yandex.metrica
Интенсификация доменной плавки

Повышение давления газа на колошнике и обогащение дутья кислородом

Способ работы доменных печей при повышенном давлении газов на колошнике, предлагавшийся в отечественной металлургии еще с 1915 г., получил эффективное осуществление после улучшения технического оснащения доменных печей (обеспечения гермети­зации) и введения мощных воздуходувных средств. В настоящее время большинство доменных печей СССР работает с избыточным давлением газов на колошнике до 60,8—202,7 кн/м2 (0,6—2,0 ат) вместо избыточного давления 6,08—13,2 кн/м2, (0,06—0,13 ат).

Повышение давления газов на колошнике ведет к увеличению давления их во всем объеме доменной печи. Объем газов умень­шается обратно пропорционально абсолютному давлению и по­нижается средняя скорость движения газов. Это приводит к уве­личению времени пребывания их в печи и уменьшению потерь напора при прохождении через столб шихтовых материалов. В ре­зультате создаются условия для лучшего распределения газового потока по сечению, лучшего использования тепловой и химической энергии газов и плавного схода шихтовых материалов по высоте печи.

В современных условиях форсирование подачи дутья при­ближается к пределу, когда становится вероятным образование каналов с чрезмерно быстрым потоком газов. В этом случае осо­бенно важно использовать уменьшение скорости газов при повы­шении их давления в печи для дополнительного форсирования подачи дутья с сохранением устойчивого бесканального хода. Вследствие этого происходит увеличение производительности до 9% (в условиях интенсивно работающих печей СССР). Расход кокса снижается в связи с лучшим распределением газового потока и обработкой им шихтовых материалов. Его экономия достигает 6—7% (при некотором дополнительном повышении температуры дутья). Повышение давления газов эффективно используется при вдувании топлива через фурмы. В этом случае особенно важно хорошее распределение газового потока, так как в связи со сни­жением доли кокса в шихте уменьшается ее газопроницаемость.

С уменьшением скорости движения газов в печи резко сни­жается вынос колошниковой пыли и улучшается эффективность газоочистки.

Несколько меньшее развитие получает процесс восстановления элементов, в частности кремния, в горне печи за счет углерода кокса, что обычно связывают с повышением давления СО, являющегося продуктом реакций прямого восстановления. В этих условиях возможна выплавка малокремнистого передельного чугуна без снижения температуры нагрева дутья.

Другим средством интенсификации современного доменного процесса является применение кислорода для обогащения воздуш­ного дутья. Оно стало возможным после пуска мощных кислород­ных станций, обеспечивших достаточные количества и приемлемую стоимость технического кислорода.

Переход на работу с дутьем, обогащенным кислородом, вызы­вает ряд существенных изменений в тепловых и физико-химиче­ских процессах, протекающих в доменной печи. Концентрирование кислорода в дутье приводит к уменьшению содержаний в нем азота и снижению количества газов на единицу кокса. Это позво­ляет форсировать доменную плавку увеличением подачи дутья через фурмы.

Обогащение дутья кислородом приводит к повышению темпера­туры газов и сосредоточению тепла преимущественно в горне доменной печи. Таким образом создаются благоприятные условия для восстановления кремния и марганца, что весьма важно при выплавке высококремнистых (литейных) чугунов и особенно фер­росплавов.

Концентрация высоких температур и интенсивный теплообмен на нижних горизонтах сопровождается снижением температур в средних и верхних горизонтах печи и сокращением области повышенных и умеренных температур (1100—800° С). Это при­водит к уменьшению степени косвенного восстановления и рез­кому понижению горизонта шлакообразования.

При выплавке обычных чугунов такое перераспределение тем­ператур по высоте печи, особенно проявляющееся при обогащении выше 26—28%, из-за уменьшения объема газов приводит к нару­шению плавного схода шихты и вызывает неблагоприятные от­клонения от нормального хода печи (подвисания, осадки, тугой ход). В этом случае проявляется влияние сокращения размеров окислительной зоны и образования легко возгоняющихся высоко­температурных продуктов, особенно окиси кремния SiO, конден­сирующейся между кусками материалов и у стен печи при пони­жении температуры.

В связи с отмеченным, применение дутья, обогащенного кис­лородом, как самостоятельного средства интенсификации доменной плавки наиболее эффективно и экономически рентабельно при вы­плавке ферросплавов. Возможно применение дутья с обогащением до 35% O2. Производительность печи, выплавляющей ферромарга­нец, при обогащении дутья до 30% может быть повышена на 90%. При выплавке ферросилиция производительность возрастает до 50% и одновременно снижается расход кокса (на 15—16%).

Использование обогащенного дутья при выплавке рядовых пе­редельных чугунов в самостоятельном виде возможно при степенях обогащения до 25%. Однако обогащение может быть значительно повышено при вдувании кислорода через фурмы с применением топливных добавок, особенно природного газа.

0

Нажмите здесь, чтобы оставить комментарий