WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |
129 УДК 669.162 Н.М.Можаренко, С.Т.Шулико, И.Г.Муравьева, Ю.С.Семенов, Г.И.Орел, В.С.Листопадов, К.А.Дмитренко Институт черной металлургии НАН Украины * ОАО Криворожский горно-металлургический комбинат «Криворожсталь» ВЫДУВКА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ ОБЪЕМОМ 5000 м3 НА КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ 1–ГО РАЗРЯДА Рассмотрены особенности выдувки доменной печи большого объема на капитальный ремонт 1–го разряда после кампании 1989–2003 гг.

Доменная печь №9 объемом 5000 м3 введена в строй 30 декабря 1974 года и является одним из крупнейших агрегатов в мире и самым крупным в Украине. Технологическое обоснование целесообразности ее строительства выполнил ИЧМ, а проект комплекса доменной печи выполнен Гипромезом и Укгипромезом в содружестве со специалистами комбината, научных и проектно–конструкторских организаций. Печь была оснащена уникальным на время пуска технологическим оборудованием: конвейерной подачей шихты на колошник, клапанно–конусным загрузочным устройством ВНИИИМЕТМАШ–УЗТМ (1974–1980 гг.), а затем двухтрактовым бесконусным устройством с лотковым распределителем шихты фирмы «П.Вюрт» (1980г.), установками придоменной грануляции шлака, воздухонагревателями с выносными камерами горения, системой испарительного охлаждения шахты, четырьмя чугунными летками, автоматизированной системой управления процессом плавки и др.

Разработка технологии плавки и режимов работы оборудования загрузки печи выполнена Институтом черной металлургии (ИЧМ) совместно со специалистами комбината и других организаций. В работе принимали участие: Евтеев В.К., Васюченко П.А., Попов В.Н., Канаев В.В., Богачев Ю.А., Параносенков А.А.

В первую кампанию (1974–1983 гг.) на печи выплавлено 27,070 млн. т чугуна, из них до капитального ремонта в 1980г.–18,040 млн. т. Во вторую кампанию (1983–1989 гг.) произведено 20,142 млн. т чугуна. В 2003г., 14 мая, доменная печь №9 была остановлена на капитальный ремонт 1– разряда. Основной причиной для проведения капремонта явилось неудовлетворительное состояние футеровки и кожуха металлоприемника. За период третьей кампании (06.12.1989г.–14.05.2003г.) на печи выплавлено 31,609 млн. т чугуна.

Основными задачами выдувки доменой печи на капитальный ремонт 1–го разряда являются достижение максимально возможной выдачи продуктов плавки при безопасном выполнении всех технологических операций. За основу технологии выдувки доменной печи №9 на капитальный ремонт 1–го разряда в 2003г. были приняты положения, которые были отработаны на предыдущих капитальных ремонтах 1 и 2–го разрядов. Перед выдувкой загрузка доменной печи характеризовалась следующими параметрами. Состав рабочей подачи: кокс (К) –29,5т, агломерат НКГОКа–2 (А) –70,0т; окатыши СевГОКа (О) – 30,0 т; известняк доломитизированный (Из.) – 1,5 т. Шихтовые материалы загружались в печь на уровень засыпи –1,5 м. В программе загрузки использовались 9…1 угловые положения распределительного лотка: КО 3–1, А 9–6, К 8–5, АО 9–4, КО 3–1, К 8–4, АО 7–4, К 8–4, АО 9–4, порция КОК+12т О. В печь подавалось 82008500 м3/мин дутья, нагретого до 105011000С. Давление дутья составляло 2,802,90 ати, колошникового газа – 1,30 ати. Доля кислорода в дутье достигала 25,025,5% при расходе природного газа 26,0 тыс. м3/ч.

Динамика изменения основных параметров дутьевого режима плавки перед выдувной и в период выдувки печи показана на рис.1,2. Параметры загрузки и дутьевого режима обеспечивали достаточно устойчивое газораспределение по сечению печи, степень использования газа (СО) составляла 44,5–46,3%. Физический и химический нагрев продуктов плавки был удовлетворительный. Доля кремния в чугуне изменялась в пределах 0,7– 1,0%, температура чугуна находилась на уровне 147514850С. Шлаки были подвижные, основность (СаО/SiО2) колебалась в пределах 1,111,18 ед.

Температура газа у стенки и в газоотводах изменялась, соответственно, в пределах 3205300С и 1002700С. Таким образом, уровень газодинамических параметров и нагрева продуктов плавки, свидетельствовали о том, что к выдувке печь подошла с устойчивым технологическим состоянием.

Загрузка печи рабочей шихтой была прекращена 13.05.03 в 13ч 40мин.

После этого в печь было загружено 260 т кокса «холостыми» порциями.

Загрузка «холостого» кокса была прекращена в 15ч 20мин. За время загрузки «холостых» порций кокса уровень засыпи регистрировался электромеханическими уровнемерами и снизился до 4,0м. Дальнейшее отслеживание изменения уровня засыпи осуществлялось расчетным путем (рис.2) и при помощи радиолокационного датчика РДУ–Х2, который позволяет определять уровень поверхности засыпи. Следует отметить хорошую сходимость результатов определения положения поверхности засыпи столба шихты расчетным и радиолокационным (бесконтактным) способом и возможность использования второго способа при нормальных условиях работы печи. При возникновении подстоев столба шихтовых материалов отслеживание положения поверхности шихты выполнялось только с помощью радиолокационного датчика. Так, в течение выдувки печи, датчиком РДУ–Х2 несколько раз были зафиксированы подстои шихты, а в промежутке времени с 19 ч было отмечено длительное, в течение 15–20 мин., замедление опускания материалов. По ходу выдувки, около 20 ч, датчик достаточно четко зафиксировал обрыв материала (рис.2).

а б Рис.1. Динамика изменения параметров работы ДП№9 КГГМК «Криворожсталь» во время выдувки на капремонт 1-го разряда, 13-14 мая 2003г.

Выдувка печи осуществлялась на форсированном режиме. Динамика изменения основных параметров режима выдувки доменной печи №9 и изменения состава колошникового газа в процессе выдувки показана на рис.1,2 и приведена в табл.1.

Рис.2 – Динамика выдувки (расчетный метод) доменной печи №9 КГГМК «Криворожсталь», 13-14мая 2003 г.

С начала выдувки печи и до прекращения подачи природного газа печь работала на рабочих газодинамических параметрах по расходу дутья, кислорода и природного газа. После закрытия природного газа газодинамические параметры (расход дутья, давление дутья и колошникового газа и др.) поступательно снижались. В результате доля водорода в колошниковом газе снизилась от 3,5–9,9% до 1,0–7,7%. Это свидетельствовало о том, что при установленном на этом этапе выдувке дутьевом режиме и сниженном до 13 м уровне поверхности засыпи поступление водорода в колошниковый газ происходило только за счет разложения естественной влаги дутья и частично заливаемой через колошник воды.

В дальнейшем, по мере опускания поверхности засыпи и приближения к области высоких температур, содержание водорода в газе постепенно возрастало и, в промежутке от 20ч до 21ч, достигло уровня 1418%, что значительно превысило предельную концентрацию водорода по условиям взрывобезопасности. Однако низкий уровень доли кислорода в колошниковом газе (не выше 0,3%) обусловил возможность сохранения темпа выдувки при принятой форсировке печи. Согласно типовой технологической инструкции при выдувке печи предельно допустимые концентрации водорода и кислорода равны, соответственно, 10,0% и 2,0%. Обеспечение устойчивой низкой концентрации кислорода в дутье, как показал анализ особенностей горения углеродистых смесей, обусловлен главным образом выбором газодинамических параметров выдувки [1].

Таблица 1 Режим выдувки и состав колошникового газа ДП№9 на капремонт 1-го разряда, 13-14 мая 2003 г.

О2 в Расход Расход Давление Анализ газа,% Время Расход Давление Температура Расход Температура ду- кисло- прир. колошн. Перепад, вы- дутья, дутья, колошн. газа, воды, дутья, град. С тье, рода, газа, газа, кгс/смС02 СО Н2 дувки нм3/мин кгс/см2 град. С м3/час % м3/час м3/час кгс/см13:00 8400 2,86 1100 25 35000 26000 1,30 1,50 100-290 18,5 22,0 3,14:00 8500 2,90 1100 25 35000 26000 1,30 1,60 100-400 17,7 23,5 4,17 25,7 4,15:00 8000 2,85 1100 25,5 36000 26000 1,30 1,55 100-400 52/ 15,6 25,8 7,12,8 27,4 8,0 0,16:00 8000 2,85 1100 25,5 36000 24000 1,40 1,45 306-470 102/11 30,1 4,10,3 27,9 9,17:00 8200 2,80 1000 25 35000 24000 1,50 1,30 300-470 102/19,3 28,4 9,8,4 35,5 1,18:00 6800 2,10 1000 25 35000 1,00 1,10 300-450 0/5,5 36,2 7,5 37,7 5,8 0,19:00 4900 1,65 900 25 34000 1,00 0,65 300-370 15/6 34,0 7,2 0,6 33,5 12,2 0,20:00 3800 1,50 830 25 34000 1,10 0,40 350-450 20/6,7 30,0 18,4 0,5,7 32,6 14,4 0,21:00 3300 1,25 780 25 30000 1,00 0,25 300-350 0/4,2 34,2 7,2 0,4,5 34,5 6,5 0,22:00 3500 1,15 780 25 30000 0,90 0,25 350-450 0/3,8 33,0 6,6 0,4 34,1 7,4 0,23:00 3400 1,20 780 26 36000 1,00 0,20 300-450 13/4,1 30,6 9,9 0,4,8 32,4 9,2 0,0:00 3600 1,05 760 25 36000 0,80 0,25 350-500 125/4,5 30,2 10,0 0,5,5 38,8 11,2 0,1:00 3400 1,00 770 26 36000 0,75 0,25 300-450 125/5,7 22,8 13,2 0,4,9 23,6 15,6 0,2:00 3000 0,60 760 20 0,40 0,2 350-450 125/5,5 21,0 19,0 0,3:00 2400 0,60 10 0,40 0,2 300-400 0 6,6 23,0 10,2 0, Таблица 2 Динамика изменения теоретической температуры горения при выдувке ДП№9 КГ ГМК «Криворожсталь» на капремонт 1-го разряда, 13-14 мая 2003 г.

Расход Расход Содержа- Содерж. Температура Энтальпия Энтальпия Энтальпия, Теор.

Время выдутья, ПГ, ние влаги, 02 доли дутья, дутья, влаги, фурм, газов, темпер., дувки о м3/мин м3/мин доли ед. ед. С ккал/м3 ккал/м3 ккал/м3 оС 13:00 8400 433,33 0,0125 0,25 1100 382,99 478,59 791,93 2191,14:00 8500 433,33 0,0125 0,25 1100 382,99 478,59 793,24 2194,15:00 8000 433,33 0,0125 0,26 1100 382,99 478,59 794,87 2198,16:00 8000 400,00 0,0125 0,26 1100 382,99 478,59 803,87 2222,17:00 8200 400,00 0,0125 0,25 1000 345,68 430,90 770,47 2135,18:00 6800 0,00 0,0125 0,25 1000 345,68 430,90 882,83 2426,19:00 4900 0,00 0,0125 0,25 900 308,37 383,21 853,11 2349,20:00 3800 0,00 0,0125 0,25 830 282,26 349,83 832,30 2295,21:00 3300 0,00 0,0125 0,25 780 263,60 325,98 817,43 2257,22:00 3500 0,00 0,0125 0,25 780 263,60 325,98 817,43 2257,23:00 3400 0,00 0,0125 0,26 780 263,60 325,98 835,58 2304,0:00 3600 0,00 0,0125 0,25 760 256,14 316,44 811,49 2241,1:00 3400 0,00 0,0125 0,26 770 259,87 321,21 832,63 2296,2:00 3000 0,00 0,0125 0,20 760 256,14 316,44 716,07 1994, Интегральным тепловым показателем этого является уровень теоретической температуры горения. Динамика изменения этого параметра показана в табл.2. Высокий теплофизический потенциал фурменной зоны обусловил развитие интенсивного процесса горения в фурменном факеле и исключил «проскок» кислорода в пространство над поверхностью засыпи, даже при высоте слоя материала 2,53,0 м над фурменным очагом. В тоже время следует отметить, что достижение высокой степени реализации кислорода в фурменной зоне вполне обеспечивается и при уровне теоретической температуры 225023000С. Дальнейшее повышение теоретической температуры горения нежелательно, так как при теоретических температурах горения более 23000С начинает интенсивно идти реакция разложения SiO2:

SiO2 +C SiO + CO – Q.

Моноокись кремния, увлекаемая газами, поднимается в верхние горизонты печи и уже на уровне заплечиков начинает интенсивно осаждаться в слое кокса, создавая предпосылки для сводообразования в столбе шихтовых материалов [2]. Это может вызвать подстой или даже длительное зависание материала с последующим обрушением (или обрывом) столба шихты на ходу, создав условия для «проскока» кислорода из фурменной зоны в освободившийся объем в шахте печи с газом, обогащенным водородом. Такая ситуация крайне опасна и часто приводит не только к газовым «толчкам», но и взрывам. Именно на стыке переходного режима закрытия природного газа и, последовавшего за ним, резкого подъема теоретической температуры горения до 234924260С наблюдались «толчки» газа. Наличие же при этом достаточного по высоте слоя столба шихты исключило развитие этого негативного процесса. Именно эти толчки в виде обрушения материала и были отмечены радиолокационным датчиком.

В ходе выдувки печи работа фурменных очагов была устойчива, с нормальной и даже повышенной светимостью. И только за 2,02,5 часа до окончания выдувки в районе леток №1 и особенно №2 начал просматриваться холодный кокс, что свидетельствовало о подходе охлажденного водой материала на уровень воздушных фурм. В секторе летки № 2 расход дутья, определяемый в процессе выдувки печи, по тепловым нагрузкам на водоохлаждаемые сопла фурменных приборов был на 20–40% выше, чем в других секторах печи.

Завершение выдувки осуществилось в соответствии с инструкцией по ведению доменной плавки и выполнению газовых работ в период выдувки печи.

Таким образом, выдувка на высокофорсированном режиме показала целесообразность принятой технологии. В целом выдувка печи прошла спокойно, без остановок и горения воздушных фурм, что особенно важно для печей большого объема. Концентрация высоких температур в нижней зоне печи, за счет высокой температуры горения, облегчила меры по обеспечению требуемых температур под колошником (не выше 5000С).

Выдача продуктов плавки по ходу выдувки печи осуществлялась удовлетворительно (табл.3). Нагрев чугуна, в основной массе, был близок к его нагреву при работе печи с обычным рабочим режимом. И только последние выпуски были выданы с химическим нагревом чугуна – [Si] = 1,99–2,32%.

Таблица 3 – Химический состав чугуна в период выдувки ДП №9 КГГМК «Криворожсталь» на капремонт 1–го разряда, 13–14 мая 2003г.

Дли- Время, №№ Летка Вес, т Si Mn S P на, м час мин. вып.

3 2,7 14:20–15:20 64383 338,0 0,87 0,21 0,023 0,1 2,8 15:45–16:45 64384 571,0 1,04 0,22 0,026 0,3 2,8 17:10–18:35 64385 492,0 0,99 0,20 0,020 0,1 2,8 19:55–20:25 64386 196,5 1,94 0,26 0,015 0,3 2,0 20:55–21:35 64387 86,5 2,30 0,28 0,015 0,1 2,8 23:10–00:30 64388 2,32 0,26 0,014 0,«Козловой» чугун выдавался на три чугунные летки («козловые»), расположенные на отметках 6800, 5800 и 4800. «Козловые» летки №1, располагались со стороны шихтоподачи, а №2–пылеуловителей. Химический состав «козлового» чугуна и его температуры приведены в табл.4.

Всего чугуна было выдано 699т. Из них на первую летку выдано 298т, на вторую 401т. После открытия третьей летки было выдано незначительное количество чугуна. Химический нагрев «козлового» чугуна, практически, соответствовал нагреву чугуна последних выпусков. Содержание серы в «козловом» чугуне было повышенным, что можно объяснить длительным контактом чугуна с коксом, находящемся в металлоприемнике печи. Температура чугуна была достаточной для обеспечения его жидкотекучести, что и обусловило полную его выдачу.

Уменьшенное количество «козлового» чугуна, в сравнении с расчетным, объясняется тем, что большая часть металлоприемника была заполнена конгломератом, состоящим из кокса, шлака, остатков гарнисажных образований чугуна и незначительным разгаром лещади.

При разработке горна остаток массой до 6–8т, в основном из чугуна, был обнаружен лишь в районе 4 летки.

Шлак был выдан из печи только на выпуске из «козловой» летки №1.

Pages:     || 2 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.