой центральный коксовый столб более стоек к разрушению.
Преимущества предлагаемого способа:
- повышение газопроницаемости и увеличение ее стабильности в центральной части печи, что приводит к улучшению дренажной способности центральной части горна;
- уменьшение расхода кокса;
- увеличение производительности доменной печи.
Предлагаемые табл.1 и табл.2 наглядно подтверждают преимущества предлагаемой технологии, а именно: в опытный период заявляемая технология позволила снизить удельный расход кокса на 7 кг/т чугуна и увеличить производительность печи на 254 т/сут по сравнению с базовой.
Заявляемая технология является новой, поскольку авторам неизвестны аналоги из отечественных и зарубежных источников информации.
По имеющимся у заявителя данным в известных решениях отсутствуют признаки, сходные с признаками, которые присущи предлагаемому техническому решению, что позволяет сделать вывод о его соответствии признаку "изобретательский уровень".
Опытная проработка и использование предлагаемого технического решения на ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" подтверждает соответствие критерию "промышленная применимость изобретения".
Источники информации
1. Металлургия чугуна. Н.И.Кравцов. М., Металлургиздат, 1952 г., стр.291, 304, 314.
2. "Способ загрузки доменной печи", авт. свид. №1235899 (51) 4, С21В.
3. "Производство чугуна на доменных печах с бесконусным засыпным устройством". Технологическая инструкция ТИ 102-Д-132-2007, ОАО "НТМК".
4. Металлургия чугуна, под редакцией Ю.С.Юсфина. 3-е издание. М., ИКЦ "Академкнига", 2004 г., стр.417-418.
Табл.1
Сравнительные результаты способов формирования шихты
Способ формирования доменной шихты
Расход кокса,кг/т чугуна
Изменение производительности доменной печи в сравнении с конусным загрузочным устройством, %
Формирование доменной шихты при помощи конусного загрузочного устройства
450-460
0
Формир ование доменной шихты на бесконусном засыпном устройстве (традиционно)
412-414
+11
Формирование доменной шихты на бесконусном засыпном устройстве (по предлагаемому способу)
407-410
+16
Табл.2
Показатели работы доменной печи №5 ОАО "НТМК" по предлагаемому способу в сравнении с базовым периодом
ПОКАЗАТЕЛИ
Базовый апрель 2008 г.
Опытный 16 - 28.05.08 г.
Измен. показат.
Изм. расх. кокса кг/т чуг.
Изменен. производ. т/сут
Про-во, т/сут
5191
5401
Уд. расход кокса, кг/т
414
410
Качество кокса:
зола, %
12,2
12,3
0,1
0,62
-7,79
сера, %
0,46
0,47
0,01
0,41
-4,15
М25
89,4
89,5
0,1
-0,15
4,98
М10
6,9
7,2
0,3
3,48
-43,6
CSR
57,8
57,15
-0,65
2,02
-40,49
Итого по коксу:
6,38
-91,05
ЖРС:
Содерж. железа, %
58
57,1
-0,9
3,73
-98,1
фр. - 5 мм,%
4,1
4,6
0,5
0,62
-7,79
известняк, кг/т чугуна
57
39
-18
-2,98
32,7
Итого ЖРС:
1,37
-73,19
Чугун:
[Si], %
0,08
0,08
0
0
0
[Mn], %
0,33
0,31
-0,02
-0,08
2,08
[S], %
0,022
0,016
-0,006
1,74
-24,92
Итого - продукты плавки:
1,66
-22,84
Теплотехн.
Темп. гор. дутья, °С
1167
1223
56
-6,96
87,2
Влажн. дутья, г/м<sup>3</sup>
18
23
5
4,14
0
Содерж. кислорода, %
24,8
25,4
0,6
0
40,49
ПГ, м<sup>3</sup>/т
до 100 м<sup>3</sup>
0
0
более 100 м<sup>3</sup>
106,8
111,5
4,7
-3,29
Итого теплотехн.:
-6,11
127,69
Энергет.
Давл. колош. газа, ати
2,08
2,18
0,1
-0,62
15,57
Итого энергет.
-0,62
15,57
ИТОГО:
2,68
-43,82
Приведенное значение
417
5147