RU2207381C1 - Способ выплавки чугуна в доменной печи - Google Patents
Способ выплавки чугуна в доменной печи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2207381C1 RU2207381C1 RU2001128688A RU2001128688A RU2207381C1 RU 2207381 C1 RU2207381 C1 RU 2207381C1 RU 2001128688 A RU2001128688 A RU 2001128688A RU 2001128688 A RU2001128688 A RU 2001128688A RU 2207381 C1 RU2207381 C1 RU 2207381C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- coke
- iron
- loaded
- iron ore
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству. Способ включает загрузку в доменную печь кокса, железорудного материала, флюсующей добавки, вдувание дутья и топлива, и загрузку твердой топливной добавки в периферийную кольцевую зону колошника шириной 0,1-0,5 радиуса печи. Количество добавки обеспечивает поступление в печь 0,5-55% всего углерода, поступающего в печь с коксом, твердой топливной добавкой и вдуваемым топливом. В воздушные фурмы вдувают дополнительно мелкодисперсные минеральные материалы в количестве, обеспечивающем поступление с ними в печь 1,0-50% всего железа и 0,01-40% всего СаО, поступающих в печь. В качестве твердой топливной добавки используют мелкофракционный кокс, и/или фракционированный, или брикетированный каменный уголь, и/или торфяные или торфорудные брикеты, а в качестве мелкодисперсных минеральных материалов - железную руду, и/или концентрат, и/или известь, и/или промышленные отходы. Реализация изобретения позволит снизить расходы на выплавку чугуна металлургического кокса и подготовленных железорудных материалов, а также утилизировать отходы металлургического производства. 6 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выплавке чугуна в доменных печах, оборудованных загрузочными устройствами, позволяющими регулировать распределение загружаемых материалов по радиусу колошника в широких пределах.
Известен способ выплавки чугуна в доменной печи, включающий загрузку кокса, железорудных материалов. Флюса и добавок, вдувание в печь нагретого дутья и топливных добавок и выпуск продуктов плавки [1].
Недостатком известного способа является то, что получение высоких технико-экономических показателей работы доменной печи по этому способу возможно только при использовании высококачественных кокса и подготовленных железорудных материалов (агломерата и окатышей). Использование этих материалов позволяет вдувать в воздушные фурмы большое количество дополнительного топлива (твердого, газообразного или жидкого), оптимизировать распределение материалов по радиусу колошника и обеспечивать при этом работу печи с расходом кокса и суммарного топлива, приближающимся к теоретическим пределам. Однако производство высококачественного кокса требует дефицитных коксующихся углей и становится все более дорогим из-за роста стоимости коксующихся углей и ужесточения экологических требований. Производство агломерата и окатышей также связано с расходом топлива и должно удовлетворять экологическим нормам, что удорожает их производство. Кроме того, при производстве кокса и подготовленного железорудного сырья безвозвратно теряется большое количество тепла, что повышает энергозатраты на выплавку чугуна в доменной печи по известному способу.
Известен способ выплавки чугуна в доменной печи, включающий загрузку в доменную печь кокса и железорудных материалов, вдувание в воздушные фурмы дутья, топлива и флюсующих добавок [2]. Данный способ позволяет применять железорудные материалы пониженной основности, что облегчает процесс первичного шлакообразования в доменной печи, повышает газопроницаемость зоны шлакообразования и способствует повышению производительности доменной печи.
Недостатком данного способа является то, что он также требует применения высококачественных железорудных материалов и кокса.
Известен способ выплавки чугуна в доменной печи, включающий загрузку кокса и железорудных материалов, вдувание дутья, топливных добавок, мелкодисперсных промышленных отходов и пластмасс, а также мелкодисперсных железной руды и ильменита [3].
Данный способ решает задачи утилизации промышленных железосодержащих отходов, а также пластических масс. Кроме того, он предусматривает вдувание в печь в небольшом количестве мелкодисперсной железной руды для снижения себестоимости чугуна, а также вдувание ильменита для повышения стойкости футеровки горна и лещади.
Недостатком этого известного способа является то, что он, как и другие известные способы, базируется на применении высококачественных кокса и железорудных материалов при выплавке чугуна в доменной печи и лишь незначительно уменьшает расход последних.
Наиболее близким к изобретению по техническому решению и достигаемым результатам является известный способ доменной плавки, включающий загрузку в печь железорудных материалов, флюсующей добавки и кокса, вдувание в воздушные фурмы дутья и топлива, загрузку в периферийную кольцевую зону колошника твердой топливной добавки [4].
Данный способ решает задачу существенного сокращения расхода кокса в доменной плавке путем частичной замены его твердой топливной добавкой, загружаемой в периферийную зону колошника.
Недостатком данного способа является то, что он не предусматривает мер по предотвращению загромождения горна коксовой мелочью, загружаемой в печь в качестве твердой топливной добавки или образующейся в печи при загрузке каменного угля, используемого в качестве твердой топливной добавки. Этот способ не решает также проблемы снижения расхода высококачественного железорудного сырья на выплавку чугуна.
Технической задачей изобретения является устранение недостатков известных способов выплавки чугуна в доменной печи - аналогов и прототипа, снижение расхода на выплавку чугуна металлургического кокса и подготовленных железорудных материалов, утилизация отходов металлургического производства.
Решение данной технической задачи обеспечивается тем, что в известном способе выплавки чугуна в доменной печи, включающем загрузку в печь кокса, железорудных материалов, вдувание в воздушные фурмы дутья и топлива, загрузку твердой топливной добавки в периферийную кольцевую зону колошника твердую топливную добавку загружают в периферийную кольцевую зону шириной 0,1-0,5 радиуса в количестве, обеспечивающем поступление в печь 0,5-55% всего углерода, поступающего в печь с коксом, загружаемой в печь твердой топливной добавкой и вдуваемым топливом, в воздушные фурмы дополнительно вдувают мелкодисперсные минеральные материалы в количестве, обеспечивающем поступление с ними в печь 1,0-50% всего железа и 0,01-40% всего СаО, поступающих в доменную печь.
Техническая задача изобретения решается также тем, что в качестве твердой топливной добавки, загружаемой в периферийную кольцевую зону колошника, используют мелкофракционный кокс, и/или фракционированный каменный уголь, и/или брикетированный каменный уголь, и/или торфяные или торфоугольные брикеты.
Решение технической задачи изобретения обеспечивается дополнительно тем, что в качестве мелкодисперсных минеральных материалов используют железную руду, и/или железорудный концентрат, и/или известь, и/или промышленные отходы.
Техническая задача изобретения решается также тем, что мелкодисперсные минеральные материалы вдуваются в печь в виде жидких суспензий.
Решение технической задачи изобретения обеспечивается дополнительно тем, что заданную основность шлака в печи обеспечивают основностью загружаемого офлюсованного железорудного материала, и/или количеством загружаемой флюсующей добавки, и/или количеством СаО, поступающим в печь с вдуваемыми в воздушные фурмы мелкодисперсными минеральными материалами.
Техническая задача решается также тем, что в центральную зону колошника, диаметром 0,1-0,3 диаметра колошника, загружают кокс крупностью кусков 40-80 мм в количестве 5-20% от всего кокса, загружамого в печь, а железорудный материал загружают в кольцевую зону колошника шириной 0,5-0,8 радиуса колошника, отстоящую от стенки колошника на 0,05-0,2 радиуса колошника.
Сущность изобретения зaключaeтcя в следующем. При загрузке в периферийную кольцевую зону колошника шириной в пределах 0,1-0,5 радиуса колошника твердой топливной добавки в виде мелкофракционного кокса, и/или фракционированного каменного угля, и/или брикетированного каменного угля, и/или торфяных брикетов, и/или торфоугольных брикетов этот материал, обладающий более высокой реакционной способностью по сравнению с качественным металлургическим коксом, а также более высокой удельной реакционной поверхностью, активно участвует в реакции газификации углерода диоксидом углерода доменного газа, который образуется преимущественно в указанной зоне, где располагается основная часть загружаемого в печь железорудного материала. Оставшаяся часть твердой топливной добавки транспортируется в фурменную зону, где сгорает. Несгоревшая часть твердой топливной добавки в горне доменной печи активно реагирует с железистыми шлаками, образующимися в горне при вдувании в воздушные фурмы мелкодисперсных минеральных материалов, содержащих оксиды железа. Образование железистого шлака в горне печи препятствует накоплению коксовой мелочи, которая непрерывно расходуется на восстановление железа из железистого шлака. Это обеспечивает хорошую проницаемость коксовой насадки и выпуск чугуна и шлака из печи без затруднений.
Необходимая основность шлака для получения чугуна заданного качества обеспечивается либо применением повышенной основности загружаемых в печь подготовленных железорудных материалов (агломерата), либо загрузкой в печь одновременно с офлюсованным железорудным материалом флюсующей добавки, например конвертерного шлака, либо вдуванием в фурмы мелкодисперсной флюсующей добавки. В последнем случае повышается газопроницаемость зоны шлакообразования в связи с уменьшением количества образующегося здесь шлака.
Вдувание мелкодисперсных минеральных материалов в виде жидких суспензий упрощает и удешевляет технику вдувания и позволяет использовать для получения суспензий воду, различные жидкие отходы, включающие органические вещества, отработанные и загрязненные нефтепродукты и т.п.
Загрузка в центральную зону колошника диаметром 0,1-0,3 диаметра колошника кокса крупностью 40-80 мм обеспечивает поддержание в печи устойчивого центрального потока газов, ровный сход шихтовых материалов, а также создание в нижней части доменной печи коксового тотермана с повышенной порозностью и проницаемостью, что необходимо для хорошего дренажа жидких продуктов плавки и их выпуска из печи без затруднений.
Загрузка железорудных материалов в кольцевую зону колошника шириной 0,5-0,6 радиуса колошника, отстоящую от стенки колошника на 0,02-0,1 радиуса колошника, обеспечивает активную газификацию углерода твердой высокореакционной топливной добавки углекислотой, образующейся в этой зоне при восстановлении оксидов железа монооксидом углерода. Кроме того, отсутствие железорудных материалов в узкой периферийной зоне у стен печи препятствует образованию настылей.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. При компьютерном моделировании доменной плавки в доменную печь объемом 1033 м3 загружали агломерат с основностью 2,33 в кольцевую зону колошника, ограниченную радиусами 0,8-0,3 радиуса колошника, коксовый орешек крупностью 10-25 мм в периферийную кольцевую зону колошника шириной 0,4 радиуса колошника в количестве 50% от всего загружаемого в печь твердого топлива, что поставляло в печь 45% углерода. В доменную печь вдували дутье с температурой 1100oС и содержанием кислорода 26%. В центральную часть колошника, диаметром 0,3 диаметра колошника, загружали кокс крупностью 40-80 мм, в количестве 20% от всего загружаемого твердого топлива. В воздушные фурмы вдували железорудный концентрат с содержанием железа 67,9% в смеси с угольной пылью (2% от массы концентрата) в количестве 718 кг/т чугуна, что обеспечивало поступление в печь 50% всего железа. Производительность печи при выплавке передельного чугуна с содержанием кремния в чугуне 0,71% и серы 0,022% составила 1326 т/сутки при суммарном расходе твердого топлива 819 кг/т. Расход агломерата составил 884 кг/т чугуна. Расход металлургического кокса крупностью 40-80 мм составил 165 кг/т и расход кокса крупностью 25-100 мм составил 286 кг/т. Заданная основность доменного шлака обеспечивалась применением суперофлюсованного агломерата с основностью 2,33. Выход колошникового газа с калорийностью 5,66 МДж/м3 составил 2730 м3/т.
Пример 2. При компьютерном моделировании доменной плавки в доменную печь объемом 1033 м3 загружали агломерат с основностью 0,67 и содержанием Fe 60,7%, металлургический кокс и твердую топливную добавку в виде малозольнистого каменного угля с невысоким содержанием летучих веществ. Средневзвешенный состав загружаемого твердого топлива составил: С - 80%, летучие - 10,5%, сера - 0,37%, зола - 9,5%. Печь работала на обогащенном кислородом дутье (26%) с температурой 1100oС и влажностью 20 г/м3. В воздушные фурмы вдували пылеугольное топливо в количестве 220 кг/т и мелкодисперсные металлургические отходы, содержащие 63% Fe в виде оксидов и имеющие основность 6,32. Расход вдуваемых мелкодисперсных металлургических отходов составил 330 кг/т и обеспечивал поступление в печь 21,5% всего поступающего в печь железа. Суммарный расход топлива на выплавку передельного чугуна с содержанием кремния 0,41% составил 790 кг/т, из которых 220 кг/т - пылеугольное топливо, 100 кг/т- металлургический кокс крупностью 40-80 мм, 160 кг/т кокс крупностью 25-100 мм и 200 кг/т - каменный уголь крупностью 25-50 мм. Производительность печи составляла 1508 т в сутки при выходе колошникового газа 2311 м3/т калорийностью 4,66 МДж/м3. Необходимая основность шлака обеспечивалась за счет извести вдуваемых мелкодисперсных металлургических отходов.
Пример 3. Доменная печь объемом 1033 м3 работала на агломерате с основностью 0,89 с содержание железа 59,8% на дутье с содержание кислорода 27% и влажностью 35 г/м3. В воздушные фурмы вдували железорудный концентрат в смеси с угольной пылью (2% от массы концентрата) в количестве 205 кг/т с содержанием железа 67,9%. В качестве твердого топлива в печь загружали кокс крупностью 40-80 мм (15%), кокс крупностью 25-100 мм (45%) и низкозольнистый каменный уголь крупностью 25-50 мм (40%). Каменный уголь загружали в периферийную зону доменной печи, а кокс крупностью 40-80 мм - в осевую часть печи диаметром 0,15 диаметра колошника. При суммарном расходе топлива 720 кг/т чугуна (0,4% Si, 0,02% S, 4,9% С) производительность печи составила 1408 т в сутки при выходе колошникового газа 2374 м3/т с калорийностью 4,98 МДж/м3. Заданную основность шлака обеспечивали загрузкой конвертерного шлака в количестве 117 кг/т. Основность шлака поддерживали в заданных пределах.
Таким образом, использование изобретения позволяет применять при выплавке чугуна неподготовленные железорудные материалы и мелкодисперсные металлургические отходы без их окомкования, а также использовать в качестве твердого топлива энергетические угли без их измельчения и сушки. Это позволяет снижать расход металлургического кокса и суммарные энергетические затраты на производство чугуна.
Источники информации
1. А. В. Тарасов, Н. И. Уткин. Общая металлургия. М.: Металлургия, с. 531-550.
1. А. В. Тарасов, Н. И. Уткин. Общая металлургия. М.: Металлургия, с. 531-550.
2. Jitang M.A. Injection of flus into the dlast furnace via tuyeres for optimising slag formation. ISIJ International, Vol. 39. 1999. N 7, p.697-704.
3. Wolf K. , Wolf C., Kretschmer H. Furnace injection for carbon and residues. Steel times international. 2000. N 3, p.34-36.
4. Способ доменной плавки. Патент РФ N 2042714, МКИ C 21 B 5/00. Опубл. 27.08.95.
Claims (7)
1. Способ выплавки чугуна в доменной печи, включающий загрузку в печь кокса, железорудных материалов, флюсующей добавки, вдувание в воздушные фурмы дутья и топлива, загрузку твердой топливной добавки в периферийную кольцевую зону колошника, отличающийся тем, что твердую топливную добавку загружают в периферийную кольцевую зону шириной 0,1-0,5 радиуса в количестве, обеспечивающем поступление в печь 0,5-55% всего углерода, поступающего в печь с коксом, твердой топливной добавкой и вдуваемым топливом, в воздушные фурмы дополнительно вдувают мелкодисперсные минеральные материалы, причем количество вдуваемых минеральных материалов, обеспечивает поступление с ними в печь 1,0-50% всего железа и 0,01-40% всего СаО, поступающих в печь.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердой топливной добавки, загружаемой в периферийную кольцевую зону колошника, используют мелкофракционный кокс, и/или фракционированный или брикетированный каменный уголь, и/или торфяные или торфоугольные брикеты.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсных минеральных материалов, используют железную руду, и/или железорудный концентрат, и/или известь, и/или промышленные отходы.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что мелкодисперсные минеральные материалы вдувают в доменную печь в виде жидких суспензий.
5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что заданную основность шлака в доменной печи обеспечивают основностью загружаемого офлюсованного железорудного материала, и/или количеством загружаемой флюсующей добавки, и/или количеством СаО, поступающего в печь с вдуваемыми в воздушные фурмы мелкодисперсными минеральными материалами.
6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в центральную зону колошника диаметром 0,1-0,3 диаметра колошника загружают кокс крупностью 40-80 мм в количестве 5-20% от всего кокса, загружаемого в печь.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что железорудный материал загружают в кольцевую зону колошника шириной 0,5-0,8 радиуса колошника, отстоящую от стенки колошника на 0,02-0,1 радиуса колошника.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001128688A RU2207381C1 (ru) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | Способ выплавки чугуна в доменной печи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001128688A RU2207381C1 (ru) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | Способ выплавки чугуна в доменной печи |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2207381C1 true RU2207381C1 (ru) | 2003-06-27 |
Family
ID=29210706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001128688A RU2207381C1 (ru) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | Способ выплавки чугуна в доменной печи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2207381C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451088C2 (ru) * | 2010-03-30 | 2012-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ подачи угля в доменную печь |
RU2734215C1 (ru) * | 2020-04-16 | 2020-10-13 | Автономная некоммерческая организация «Научно-исследовательский институт проблем экологии» | Способ выплавки чугуна в доменной печи |
-
2001
- 2001-10-24 RU RU2001128688A patent/RU2207381C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДУНАЕВ Н.Е. и др. Вдувание пылевидных материалов в доменные печи. - М.: Металлургия, 1977, с.79. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451088C2 (ru) * | 2010-03-30 | 2012-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ подачи угля в доменную печь |
RU2734215C1 (ru) * | 2020-04-16 | 2020-10-13 | Автономная некоммерческая организация «Научно-исследовательский институт проблем экологии» | Способ выплавки чугуна в доменной печи |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0659887B1 (en) | Melt-reduction process for production pf pig iron in the converter | |
RU2271396C2 (ru) | Подовая плавильная печь и способ ее применения для производства железа или стали | |
CA2302244C (en) | Method of making iron and steel | |
ES2285456T3 (es) | Procedimiento para la fabricacion de una fundicion metalica aleada. | |
KR100370920B1 (ko) | 용선의 정련방법 및 그 용선을 제조하기 위한 용융환원 제련방법 | |
Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
CZ200975A3 (cs) | Technologie rafinace kovonosných odpadu s obsahem zinku v rotacní peci | |
Babich et al. | Recent developments in blast furnace iron-making technology | |
KR20010040351A (ko) | 고형 폐기물을 최소화하는 효과적인 산화철의 직접환원에의한 자연친화적인 제철공정 | |
RU2207381C1 (ru) | Способ выплавки чугуна в доменной печи | |
US5558696A (en) | Method of direct steel making from liquid iron | |
Chatterjee | Hot metal production by smelting reduction of iron oxide | |
Dutta et al. | Smelting Reduction Processes | |
US6197088B1 (en) | Producing liquid iron having a low sulfur content | |
US3832158A (en) | Process for producing metal from metal oxide pellets in a cupola type vessel | |
JP2000045012A (ja) | 転炉製鋼におけるダスト利用方法 | |
Zhou et al. | Development of Smelting Reduction Ironmaking Process | |
RU2186854C1 (ru) | Способ доменной плавки | |
Jain | COREX & FINEX-New Developments in Utilization of Low Grade Raw Materials | |
JP2881840B2 (ja) | 高炉羽口粉体吹き込み方法 | |
JP7518455B2 (ja) | 溶銑製造方法 | |
Carpenter | Use of coal in direct ironmaking processes | |
WO2023054345A1 (ja) | 溶銑製造方法 | |
RU2237723C1 (ru) | Способ доменной плавки | |
Chatterjee | A critical appraisal of the present status of smelting reduction-Part I From blast furnace to Corex |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061025 |