автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Совершенствование технологии задувки агрегатов для выплавки чугуна

|Л На правах рукописи

1//-1

- | 1Г'0'?

1 Н!-п

РОСТОВСКИЙ Александр Владимирович

Совершенствование технологии задувки агрегатов для выплавки чугуна

05.16.02 - Металлургия чёрных металлов

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва 1998

Диссертационная работа выполнена на кафедре руднотермиче-ских процессов Московского государственного института стали и сплавов (Технологического Университета).

Научный руководитель:

член-корреспондент Академии инженерных наук Российской Федерации, кандидат технических наук, доцент А.Е.Пареньков

Научный консультант:

Герой Социалистического Труда, лауреат Государственной премии, доктор технических наук, профессор Б.НЖеребин

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В.С.Новиков кандидат технических наук В.М.Федченко

Ведущее предприятие:

АК «Тулачермет»

^ Защита диссертации состоится «/У» $¿^>¿¿¿>/1Л 1998 года в часов на заседании диссертационного ^053.08.01 по присуждению учёных степеней в области металлургии чёрных металлов при Московском государственном институте стали и сплавов по адресу: 117936, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского Государственного Института Стали и Сплавов.

Справки по телефону: 230-46-19.

Автореферат разослан и/р> ¿¿¿><-¿¿/9^ 1998 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, профессор

И.Ф.Курунов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

От тщательности подготовки и организации задувочного и последующего за ним раздувочного периода зависят сроки выхода на проектную мощность, продолжительность кампании и производительность такого агрегата для выплавки чугуна, как доменная печь. Задувка и раздувка относятся к периоду эксплуатации доменной печи, когда интенсивность плавки изменяют от минимальной до проектной путём постепенного наращивания основных технологических параметров: расхода дутья, его температуры, расхода дутьевых добавок, рудной нагрузки, давления под колошником. В процессе задувки необходимо обеспечить сохранность кладки, возможно более быстрый переход печи к нормальной работе с получением чугуна и шлака расчётного состава, отсутствие остановок печи в период задувки, так как задувочный период является определяющим этапом в кампании доменной печи.

Получающие широкое распространение процессы жидкофазного получения железа имеют свои особенности проведения запуска. Изучение опыта работы доменных печей даёт возможность усовершенствовать технологию выплавки чугуна в других агрегатах, например, ПЖВ (процесс жидкофазного восстановления - Ромелт1). В свою очередь, использование в доменном производстве элементов технологии запусков печей жидкофазного восстановления даёт возможность выйти на новый качественный уровень развития технологии получения металла. Поэтому разработка оптимальной технологии запуска агрегатов для выплавки чугуна, взаимное использование элементов технологий работы шахтных и бесшахтных печей являются одним из направлений развития металлургии. Реализация технологических решений, направленных на снижение потерь производства и сокращение расхода топлива на первом этапе, а также продление периода устойчивой работы является крупным резервом повышения эффективности получения металла..

Цель работы.

Исследование существующих и разработка новой технологии задувки (запуска) агрегатов для выплавки чугуна, оценка эффективности предлагаемых технологических решений. В рамках этой цели решалась задача о возможности взаимного применения элементов технологий получения чугуна в доменной печи и агрегате ПЖВ.

1 Технология Ромелт разработана коллективом учёных МИСиС под руководством акад. В.А.Ромениа и реализована на опытно-промышленной установке на АО «НЛМК»

Научная новизна.

Разработана методика расчёта времени наведения жидкой шлаковой ванны в агрегате ПЖВ.

С помощью программно-измерительного диагностического комплекса для шахтных печей смоделирован ход задувки доменной печи № 5 ОАО «Северсталь». Проведено исследование влияния влажности дутья на ход задувки доменной печи; проведен расчёт по влиянию увлажнения дутья на высоту нижней ступени теплообмена.

Предложены новые формулы для определения теоретической температуры горения кокса в начальный период задувки доменной печи.

Предложен новый критерий оценки хода задувки агрегатов для выплавки чугуна, характеризующий шлаковый режим в задувочный период, -магнезиальный модуль (отношение глинозёма к магнезии А12Оз/МдО).

Проведен термодинамический анализ процессов дефосфорации в задувочный период и показана принципиальная возможность дефосфорации чугуна в доменной печи.

Практическая значимость.

Разработана перспективная технология задувки доменных печей с применением увлажнённого дутья при использовании в задувочной шихте марганецсодержащих материалов, что обеспечивает плавный нагрев незащищённой огнеупорной футеровки с уменьшением теплового удара, ровность хода печи в задувочный и раздувочный периоды, облегчение отработки первых продуктов плавки, постоянство химического состава чугуна по содержанию кремния и способствует интенсификации задувки. Предложена технология задувки агрегатов для выплавки чугуна с использованием материалов, содержащих карбидообразующие элементы, что даёт возможность форсировать ход задувки за счёт быстрого наведения гарнисажа.

Предложена технология утилизации металлургических и бытовых отходов при задувке агрегата ПЖВ и доменной печи. На основании опыта работы доменных печей предложен ряд мер по улучшению работы агрегата ПЖВ за счёт изменений конструкции печи.

На основании анализа процесса дефосфорации в задувочный период предложены меры по улучшению дефосфорации чугуна в доменной печи и печи жидкофазного восстановления.

Апробация и публикация работы.

По материалам диссертации опубликовано & работ. Материалы работы докладывались на Международном семинаре «Моделирование, пере-

довые технологии, экспертные системы и системы управления процессов тепломассообмена» (г.Екатеринбург, 1996 г.). Результаты работы были обсуждены и получили одобрение на технических совещаниях в доменных цехах АО «НЛМК», ОАО «Северсталь», АК «Тулачермет», АО «Косогорский металлургический завод».

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов, списка использованной литературы из 65 наименований и _5_приложений. Работа изложена на 133 страницах, содержит 26 рисунков. 31 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

РАБОТА АГРЕГАТА ПЖВ В РЕЖИМЕ ЗАДУВКИ

Процесс жидкофазного восстановления (Ромелт) позволяет комплексно использовать сырьё и утилизировать железосодержащие отходы. Агрегат может использоваться для получения восстановительного или энергетического газов.

Существует два способа формирования шлаковой ванны. Одним из вариантов запуска агрегата ПЖВ является задувка на твёрдой шихте. Наведение шлаковой ванны осуществляется постепенно, по мере расплавления загружаемых послойно шихтовых материалов. Этот способ требует подведения тепла на нагрев и расплавление шихты, а.время наведения ванны зависит от интенсивности подвода тепла. Второй вариант, позволяющий сократить до 10-12 часов задувочный период в условиях опытно-промышленной установки, заключается в использовании огненножидких доменных чугуна и шлака, что позволяет провести запуск печи в кратчайшие сроки за счёт быстрого наведения шлаковой ванны.

Для формирования шлаковой ванны по первому способу можно использовать гранулированный доменный шлак, который нужно только расплавить. Но при обеспечении подвода достаточно большого количества тепла можно использовать другие материалы, в том числе и железоруднью при добавке восстановителя. Т.е. подводимое тепло должно обеспечить не только нагрев и расплавление шихты, но и протекание процессов шлакооб-эазования и восстановления. Тогда можно утилизировать различные мате-зиалы с попутным извлечением ценных компонентов. Например, улавлива-ше в ПЖВ возгоняемых элементов фп и РЬ) даёт возможность утилизиро-5ать содержащие их отходы.

В качестве флюса и железорудного материала предпочтительней использовать шламы сталеплавильного производства, которые характеризуются не только высоким содержанием основных оксидов и железа, но и необходимым для протекания процесса размером частиц.

В отходах доменного производства, особенно в колошниковой пыли, содержится углерод, который, помимо углерода угля, загружаемого в ПЖВ, может принимать участие в восстановительных процессах и приносить в печь дополнительное тепло.

В качестве шихтовых материалов можно использовать отходы алюминиевой промышленности (красные шламы), которые являются источником железа (переходящего в чугун), титана (для формирования устойчивого защитного гарнисажа), алюминия (для получения оптимального по жидко-подвижности и устойчивости шлака). При этом их основность по СаО/ЗЮ2 близка к рабочей основности шлака ПЖВ:

Ре Ре203 БЮг ТЮ2 СаО А1203 ППП Р205 У205 №20 31.80 45.43 8.41 5.93 7.91 16.50 9.06 0.20 0.23 5.58

В агрегате ПЖВ можно использовать твёрдые бытовые отходы (ТБО). Химический состав ТБО (по исследованиям Академии коммунального хозяйства им.Памфилова), % масс.: углерод 18-28, водород 1,6-3,6, кислород 15-23, азот 0,2-0,4, сера 0,1-0,4, хлор 0,1-0,3. При этом можно утилизировать металл, находящийся в ТБО, и перевести в шлак золу и другие инертные материалы.

ТБО представляет собой дополнительный источник тепла. Для различных видов отходов значения теплоты сгорания составляют: бытовой мусор из квартир 4600-10400 кДж/кг; крупногабаритные отходы 10000-16000; отходы учрездений и нетехнологические горючие отходы фабрик и заводов 6700-11700. При насыпной массе 0.2 т/м3 и теплоте сгорания 8400 кДж/кг в печь будет внесено 1680 МДж/м3. Это равносильно использованию 47 м3 природного газа (теплота сгорания 35.57 МДж/м3) или 69 кг (0.17 м3) угля марки «Т» при содержании 62.7 % нелетучего углерода и зольности 23.8 % (теплота сгорания 24300 кДж/кг). При возможности сегрегации ТБО можно подобрать и наиболее подходящие материалы для плавки, что позволит внести максимальное количество тепла и навести требуемый состав шлака.

Перед запуском агрегата проводится его разогрев с целью достижения температуры на внутренней стороне подины 1400-1450 °С. Опытно-промышленная установка ПЖВ на НЛМК в нижней части (в металлоприём-

нике) снабжена огнеупорной футеровкой. В зоне прямого контакта с железистым шлаком установлены медные водоохла>ццаемые кессоны водяного проточного охлаждения, на поверхности которых уже в первые минуты эксплуатации печи образуется гарнисаж, защищающий кессоны. Учитывая опыт работы доменных печей, можно использовать конструкции доменных холодильников для агрегата ПЖВ. Нижний ряд кессонов целесообразно заменить на ребристые холодильники с залитым кирпичом или использовать комбинацию вертикальных и горизонтальных холодильников; для верхних рядов кессонов, где отсутствует гарнисаж, можно использовать ребристые холодильники с залитым кирпичом. Это позволит образовывать надёжный гарнисаж и предотвратить его оползание, позволяет снизить тепловые потери, т.е. уменьшить энергозатраты на процесс.

Правильно выбранный режим задувки агрегата позволяет сохранить огнеупорную кладку, принимая во внимание, что стойкость футеровки горна, металлического и шлакового отстойников является одним из ограничивающих условий продолжительности кампании печи ПЖВ. В футеровке используются обычные хромито-магнезитовые огнеупоры, имеющие благоприятные условия службы, так как соприкасаются с металлом при постоянной температуре и не подвергаются воздействию окислительной атмосферы. Исключение составляет футеровка шлакового отстойника, требующая применения в районе лёток на границе шлак - атмосфера холодильников для эбразования слоя защитного гарнисажа, так как магнезиальные огнеупоры плохо противостоят воздействию кислых шлаков.

Применение других видов огнеупоров позволяет улучшить условия и /величить срок службы футеровки. Высокоглинозёмистые огнеупорные из-целия хорошо противостоят как кислым, так и основным шлакам, что может эыть особенно важно в задувочный период при работе с разными задувоч--1ыми шихтами. Углеродистые изделия относятся к нейтральным огнеупо-эам с высокой шлакоустойчивостью, как к кислым, так и к основным шлакам, "лавным недостатком является способность к быстрому окислению. При использовании этих огнеупоров в прогревочный и задувочный период целесообразно применять защитный слой из дешёвых огнеупоров, которые впоследствии расплавятся и перейдут в шлак.

Больщую роль в скорости наведения жидкой шлаковой ванны при ^пользовании твёрдой шихты (следовательно, и расход топлива на задув-V) играет интенсивность прихода тепла. При использовании в качестве топ-шва природного газа и в качестве окислителя атмосферного или обогащён-

ного кислородом дутья особое значение оказывает способ подвода образующегося факела к нагреваемой поверхности.

В соответствии с гидродинамической теорией теплообмена, интенсивность теплообмена на поверхности тела пропорциональна сопротивлению трения, которое оказывает поверхность движению жидкости. Во всех случаях вынужденной конвекции коэффициент теплоотдачи возрастает при увеличении скорости движения и при уменьшении толщины пограничного слоя. При струйном нагреве коэффициент теплоотдачи будет иметь наибольшее значение в области удара струи о поверхность, где толщина пограничного слоя мала. По мере удаления от этой области толщина пограничного слоя 5 будет увеличиваться, и, следовательно, коэффициент теплоотдачи а будет падать.

По сравнению с началом струи плотность теплового потока на поверхности материала возрастает, а коэффициент возрастания % зависит от угла наклона струи к горизонту а и угла наклона поверхности нагреваемого материала к горизонту у:

X = 6.14 sin (а + у) + 0.9 (1)

При у+а=90° плотность теплового потока будет максимальная.

Для определения времени наведения ванны были приняты следующие условия: для создания ванны необходимо расплавить 67.5 м3 (108 т) граншлака, 70 т чугуна; теплоноситель - природный газ (теплота сгорания 35.57МДЖ/М3), расход - 3000 м3/ч; тепловые потери на нагрев футеровки и потери с отходящими газами в ходе задувки принимаются 15 %.

Для наведения ванны требуется тепла:

- для расплавления чугуна - 91000 МДж (с учётом тепловых потерь 107100 МДж);

- для расплавления шлака -194500 МДж (228800 МДж).

Всего для наведения ванны необходимо внести 355900 МДж. Время нагрева рассчитывается в зависимости от угла наклона фурм и составляет от 3.33 ч до 26.05 ч (рис. 1 и 2).

Угол наклона струи к горизонту можно регулировать наклоном дутьевых фурм или обеспечением изменения направления струи при изгибе направляющих трубок. При конструктивной невозможности подведения струи под максимальным углом к горизонту а возможно увеличить мощность теплового потока и, соответственно, КПД горелок за счёт увеличения угла на-

клона нагреваемой поверхности у (т.е. формировать из шихтовые материалы горку).

Рис. 1. Зависимость времени наведения шлаковой ванны от угла наклона струи (угла наклона воздушных фурм)

Угол наклона оси струи к горизонту, град.

Рис. 2. Зависимость расхода природного газа на наведение шлаковой ванны и коэффициента мощности теплового потока от угла наклона струи (угла наклона дутьевых фурм)

Оценка скорости хода задувки может производиться по составу отходящих газов. На рис.3 приведен примерный график задувки. Количественный состав отходящих газов зависит от концентрации кислорода в дутье, использования природного газа, состава угля, используемых железорудных материалов. По составу газов определяется начало загрузки угля и железо-эудных материалов.

Время от начала задувки, ч

Рис.3. Изменение состава отходящих газов по ходу задувки ПЖВ.

При плавке в агрегате ПЖВ источником тепла и основным восстановителем является углерод угля. При этом большую роль играет состав угля: содержание нелетучего углерода, зольность, количество летучих, влажность. Применение же альтернативных источников тепла позволяет не только сэкономить расход угля, но и снизить зависимость процесса от колебаний состава шихтовых материалов. При задувке же агрегата в автономных условиях (без использования огненножидких чугуна и шлака) только высокоинтенсивные прогрев и плавление шихты (гранулированный доменный шлак или др.) позволят быстро выйти на рабочий режим.

Такими источниками тепла могут служить природный газ, мазут, горячие восстановительные газы, плазма. Их применение позволяет снизить расход угля за счёт исключения углерода, сгорающего на фурмах. Также использование плазмы может обеспечить переход в металл различных трудновосстановимых элементов и обеспечить повышенный нагрев шлаковой ванны.

При дожигании отходящих газов в печи с использованием верхних фурм степень усвоения тепла недостаточно высокая, часть выделяющегося тепла поглощается самими газами и водоохлаждаемыми кессонами. Для более эффективного использования тепла агрегат можно использовать в смешанном режиме: получение чугуна и получение горячих восстановительных газов для сторонних нужд. В зависимости от количества необходимого металлопродукта (чугуна) и газов определяется степень смешанности (по объёму продуктов) режима газификации. Необходимо отметить, что при

работе в режиме газификации сера, большая часть которой приходит из угля, будет, в основном, в составе пыли (элементарная) - около 85 %. Поэтому необходимо очищать отходящие газы (горячие восстановительные газы) от пыли, тем самым снизив содержание серы до 0.1-0.2 % (в виде в02 -аналогично газам аглофабрик). При этом можно будет сохранить температуру ГВГ для использования, например, в теплообменниках. Содержание серы в газах после газоочистки составляет 4-10 % прихода.

При загрузке угля в режиме его накопления агрегат работает в режиме газогенератора, и при необходимости есть возможность получать в качестве основного продукта горячий восстановительный или топливный газ. При этом может получаться газ, содержащий 55% СО, 30% Н2, 4% С02 и 11% N2 (по экспериментальным данным).

Скорость увеличения рудной нагрузки зависит от количества угля в шлаковой ванне, так как необходимо создать достаточно прогретый шлак (за счёт сжигания «холостого» угля) при малой окисленности ванны (достаточное количество углерода для быстрого восстановления загружаемых железорудных материалов), т.е. получить шлак с низким содержанием РеО. Вопрос о создании устойчивого гарнисажа решается после наведения шлаковой ванны с необходимыми свойствами (температура, содержание РеО в шпаке).

Предварительный разогрев агрегата и постепенное наведение шлаковой ванны позволяет избежать термоудара на кладку, что часто бывает в доменной печи при вырабатывании первого объёма шихты с увеличенным расходом кокса (3-4 т/т чугуна).

РАЗРАБОТКА И ОСВОЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЗАДУВКИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Анализ работы отечественных и зарубежных доменных печей показывает, что, несмотря на разнообразие существующих технологий задувки доменных печей, единого представления об оптимальном проведении заду-вочного и раздувочного периода не существует.

При высоком расходе кокса в задувочных шихтах образуется чугун с большим химическим перегревом, однако первые продукты плавки физически плохо прогреты, что приводит к ухудшению их отработки. Процесс раз-дувки происходит медленно при низкой температуре дутья и малом его расходе, что обуславливает периферийное движение газов и приводит к интенсивному износу футеровки, сокращая тем самым межремонтный период.

Низкие темпы увеличения расхода дутья сдерживают повышение давления в печи и использование природного газа на ранней стадии раздувки.

Расчёт задувочной шихты может быть сделан с меньшим расходом кокса за счёт понижения теоретической температуры горения у фурм. Вдувание природного, коксового газа, ГВГ, использование азота или водяного пара в первые же часы после задувки с компенсацией тепла на разложение добавки, увеличением температуры дутья в пределах мощности воздухонагревателей, обычно не используемой при задувке, создаёт перераспределение тепла по высоте печи. Это имеет большое значение для её центральной зоны, где, как правило, имеется недостаток тепла из-за малого количества проникающих в неё газов. Становится возможным более плавное регулирование хода доменной печи «снизу», снижается расход кокса за счёт замены его углерода углеродом ГВГ, коксового, природного газов, что снижает температуру горения в окислительной зоне. Достигается более лучший теплообмен с получением высокого физического нагрева продуктов плавки без излишне высокого содержания кремния в чугуне.

Наиболее простым и оперативным регулятором теплового уровня процесса является водяной пар. Вдувание пара в печь даёт определённые преимущества: 1) образуется дополнительный источник 02; 2) обеспечивается расширение окислительной зоны вглубь печи до 2 м и более, что особенно важно при задувке мощных доменных печей; 3) является эффективным средством оперативного регулирования температуры газа в горне.

Для определения максимальной степени увлажнения дутья необходимо чётко регулировать тепловое состояние печи. Формулы, которые позволяют рассчитывать теоретическую температуру горения у фурм при нормальном ходе доменной печи, не учитывают все особенности задувочно-го периода работы. Одним из допущений в них является то, что температура кокса, приходящего на фурмы, принимается равной 1500 °С, что сильно завышено для реальных условий начала задувочного периода. Поэтому для условий задувки доменной печи предлагается формула по расчёту теоретической температуры горения.

Для вывода формулы были приняты следующие допущения: дутьё прогревает кокс до температуры 600 °С, при которой происходит его возгорание; теплота горения углерода и серы кокса составляет \ус=9800 кДж/кг С и >^=9278 кДж/кг Б, теплоёмкость кокса 1.09 кДж/(кг-К); объём летучих (при 1% по массе), переходящих в горновые газы, составляет 0.07 м3.

В общем виде формулу для расчёта теоретической температуры горения можно представить в следующем виде:

м> „ + м> , + + VЛ1Л

. __ С_О_КОКС_О О

т ео р. ' , ; •

О г + золы Л

где Wc - теплота горения углерода кокса в СО, кДж/кг С; ws - теплота горения серы кокса в Э02, кДж/кг Б; ¡К0Кс - энтальпия кокса, поступающего в зону горения, кДж/кг; ¡д - энтальпия дутья за вычетом теплоты на разложение влаги дутья, кДж/м3 сухого дутья; у'д и - расход дутья и выход фурменного газа, м /кг Сф; Со - средняя теплоёмкость двухатомных газов, кДж/(м К); Сзолы - тепло на нагрев и плавление золы кокса, кДж/кг золы; А - зольность кокса, доли ед.

При подстановке численных коэффициентов формула по расчёту теоретической температуры горения в условиях задувки примет вид:

9800С + 927Ю + 1.09/„ + -*Ю800-*,,,,/,)) > (3)

с х

пл„„ 0.9333С +0.75 / ч , ч 0.07Г +-(со( 1 - <р) + + <р)

х А

где С, в, А - соответственно содержание нелетучего углерода, органической серы и золы в коксе, доли ед.; V - доля летучих в коксе, % масс.; со - содержание кислорода в дутье, % объёмн.; ф - влажность дутья, % объёмн.; с17 -теплоёмкость горновых газов в фурменном очаге, кДж/(м3К); ^ож - температура кокса в зоне горения, °С; сЛ) и Снго - теплоёмкость дутья и водяного пара, кДж/(м3К), Сзолы - тепло на нагрев и возможное плавление золы кокса.

Формула может быть уточнена для конкретных условий путём корректировки численных коэффициентов. Также формула (3) может быть упрощена путём исключения составляющих, учитывающих содержание в коксе серы (при плавке на низкосернистом коксе), доли летучих кокса в горновом газе, зольностью кокса. Кроме того, в формулу можно ввести компоненты, учитывающие воздействие других топливных дутьевых добавок, используемых с момента загорания кокса на фурмах. При расчёте по формуле (3) (содержание в коксе нелетучего углерода 86.6, органической серы 0.5, летучих 0.9 % масс.) теоретическая температура горения составит:

Влажность дутья, % 1 % 2% 3% 4% 5%

Температура дутья 600 °С 1620 1579 1538 1497 1457

700 °С 1701 1661" 1620 1580 1541

800 °С 1783 1704 1645. 1626

В начале задувочного периода теоретическую температуру горения целесообразно держать в интервале 1650-1800 °С до тех пор, пока рудные подачи не опустятся до уровня фурм, что позволит избежать теплового удара на кладку печи и предотвратить возгонку кремния. Как видно из приведенных результатов, при температуре дутья 600°С увлажнение дутья производить не рекоиендуется (влажность можно держать в пределах естественной), при температуре 700°С - увлажнять до 2% (16 г/м3), при температуре 800 °С - до 4 % (32 г/м3) - заштрихованные ячейки. При более высокой температуре дутья увлажнять дутьё и/или вводить добавки, снижающие теоретическую температуру горения (например, природный газ), становится необходимо, иначе могут возникнуть нарушения хода доменной печи.

Таким образом, уточнённая формула расчёта теоретической температуры горения для начала задувки доменной печи показывает, что увлажнение дутья можно производить с момента подачи дутья в печь при температуре дутья от 700 °С и выше.

Для расчётов в течение первых 12 часов по ходу задувки предлагается новая формула, за основу которой взята формула по определению теоретической температуры горения по составу колошникового газа с уточнёнными коэффициентами:

71 =

ивор.

(4)

где N2, Н2, Н20 - содержание азота, водорода и влаги в колошниковом газе, доли ед.; <р - влажность дутья, доли ед,; со - содержание кислорода в дутье, доли ед., са, и Сию - теплоёмкость горновых газов в фурменном очаге, дутья и водяного пара, кДж/(м3К).

Для определения количественного воздействия добавки пара к дутью был проведен расчёт высоты нижней ступени теплообмена в зависимости влажности дутья. Расчёт влияния влажности дутья на высоту нижней ступени теплообмена проводился для условий начала задувки доменной

печи №5 ОАО «Северсталь» объёмом 5500 м по методике, предложенной Б.И.Китаевым, в период формирования зоны плавления. Как показано на рис.4, в зависимости от влажности дутья высота нижней ступени теплообмена изменяется от 6.19 м (0 г/м3 дутья) до 2.59 м (50 г/м3 дутья).

х 1> с

>ч

I-

0

01

X *

X

га ь о о 2 Ш

10

20 30

Влажность дутья, г/м 3

Рис. 4. Зависимость высоты нижней ступени теплообмена от влажности дутья

С помощью разработанного в МГИСиС программно-измерительного диагностического комплекса для шахтных металлургических печей была смоделирована задувка доменной печи № 5 ОАО «Северсталь». Для расчёта базового варианта и поэтапного контроля результатов использовались данные задувки 1995 г. после капитального ремонта I разряда. Были рассчитаны температурные поля газа и материала внутри печи, расположение зоны плавления через 16, 32 и 48 часов после начала задувки. В качестве опытного варианта рассчитывался вариант с использованием увлажнённого до 50 г/м3 дутья.

Применение водяного пара приводит к более плавному нагреву материалов, что позволяет форсировать задувку печи. Однако чрезмерно длительное применение пара может привести к замедлению задувки и охлаждению печи (табл.3). Поэтому постепенно, по мере прогрева материала необходимо снижать количество пара в дутье. Расход пара при этом определяется расходом и температурой дутья, расположением рудных материалов в печи. Результаты моделирования приведены в табл. 1-3.

Таблица 1

Температуры и расположение зоны плавления через 16 часов

после начала задувки (в знаменателе - при увлажнении дутья)

Зона 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Температура колош- 670 522 450 428 га 397 394 411 453 475

никового газа, °С 591 455 433 416 401 388 389 408 434 454

Температура шихты, 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

°С 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

Температура фурменного газа, С 1553 1783 1861 1927 1999 2026 2044 2076 2119 2135

1539 1713 1727 1729 1885 1946 1975 1985 1975 2038

Температура распла- 1413 1472 1488 1513 1537 1560 1575 1587 1595 1621

ва, °С 1400 1455 1455 1483 1524 1549 1563 1576 1580 1620

Горизонт зоны гази- 11.1 14.3 14.8 15.1 15.4 15.7 15.6 15.1 14.5 13,9

фикации, м 14,0 16^ 16,6 16,9 17,2 17,4 17,4 17,0 16,5 15,9

Горизонт зоны плав- 24.6 25,0 26.2 26.1 25.9 25.9 25,8 25.5 25.2 24.7

ления, м 25,7 26,9 27,0 27,0 25,9 26,9 26,9 26,6 26,3 25,9

Горизонт зоны отека- 27,1 ш 27,2 27.1 26.9 26,8 Ш 26.4 26,2 25,8

ния, м 27,6 27,7 27,7 27,6 27,5 27,4 27,3 27,0 26,9 26,5

Таблица 2

Температуры и расположение зоны плавления через 32 часа

после начала задувки (в знаменателе - при увлажнении дутья)

Зона 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Температура колош- 532 418 400 379 362 347 346 "И! ЛЖЭ 394 412

никового газа, °С 707 399 379 371 355 344 344 360 379 394

Температура шихты, 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

°С 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

Температура фурменного газа, С 1561 1730 1806 1878 1924 1948 1953 1993 2038 2048

1559 1655 1719 1768 1810 1844 1899 1887 1896 1900

Температура распла- 1415 1464 1497 1528 1544 1550 1552 1580 1612 1625

ва, °С 1359 1415 1462 1498 1530 1555 1571 1581 1583 1580

Горизонт зоны гази- 11,6 14.4 14.8 15.1 15.5 15.9 155 15.3 14,6 14,1

фикации, м 15,8 16,7 16,8 16,9 17,0 17,1 17,1 16,9 16,8 16,7

Горизонт зоны плав- 20,9 21.8 21.9 Ш Ш. 22,2 ш 22.0 21.9 218

ления, м 24,4 25,9 25,8 25,7 25,8 25,9 25,9 25,5 25,0 24,7

Горизонт зоны отека- 21,8 ■т 22,8 Ш 23,0 23.1 23.1 22.9 Ш Ш

ния, м 26,8 27,1 26,9 23,7 26,7 26,8 26,8 25,4 25,0 25,7

Таблица 3

Температуры и расположение зоны плавления через 48 часов

после начала задувки (в знаменателе - при увлажнении дутья)

Зона 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Температура колош- 11Э0 323 312 251 241 224 210 250 296 298

никового газа, °С 1000 83 50 45 40 36 32 32 50 79

Температура шихты, 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

°С 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

Температура фурменного газа, С 1788 1961 2063 2104 2036 1979 2183 2126 2172 2138

1666 17Б7 1810 1838 1860 1876 1887 1894 1896 1900

Температура распла- 1758 1633 1684 1673 1637 1594 1697 1683 1734 1715

ва, °С 1466 1527 1553 1569 1580 1586 1589 1589 1585 1580

Горизонт зоны гази- 15 Ш !2£ 14,9 15,3 16,1 16,5 15,0 13,2 13,1

фикации, м 1,0 112 16,0 17,1 18,1 1812 2012 20,0 то 11,6

Горизонт зоны плав- &! 16,3 21.1 222 23,2 24,3 25,3 25,1 2&1 16.7

ления, м 2,6 24,6 24,8 25,7 25,9 25,2 26,1 257 25,0 25,0

Горизонт зоны отека- 2Л 17.2 Ш 23.1 24,1 25.2 26,2 25,0 Ш Ш

ния, м 4,1 26,3 26,3 26,8 27,0 27,2 27,0 23,8 26,3 26,4

Обычно при задувке доменной печи содержание кремния а чугунах первых выпусков нередко превышает 3-5 % (рис.5). В общем виде восстановление кремния проходит по реакции 8Ю2 + 2С + 2 СО - 634370 кДж. Снижение теоретической температуры горения даёт возможность предотвратить излишнее восстановление кремния. В зависимости от условий можно обеспечить температуру в фокусе горения ниже той, когда начнётся интенсивное испарение монооксида кремния БЮ. Это позволит предотвратить возможность нижнего подвисания шихты в ходе задувки. Поэтому необходимо сохранять теоретическую температуру на уровне не выше 1800 °С до тех пор, пока доля железа в шихте не достигнет того количества, чтобы значительно уменьшить возгонку монооксида кремния (из-за отвлечения углерода на восстановление железа).

Одним из главных фокгоров, влияющих на ход задувки, является жидкоподвижность первых шлаков, на которую, в свою очередь, влияет отношение глинозёма к магнезии АЬОз/МдО. Как показано на рис. 6, по ходу задувки происходит постепенное снижение магнезиального модуля (отношение А12Оз/МдО). Это вызвано снижением расхода кокса и постепенным расплавлением защитного слоя шамотной футеровки. Для агрегата ПЖВ при традиционной схеме запуска наблюдается обратная тенденция. Это вызвано тем, что в используемом для задувки доменном шлаке магнезиальный модуль меньше единицы; при накоплении в шлаке угля происходит переход его золы в шлак и обогащение его глинозёмом.

ПЖВ(традиционная и сухая задувка) Выпуск

Рис. 5. Содержание в чугунах доменном и ПЖВ

2.2 г

Б

т

а;

Ж V •

1-1

т

а

К 1.8 ■

о

2 ■■Л) СП X 1.6

т

и

Г? ы 1 4 (

ч ь <

0) я 1.2

ж

№

а о 1

а-.

н

о 0.8 •

_ 0_о-0 -О о О О-О о- о о-ф

Печь ПЖВ

АК «Тулачермет»

а.

► -о -а- -о- <у и-

ч—1—I—I—I—I—I—I—I—I—I-1-1-1-1-1—I—

1 2 3 -I 5 6 7 в 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Номер выпуска

Рис. 6. Изменение магнезиального модуля в ишаках доменных и ПЖВ (пунктиром показан уровень модуля при нормальном режиме печи)

Как показано на рис.7, прослеживается зависимость между содержанием кремния в чугуне и величиной магнезиального модуля, которая объясняется тем, что восстановление кремния получает существенное развитие в нижней части печи (особенно в задувочный период при низком рабочем давлении в печи) при взаимодействии кремнезёма шлака и золы кокса с

углеродом чугуна и кокса, тогда как глинозёмистые шлаки ведут к нагреву горна. Для трёх данных заводов зависимость от магнезиального модуля в интервале изменения магнезиального модуля 0.9-2.1 описывается уравнением у = 2.83х -1 при коэффициенте корреляции г = 0.71.

Магнезиальный модуль А12Оз/МдО

Рис. 7. Зависимость содержания кремния в задувочном чугуне от магнезиального модуля

Для снижения [БО и сокращения теплового удара на кладку печи необходимо уменьшать отношение А!2Оз/МдО за счёт увеличения количества МдО в шлаке (увеличение в задувочной шихте доли доломита вместо известняка). Другим путём увеличения содержания МдО в шлаке является использование магнезиальных огнеупоров.

Если использовать в качестве защитной футеровки магнезиальные огнеупоры, это даст возможность не только предохранить незащищённую рабочую футеровку, но и обеспечить необходимое содержание магнезии в шлаке. Также с этой же целью можш использовать торкрет-массу, состоящую из магнезиального порошка. Такой вариант особенно важен для заводов, не использующих в качестве флюса известняк и доломит, требующих больших затрат тепла на разложение карбонатов (например, ОАО «Северсталь», АО «НЛМК»).

Получение шлака с оптимальным для данного завода отношением А12Оз/МдО позволит получить максимально жидкоподвижный для данных

2.0

условий шлак. При достижении рабочего значения А12Оз/МдО, определяемого только расходом шихтовых материалов, задувку по шлаковому режиму можно считать завершённой.

Шлак играет важную роль при формировании защитного гарнисажа. Поэтому при выборе состава задувочного шлака необходимо учитывать и его способность к быстрому наведению гарнисажа. Титан может соединяться с углеродом в карбид, присутствие которого в шлаке резко понижает его подвижность (образуется гетерогенная смесь). Условия задувки (пониженное рабочее давление, низкая окисленность шлака) способствуют восстановлению титана и образованию карбидов. Образование карбидного гарнисажа позволяет предохранять незащищённую огнеупорную футеровку печи от разъедающего действия шлаков и теплового удара. Отпадает необходимость работы на литейный чугун для заграфмчивания горна. При этой технологии главная задача - предотвратить загромождение осевой зоны горна. Достичь этого можно путём использования в шихте разжижающих добавок, содержащих РеО, МпО и пр. Наличие МпО в шлаке обеспечивает подвижность и устойчивость шлаков, образующихся с начала задувки (для которых характерно высокое содержание БЮг и АЬ03 из золы кокса и защитного слоя футеровки). Однако при этом необходимо учесть, что наличие МпО препятствует хорошему прогреву шихтовых материалов из-за плавления. Поэтому МпО необходимо вводить в шлак путём применения в качестве защитного слоя на лещади марганцевого шлака. Это позволит прогреть в «сухом» виде шихтовые материалы, а при поступлении материалов в горн образуется достаточно прогретый и жидкоподвижный шлак. Кроме того, добавка оксидов марганца в конечный шлак позволит уменьшить восстановление марганца из шлака, которое способствует переходу шлаков в неустойчивое состояние.

Анализ результатов проведенной задувки доменной печи № 2 на Чусовском металлургическом заводе с применением ванадийсодержащих титаномагнетитов показал, что наличие карбидообразующих элементов в шихте задувочного периода позволило активизировать процессы карбидо-образования при выплавке литейного чугуна, обеспечило образование устойчивого гарнисажа в горне. Ввод природного газа в начальный момент задувки способствовал стабилизации теплового состояния в печи при одновременном снижении максимального содержания кремния в ванадиевом чугуне. Задувка на ванадиевом чугуне с применением природного газа позволила организовать перевод печи на выплавку передельного чугуна, на-

чиная с третьих суток после пуска агрегата. С возникновением высокопрочного карбидного гарнисажа в печи появляются дополнительные возможности форсирования хода раздувки дутьём без ухудшения стойкости низа печи. Показатели задувки приведены в табл. 4.

Таблица 4

Показатели задувки ДП № 2 ЧусМЗ объёмом 1033 м3

с использованием природного газа и титансодержащей шихты

Периоды

Показатели 7-16/1У- 7-16/ХП-

1978 г. 1986 г.

Доля титансодержащих материалов в задувочной шихте, % 0 100

Расход природного газа, мэ/т чугуна 59 82

Производительность, т/сутки 925 1141

Расход кокса, кг/т чугуна Интенсивность плавки, кг/м3 сутки: по коксу 710 642

636 709

по проплавленной руде 1565 2206

Рудная нагрузка, т/т кокса Дутьё: расход, м3/мин 2.46 3.11

1953 1733

температура, °С 702 675

давление, атм. 1.39 1.90

Колошниковый газ: давление, ати 0.5 1.10

температура, °С 309 263

состав, %: С02 12.6 14.8

СО 26.9 23.0

н2 4.6 4.5

Чугун, %: кремний 1.34 0.49

сера 0.035 0.027

титан 0.13 0.32

ванадий 0.25 0.47

Шлак: выход, кг/т чугуна 431 573

основность 0.99 0.95

ТЮ2 2.7 7.9

Степень использования СО, % 31.9 39.2

При использовании титансодержащей шихты производительность печи возросла на 23.4 %, расход кокса снизился на 9.6 %, рудная нагрузка увеличилась с 2.46 до 3.11 т/т кокса; содержание кремния в чугуне снизилось с 1.34 до 0.49 %, содержание титана увеличилось с 0.13 до 0.32%. Начиная с первых выпусков чугуна, отмечено достаточно высокое и стабильное содержание в нём легирующих элементов (V, Т1): содержание ванадия (0.44 %) и титана (до 0.40 %) поддерживалось на постоянной уровне как при выплавке литейного, так и передельного чугуна. Степень использования СО возросла с 31.9 до 39.2 %. По ходу раздувки фактическая производительность печи возросла до 1504 т/сутки, расход кокса снизился на 31.3 % (с 755

до 519 кг/т чугуна), выход шлака снизился с 473 до 401 кг/т чугуна, температура дутья возросла до 849 °С. Степень использования восстановительной способности увеличился с 26.6 до 35.7%. Содержание кремния в чугуне снизилось с 0.98 до 0.31 %.

Проведенная задувка показывает возможность применения материалов, содержащих титан и хром, что позволяет применять эту технологию в условиях Северного (Чусовской метзавод, Нижнетагильский меткомбинат) и Южного Урала (Орско-Халиловский меткомбинат - АО «Носта»).

Проведенные на установке ПЖВ плавки при использовании в качестве сырья шламов производства феррованадия, содержащих титан, показали, что восстановления титана не получило заметного развития. Материальный баланс свидетельствует, что переход титана в чугун составлял менее 0.1 % от его прихода с сырьём.

Отсутствие восстановления титана и его перехода в чугун до заметных концентраций предотвращает образование карбидов и нитридов титана и их выделение в виде твёрдой фазы в шлаке. Это препятствует образованию «коротких» шлаков с высокой вязкостью и склонностью к вспениванию. Если создать условия для восстановления титана (в начале задувочного периода, когда железосодержащие материалы не добавляются, но в шлаковой ванне уже накоплено достаточное количество угля), появляется возможность навести на кессонах гарнисаж, который может позволить снизить тепловые потери. Устойчивость карбидного гарнисажа к шлакам ПЖВ можно обеспечить при условии поддержания окисленности (содержание РеО в шлаке) в пределах 1.5-2.0 % (по опыту работы Чусовского метзавода).

КАЧЕСТВО ЧУГУНА ПРИ ЗАДУВКЕ

Одними из главных показателей качества металла являются содержание в нём серы и фосфора, и поэтому основная задача - создать условия для обеспечения высокой степени десульфурации и дефосфорации чугуна.

Поведение серы в ПЖВ отличается от её поведения в доменном процессе. Основная масса серы, внесённой шихтой (до 80-90%), удаляется из печи с отходящими газами. Причём значительная часть этой серы находится в пыли, а другая часть - в газах в виде диоксида (при работе с дожиганием). Содержание серы в отходящих газах может быть от 1 % (в элементарном виде) до 2% (в виде диоксида) при работе на богатой шихте (низкий расход угля - главного источника серы).

Одной из характеристик шлакового режима является обессеривающая способность. Со шлаком ПЖВ из печи удаляется только до 8 % серы. Удалению серы препятствуют, главным образом, повышенная окисленность шлака и недостаточный прогрев ванны. Химический состав продуктов плав-

ки ПЖВ приведен в табл. 5 и 6.

Таблица 5

_Химический состав чугуна первых выпусков _

Дата и время выпуска С Мп в Р

26 октября Зш 4,30 0,3 0,10 0,034 0,07

доо 4,44 0,15 0,10 0,043 0,06

13°° > 0,10 0,053 0,07

27 октября 200 4,45 # 0,10 0,037 0,07

б00 0,10 0,033 0,08

13зо 4,45 0,10 0,045 0,07

28 октября 2°° 4,49 0,10 0,026 0,08

5°° 4,52 0,10 0,11 0,042 0,08

29 октября 2°° 4,47 * 0,10 0,044 0,08

400 4,48 0,06 0,040 0,10

дзо 4,52 ¡с 0,10 0,040 0,09

< о,ю

Таблица 6

Химический состав шлаков*

№ выпуска 1 2 3 4 5 6 7 8

(СаО) 38.6 39.1 38.0 37.0 38.0 36.2 36.5 36.0

(вгОг) 37.2 36.8 37.0 37.6 37.7 37.7 37.2 37.4

(АЬОз) 11.2 11.98 13.3 13.0 12.3 14.5 15.0 14.4

(МдО) 8.2 8.3 8.1 7.7 7.2 7.5 8.0 7.7

(Э) 0.06 0.061 0.02 0.04 0.02 0.023 0.02 0.01

(РеО) 3.94 2.53 3.69 3.13 4.39 4.53 4.64 3.65

А12Оз/МдО 1.37 1.44 1.64 1.69 1.71 1.93 1.88 1.87

* Шихта - шламы кислородно-конвертерного производства и энергетические угли

Коэффициент распределения серы, отвечающий фактическим условиям в агрегатах для выплавки чугуна, не достигает равновесного значения. Для обеспечения десульфурации металла необходимо обеспечить достаточный нагрев продуетов плавки (шлаковой ванны ПЖВ) и создать шлак с хорошей десульфурирующей способностью при достаточной его вязкости. Достижение более высокой десульфурирующей способности шлака можно вести повышением основности до 1.10-1.17 по СаО/ЗЮ2. Это также улучшит и жидкоподвижность шлаков.

Показатели десульфурации металла шлаком приведены в табл.7.

Таблица 7

Сравнительные показатели десульфурац ии чугуна шлаком

Показатели ДП № 2 ДП № 5 Агрегат

АО «ЧМЗ» АО «НЛМК» ПЖВ

Парциальное давление СО, Мн/м^ 0.063 0.069 0.10

Состав чугуна, %: 0.98 2.99 0.05

Э 0.123 0.012 0.037

Коэффициент активности серы ^ 6.5 8.9 5.6

Состав шлака, %: вЮ2 32.2 37.49 37.6

АЬОз 15.1 9.87 13.0

СаО 30.3 42.28 37.0

МдО 10.3 8.78 7.7

Б 0.59 н.д. 0.04

Показатели основности шлака: СаО/ЭЮг 0.94 1.13 0.98

1.26 1.36 1.19

I (СаО+МдО)/ЗЮ2 1.20 1.28 1.21

Обобщённый показатель основности В

; Коэффициенты распределения серы: 9.6 91 4.7

фактический 75.3 116 22.4

равновесный Ьэ0 98.8 190 34.5

равновесный с учётом давления СО 13 79 21

Степень равновесия по сере, %

Степень равновесия по сере с учётом дав- 10 48 14

ления СО, %

В условиях доменной плавки дефосфорация чугуна практически не происходит. Однако при определённых условиях удаётся частично перевести фосфор в шлак. Так, на доменных печах АО «ЧМЗ» (Чусовской металлургический завод) содержание фосфора в шлаке при нормальном режиме работы составляло 0.03 %, а степень перехода в шлак достигала 30 %, чему способствует повышенная окисленность шлака. В агрегате ПЖВ содержание фосфора в шлаке достигало 0.23 % при степени перехода до 50-80 %. Проведенные расчёты показывают, что в ПЖВ возможно получить чугун, содержащий менее 0.02 % фосфора. Равновесная концентрация фосфора в чугуне составляет 0.012 %, т.е. фактическая концентрация значительно превышает равновесную ([Р]ф=0.06-0.07 %). Для ДП № 2 ЧусМЗ при фактическом содержании фосфора в чугуне 0.04 % при задувке дефосфорация чугуна происходит в незначительной степени. Учитывая опыт работы печи при нормальном ходе и опыт эксплуатации агрегата ПЖВ, можно повысить де-фосфорирующую способность шлака за счёт повышения основности и небольшого увеличения окисленности.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЗАПУСКА АГРЕГАТОВ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА.

ЗАГРУЗКА ПЕЧИ.

Промышленный агрегат ПЖВ производительностью до 300 тыс. тонн металла в год и более на шихте, состоящей из различных отходов металлургического производства и др., из-за большого объёма шлаковой ванны должен запускаться с применением технологии «сухой» задувки (во избежание «замерзания» ванны). Объём подачи расплавляемых материалов будет зависеть от интенсивности подвода тепла. Технология «сухой» задувки применяется и для доменной печи. Здесь можно применить технологию запуска агрегата ПЖВ с постепенным заполнением рабочего пространства: высота столба шихты может варьироваться и будет зависеть от пропускной способности загрузочного устройства.

Условия тепловой и восстановительной обработки железорудных материалов (даже их первых подач) в домне при задувке оказываются не хуже, чем в нормально работающей печи, поэтому рудная нагрузка, начиная с железорудных материалов шихты заполнения, может назначаться нормальной для выплавки чугуна. За время проработки шихты заполнения, в основном, завершается прогрев огнеупорной футеровки; в шихте, загружаемой в печь после задувки, потребность тепла на прогрев футеровки можно не учитывать. При необходимости необходимо учесть время работы на литейном чугуне для заграфичивания горна.

Для обоих агрегатов рудная нагрузка увеличивается в соответствии с нагревом кладки и столба шихтовых материалов (расплавлением очередной подачи для ПЖВ) при обеспечении нормального физического нагрева продуктов плавки. Для домны желательно проводить разделение кокса и флюсующего материала, что даёт возможность предотвратить раннее плавление и стекание в плохо прогретый горн шлака из золы кокса. Это позволит лучше прогреть материалы, формирующие шлак, что приведёт к лучшему нагреву первых продуктов плавки.

ДУТЬЕВЫЕ ПАРАМЕТРЫ.

Для шахтной печи дутьевые параметры должны обеспечивать плавный нагрев шихтовых материалов и футеровки. При этом температурный уровень процесса должен предотвратить тепловой удар. Для условий же бесшахтного агрегата нагрев должен быть максимально быстрым, что должно обеспечиваться высокоинтенсивными источниками тепла.

Темп задувки - форсирование печи дутьём - зависит от условий схода шихты. Параметрами, определяющими темп задувки, могут быть средняя рудная нагрузка в столбе шихты выше уровня распара и перепад давления горячее дутьё - колошниковый газ. Максимально возможный темп задувки оказывает благоприятное воздействие на развитие процессов теплообмена и восстановления, что должно обеспечить получение заданного содержания кремния и других элементов в первых чугунах. Предусматривается подача пара, природного газа и обогащение дутья кислородом на ранней стадии раздувки, что активизирует восстановительные процессы в шахте печи, позволяет увеличить нагрев дутья, создать дополнительный резерв тепла в горне и понизить содержание кремния в чугуне. График задувки доменной печи для условий Чусовского метзавода с учётом предлагаемых мер приведен на рис. 8.

Для прогрева осевой зоны горна в чугунные лётки закладываются трубы с таким диаметром, чтобы давление дутья препятствовало «запечатыванию» трубы, при длине 4.5-5.0 м с высовом в горн 1.5-2.0 м. Выбор количества фурм и их диаметра должен обеспечивать жёсткость струи, достаточную для проникновения горновых газов к центру печи. Для условий сверхмощных доменных печей с большим диаметром горна задувка осуществляется на части открытых фурм рабочего диаметра с обеспечением скорости дутья до 180-220 м/с. Фурмы открываются по мере увеличения расхода и достижения рабочей скорости дутья. Для небольших печей задувку можно осуществлять с применением вставок в фурмы для уменьшения диаметра при всех открытых фурмах, что должно препятствовать чрезмерному развитию периферийного хода.

Сочетание величин расходов таких дутьевых добавок, как водяной пар, природный газ, азот, кислород, и температуры дутья должно обеспечивать первоначальную теоретическую температуру горения на уровне 16501800 °С с последующим повышением при подходе расплавов железорудных материалов к уровню фурм до 1800-2000 °С.

ОПТИМАЛЬНЫЙ ШЛАКОВЫЙ РЕЖИМ И СОЗДАНИЕ ГАРНИСАЖА.

Выбор материалов для задувочного периода должен обеспечивать протекание процессов рафинирования чугуна и быстрое формирование защитного гарнисажа. При выборе шихтовых материалов можно попутно решать вопросы утилизации различных отходов (шламы, шлаки и пр.).

Температура дутья, С

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Расход дутья, мЗ/мин 1300

О 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Расход водяного Пара, т/ч 1.0

0.7

0.4

О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

1500 _У-^

1300 / /

1100 / '

900"

О 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Время по ходу задувки, ч Рис.8. График задувки доменной печи № 2 Чусовского метзавода

Вопрос создания гарнисажа должен решаться уже при составлении шихты первого объёма. Для сохранности футеровки необходимо применять материалы, способные в короткие сроки создать прочный защитный гарни-

саж (карбидообразующие элементы, подбор состава шлака и пр.)- При этом необходимо учитывать, что основным условием для формирования гарни-сажа является величина теплового потока, поэтому для предотвращения нарушений схода шихты и оползания гарнисаж должен формироваться, когда будет достигнут определённый нагрев футеровки и шихтовых материалов.

Повышение основности шлака до 1.10-1.17 по СаО/БЮг позволит значительно улучшить десульфурацию чугуна в доменной печи и усилить дефосфорацию в печи ПЖВ. Также можно проводить дефосфорацию и в условиях доменной плавки при повышенном содержании ЯеО в шлаке. Для предотвращения разъедания незащищённой футеровки и стабилизации отношения А12Оз/МдО (магнезиального модуля) на уровне, характерном для нормального хода, необходимо использовать защитную футеровку из магнезиальных огнеупоров. Разжижение шлаков можно осуществить добавками марганцевых материалов без нарушения хода процесса.

В доменной печи шихтовые материалы, требующие высокого уровня восстановительно-тепловой обработки, должны располагаться выше середины шахты. Задувочная шихта рассчитывается на получение чугуна с содержанием кремния до 3 % при основности шлака первого выпуска СаО/вЮг 0.95-1.05. Необходимо учитывать расплавление защитного слоя огнеупоров на отношение А12Оз/МдО в шлаке, так как это отношение сильно влияет на диапазон температур хорошей текучести и обессеривающую способность. Для защиты от теплового удара и разжижения первичного шлака на поверхность лещади необходимо загружать слой марганцевого шлака, а также материалы, препятствующие окислению углеродистых блоков (например, титановую стружку). Для защиты фурм необходимо устанавливать сплошной стеной вертикально брёвна в фурменной зоне. Чугунные лётки необходимо закрывать после зашлаковывания вставленных труб. Первый выпуск чугуна производится не ранее, чем через сутки после задувки. Возможно накопление жидких первичных продуктов плавки для их лучшего прогрева, однако это требует тщательного контроля за уровнем расплава и его температурой (во избежание заливания фурм и «закозления»).

ВЫВОДЫ.

1. Создана методика по определению времени наведения жидкой шлаковой ванны. При запуске основной целью ставится максимально быстрое наведение и прогрев жидкой шлаковой ванны с целью формирования устойчивого гарнисажа и вывода печи на оптимальные параметры по содержанию кислорода в дутье. Предложен ряд мер по улучшению работы агрегата ПЖВ за счёт конструктивных изменений печи. Предложен способ утилизации металлургических и бытовых отходов при задувке агрегата ПЖВ и доменной печи.

2. Проведены расчёты для условий доменной печи «Северянка» по определению влияния влажности дутья на высоту нижней ступени теплообмена и изменения высоты зоны плавления по ходу задувки.

3. Предложены новые формулы для определения теоретической температуры горения кокса у фурм при задувке и по ходу задувочного периода для условий доменной печи. Показано, что изменением влажности дутья можно в широких пределах регулировать теоретическую температуру горения и обеспечивать необходимый температурный уровень в печи с получением хорошо прогретых первых продуктов плавки при низком химическом нагреве чугуна.

4. Предложен новый критерий оценки хода задувки, характеризующий шлаковый режим в задувочный период, - магнезиальный модуль (отношение глинозёма к магнезии А12Оз/МдО); показана его взаимосвязь с содержанием кремния в чугуне.

5. Разработана технология задувки доменных печей с применением увлажнённого дутья при использовании в задувочной шихте марганецсо-держащих и карбидообразующих материалов, что обеспечивает плавный нагрев незащищённой огнеупорной футеровки с исключением теплового удара, форсирование задувки за счёт быстрого наведения гарнисажа, ровность хода печи в задувочный и раздувочный периоды, облегчение отработки первых продуктов плавки, постоянство химического состава чугуна по содержанию кремния и способствует интенсификации задувки. При задувке доменной печи большого объёма ставится задача создания устойчивого гарнисажа и форсирование печи с целью скорейшего вывода на плановые показатели по производству чугуна и расходу кокса.

6. Предложена технология запуска агрегата ПЖВ с использованием в шихте карбидообразующих элементов для снижения тепловых потерь за счёт наведения прочного гарнисажа.

7. Сопоставлены технологии запуска шахтных и бесшахтных агрегатов и предложены основные положения технологии запуска печей для выплавки чугуна, учитывающие преимущества технологий задувки доменных печей и запуска агрегата ПЖВ и обеспечивающие сокращение задувочного и раздувочного периодов.

По материалам диссертации в печати и в электронном виде опубликованы следующие работы:

1. Zherebin B.N., Parenkov A.Ye., Rostovsky A.V. and oth. New Methods of Blow in a Blast Furnace. //Collection of materials of International seminar «Modelling, Advanced Process Technology, Expert and Control Systems of Heat and Mass Transfer Phenomena» (Russia, 1996). Ekaterinburg, 1996, pp. 93-95.

2. А.В.Ростовский, А.Е.Пареньков, В.Н.Логинов и др. Оптимальные технологии задувок доменных печей. //Металлург, 1998, № 6, с.31-33.

3. А.В.Ростовский, А.Е.Пареньков, Бабанаков. Выбор оптимального соотношения глинозёма и магнезии в шлаке при задувке доменной пе-чи.//Известия вузов.Чёрная металлургия, 1998, №11, с.

4. А.В.Ростовский, Б.Н.Жеребин, А.Е.Пареньков и др. Технология задувки и выдувки, диагностика и предупреждение аварий в агрегатах для получения чугуна и использованием искусственного интеллекта. /http://www.uicde.ru/win/conf/tezhtm/nonO.htm.

S В.А.Роменец, А.Е.Пареньков, В.В.Прилипин, А.В.Ростовский и др. Получение и использование горячих восстановительных газов с применением экспертных систем для получения легированных чугунов. /http://www.iiicde.ru/win/conf/tezhtm/popO.htm.

6, Пареньков А.Е., Ростовский А.В., Михайлов А.В. Задувка доменной печи на паровоздушном дутье.//Материалы 51-й студенческой научно-технической конференции МГИСиС, Москва, 1997.

Подписано в печать Объем п. л. Заказ № _Цена "С" _Тираж/¿й?

Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет), Ленинский проспект, 4 Типография МИСиС, Орджоникидзе, 8/9

На правах рукописи

РОСТОВСКИЙ Александр Владимирович

Совершенствование технологии задувки агрегатов для выплавки чугуна

05.16.02 - Металлургия чёрных металлов

Диссертация

на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель кандидат технических наук ПАРЕНЬКОВ А.Е.

Москва 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗАДУВКИ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ 8

1.1. Особенности задувочного периода и выбора задувочных шихт 8

1.2. Анализ технологий типовых задувок доменных печей 14

1.2.1. Технология с применением природного газа на ранней стадии раздувки 14

1.2.2. Задувка и раздувка доменной печи с применением азота 21

1.2.3. Задувка доменной печи с вдуванием кислорода в центральную часть горна 2 5

1.2.4. Применение пара при задувке 2 6

1.2.5. Задувка доменной печи с получением ферромарганца 2 9

1.2.6. Задувка с увеличенной нулевой шихтой и подачей природного газа и кислорода 32

1.3. Выводы к главе 1 35

2. ПРОМЫШЛЕННОЕ ОСВОЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗАДУВКИ АГРЕГАТА ПЖВ 3 8

2.1. Конструктивные особенности агрегата 38

2.2. Выбор материалов для задувочной шихты 4 0

2.3. Режим газификации при задувке ПЖВ 4 8

2.4. Использование различных источников тепла 50

3. РАЗРАБОТКА И ОСВОЕНИЕ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЗАДУВКИ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ 52

3.1. Расчёт задувочной шихты и расхода кокса 52

3.2. Увлажнение дутья при задувке 54

3.3. Результаты математического моделирования задувки доменной печи 56

3.4. Восстановление кремния при задувке 71

3.5. Расчёт теоретической температуры горения в условиях задувки доменной печи 78 3.6'. Шлаковый режим в задувочный период 85

3.7. Задувка доменной печи с применением титансодержащей

задувочной шихты 90

4. ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО МЕТАЛЛА 95

5. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЗАДУВКИ 103

5.1. Основные положения технологии запуска доменной

печи 103

5.2. Основные положения запуска агрегата ПЖВ 105

5.3. Основные положения задувки агрегатов для выплавки чугуна 106

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 108

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 110 ПРИЛОЖЕНИЯ.

1. Пример расчёта времени наведения шлаковой ванны для агрегата ПЖВ 116

2. Определение высоты нижней ступени теплообмена 117

3. Расчёт показателей десульфурации 12 0

4. Расчёт показателей дефосфорации 122

5. Технологическая программа задувки доменной печи № 2 АО «ЧМЗ» после капитального ремонта 2 разряда 12 6

ВВЕДЕНИЕ

По мере развития мощностей по производству металла всё более обостряются вопросы экономии ресурсов и энергии в металлургии. Несовершенство технологий порождает, в частности, проблемы по утилизации образующихся отходов (табл. 1).

Таблица 1

Источники образования и примерный удельный выход отходов

Вид производства Вид отходов Удельный выход, кг/т продукции

Агломерационный Шлам 30-60

Пыль от газоочистки 20-50

Шлам смывов и аспирационных систем 20-30

Доменный Колошниковая пыль 15-90

Доменный шлам 15-80

Отсев: агломерата 80-150

окатышей 30-60

Шлам: смывов и аспирационных систем 20-40

разливочных машин 5-10

Сталеплавильный Шлам: мартеновский 5-25

конвертерный 15-30

электросталеплавильный 5-20

Шлак: мартеновский 70-120

конвертерный 90-120

электросталеплавильный 60-100

Графитная пыль миксерных отделений 0,2-0,4

Отсев: извести (0-8 мм) 20-40

известняка (0-20 мм) 10-20

Известковая пыль от газоочисток ас-

пирационных систем 10-20

Прокатный Окалина: первичных отстойников 20-40

вторичных отстойников 10-30

Шлам нейтрализации 50-100

Железный купорос 20-55

Окалина и гранулят машин огневой

зачитски металла 10-40

Шлам газоочисток тех же машин 5-15

Металлическая пыль 10-30

Сварочный шлак 8-12

Необходимо отметить высокую ценность железосодержащих отходов . Утилизация образующихся и уже накопленных отходов позволяет значительно снизить расход первичного сырья (табл.2).

Экономия первичных шихтовых материалов (кг) за счёт утилизации 1 т отходов

Отходы концентра железная доменная марганц. известняк твёрдое

производства т аглоруда железная руда РУДа аглотоплив о

Колошниковая

пыль 300 400 - 30 200 70

Доменный шлам 450 300 - 30 180 40

Окалина 1100 - - - - -

Сварочный - - 1000 - - -

шлак

Конвертерный - - 250 - 750 -

шлак

Доменная печь может частично решать эти проблемы, однако для этого необходимы большие затраты на подготовку материалов. Для процесса требуется окускованная железорудная шихта и кокс, хотя последние разработки дают возможность значительно снизить эту зависимость (например, вдувание пылеугольного топлива и железорудных материалов в доменную печь) /1/.

В дополнение к доменному процессу относительно недавно были разработаны технологии первого передела, которые не требуют затрат кокса в качестве восстановителя, - плавильно-восстановительные процессы /2/. Они дают, в конечном счёте, жидкий полуфабрикат для производства стали.

Плавильно-восстановительные процессы активно обсуждаются с точки зрения использования их на металлургических мини-заводах для производства металла. В таких агрегатах получается полуфабрикат, из которого можно выплавлять высококачественные стали. Разработка процессов бескоксового восстановления металлсодержащих материалов позволяет решать различные задачи, а именно: достижение технологической гибкости для того, чтобы даже при колеблющейся загрузке агрегатов и изменяющихся условиях в отношении исходных материалов обеспечить экономичное производство; использование дешёвых энергоносителей и восстановителей; утилизация отходов различных производств с попутным получением требуемых продуктов, которыми могут являться не только металл, но и шлак, отходящие газы.

При производстве стали на базе железных доменная плавка имеет наибольшее значение, которое сохранит и в будущем. На основе жидкого чугуна, выплавленного в доменных печах, была разработана технологическая цепь производства стали, причём на отдельных этапах такой технологии хорошо согласованы между собой такие параметры, как производственная мощность, производительность и качество.

Начало кампании - задувка - доменной печи, определяет работу агрегата в течение всей кампании. Оптимальная технология позволяет выйти в кратчайшие сроки на рабочий режим при сохранении конструкций и оборудования печи. Задувка и раздувка относятся к периоду эксплуатации доменной печи, когда интенсивность плавки изменяют от минимальной до проектной путём постепенного наращивания основных технологических параметров: расхода дутья, его температуры, расхода дутьевых добавок, рудной нагрузки, давления под колошником.

Общепринятой оптимальной технологии проведения задувочного и раздувочного периодов на данный момент нет, так как существующие технологии имеют отдельные недостатки. Особенно это касается сверхмощных доменных печей.

Разработка технологии запуска промышленных агрегатов жид-кофазного восстановления также требует своего решения, так как имеется возможность использовать различные виды шихтовых мате-ралов. Необходимо отметить, что, несмотря на конструктивные различия печей, можно найти такие элементы технологий, которые можно использовать для запусков шахтного (доменная печь) и бесшахтного агрегатов (печь типа ИотеИ;) . Поэтому разработка оптимальной технологии запуска чугуноплавильных агрегатов и взаимное использование элементов технологий работы шахтных и бесшахтных печей являются одним из основных направлений развития металлургических технологий.

Целью настоящей работы является разработка технологий задувки доменной печи и установки Яоте11, отвечающих современным требованиям и включающих последние достижения в области произ-

водства чугуна. Она содержит исследования существующих и разработку новой технологии задувки (запуска) чугуноплавильных агрегатов с применением современных методов управления ходом процесса. В рамках этой цели решалась задача о возможности взаимного применения элементов технологий получения чугуна в доменной печи и агрегате И.оте]^.

1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗАДУВКИ И РАЗДУВКИ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ

1.1. Особенности подготовки доменных печей к задувке и выбор состава задувочных шихт.

Подготовка нижней части к задувке производится с целью:

- равномерного воспламенения кокса в горне при подаче горячего дутья;

- предотвращения повреждения воздушных фурм падающими материалами и подвисания материалов в первые часы раздувки;

- обеспечения лёгкого и быстрого вскрытия чугунной лётки для выдачи из печи первых продуктов плавки.

Подача в печь дутья, нагретого до температуры 600-700 °С, в достаточной степени обеспечивает выполнение первого из названных условий, т.к. при этой температуре кокса сравнительно легко воспламеняется, а при укладке перед фурмами небольшого количества дров кокс воспламеняется даже при более низкой температуре. Однако задувка печи по такому способу не исключает подвисаний шихты в первые часы работы, что объясняется, прежде всего, низким расходом дутья (давление его поддерживают, обычно, в пределах 20-30 кПа), сжиганием малых количеств кокса в узком периферийном кольце фурменной зоны и, следовательно, замедленным опусканием столба материалов, граничащим с режимом подвисаний.

В 30-е годы широкое распространение получил способ задувки доменной печи, предусматривающий загрузку шихты первого объёма на помост из досок и дров, расположенный несколько ниже горизонта воздушных фурм. При задувке дрова быстро выгорали, освобождая место для шихтовых материалов, что позволяло избежать длительных подвисаний в начальный период раздувки. Считалось также, что горение дров развивает сравнительно невысокую температуру и футеровка печи прогревается постепенно, а зто исключает опасность появления повышенных напряжений в массиве огнеупорной кладки горна и лещади, сопровождающихся разрывами

кожуха и разрушением футеровки. В момент обрушения помоста происходила первая осадка материалов и, тем самым, устранялась возможность подвисания. Кроме того, при обрушении помоста в горн доменной печи приходил раскалённый кокс, вследствие чего его горение протекало более спокойно. Но при обрушении помоста и поступлении в недостаточно прогретый горн больших количеств раскалённого кокса также возникает вероятность образования тепловых напряжений в футеровке, что может привести к её разрушению .

Предпочтение дровам, по сравнению с коксом, при задувке печей было отдано потому, что из золы кокса образуется шлак, небольшие порции которого, стекая в металлоприёмник, встречают на своём пути холодный кокс. При этом они теряют тепло и превращаются в густые малоподвижные массы, что затрудняет вскрытие лётки.

В 1964-66 гг. Жеребиным Б.Н. и др. на Кузнецком металлургическом комбинате была разработана и внедрена технология задувки доменных печей без дров. Для обеспечения циркуляции газов в горне и его прогрева, а также воспламенения кокса, расположенного ниже уровня фурм, применили перфорированную стальную трубу 150 мм с ответвлениями и отверстиями по всей длине для движения горячих газов от фурменной зоны к лещади через столб кокса и его прогрева. Однако температура первых продуктов плавки и в этом случае была невысокой (1270 °С) , на четвёр-том-пятом выпусках температура чугуна достигла 1450-1500 °С.

о

Задувка печи объёмом 1310 м производилась на неполном количестве работающих воздушных фурм, а температуру дутья на вторые сутки довели лишь до 800-850 °С. Раздувочный период по этор технологии удалось сократить в 1.5-2 раза или до 8-12 суток, однако широкого распространения она не получила и задувки доменных печей по-прежнему производились с применением дров.

Назначение задувочной шихты - обеспечить разогрев футеровки печи и шихтовых материалов до температур, достаточных дл; протекания процессов восстановления, шлакообразования и плав-

ления, получения хорошо прогретых и текучих жидких продуктов плавки заданного химического состава, безаварийный вывод агрегата на рабочий режим работы /3-7/. Со временем, при расчёте задувочных шихт к ним были выработаны следующие основные требования:

1) получение шлака с достаточной текучестью, обеспечивающего равномерный без подвисаний сход материалов в печи и нормальный выпуск жидких продуктов плавки.

2) соблюдение плавного изменения рудных нагрузок на кокс с постепенным их возрастанием.

3) последовательное уменьшение выхода шлака и повышение его основности.

4) получение чугуна с содержанием кремния не ниже заданной величины.

5) обеспечение достаточного количества тепла для прогрева футеровки печи и загружаемой шихты.

Продолжительность раздувочного периода в большинстве случаев составляет 8-10 суток. При этом не исключают возможность ускоренного вывода печи на рабочий режим плавки. В действительности, период вывода доменных печей различной мощности на рабочий режим до настоящего времени более продолжителен и чётко не регламентирован.

В состав задувочных шихт вводится значительное количество доменного шлака. Обусловлено это тем, что при загрузке холостых подач в печь вносится с золой кокса большое количество глинозёма, что вызывает формирование вязких шлаков и затрудняет их выпуск. Граншлак включается в состав задувочных шихт с таким расчётом, чтобы выход шлака был повышенным (до 1 т/т чугуна) и поэтому имел бы относительно стабильный химический состав и текучесть при возможных значительных колебаниях теплового состояния горна.

Недостаточное количество дутья, подаваемого в печь в раз-дувочном периоде, приводит к дефициту тепла, так как при таком режиме не удаётся сжечь количество кокса, достаточное для од-

новременного покрытия потребности тепла на нагрев футеровки и столба шихтовых материалов, обеспечения протекания восстановительных процессов, нагрева жидких продуктов плавки.

Необходимым условием максимального проникновения восстановительных газов является увеличение количества дутья. Попытки резкого увеличения количества дутья, даже если оно значительно ниже рабочего уровня, заканчиваются подвисанием шихты. Когда же увеличение количества дутья производится поэтапно, опускание шихты, плавно возрастая, повышает газопроницаемость материалов, формирует пустоты и каналы для прохода большего количества газов.

При задувке сопротивление шихты проходу воздуха в неподвижном столбе шихтовых материалов - максимальное, что объясняется измельчением кокса при загрузке, тем, что кокс лежит перед фурмами плотной массой, и отсутствием движения материалов, которое способствует его разрыхлению.

Обычно первый шлак выдаётся из печи через 12-20 час., чугун через 15-4 0 час. Время выдачи первых продуктов плавки на предприятиях, как правило, обусловлено лишь сложившимися традициями .

Продолжительность работы печи на литейном чугуне должна быть достаточной, чтобы сформировался защитный гарнисаж на стенах печи. В некоторых источниках рекомендуется при выплавке чугуна с содержанием марганца менее 0.5 % переход на литейный чугун осуществлять в более сжатые сроки (но не менее 15 суток) . Если же содержание марганца в чугуне более 1 %, то для создания гарнисажа следует работать на литейном чугуне в течение 15-20 суток.

Повышать давление газа под колошником в раздувочном периоде начинают, обычно, не ранее как через 2-3 суток работы печи, а заканчивают через 5-10 суток.

Расчёты, выполненные Б.Н.Жеребиным, показывают, что уже на четвёртые сутки после задувки суммарное давление чугуна, шлака и газа на лещадь достигает 200-250 кПа с постепенным увеличе-

нием по мере роста давления. По этой причине рекомендация повышать давление под колошником после достижения стабильной температуры периферийного газа 700-800 °С является заблуждением, т.к. повышать давление под колошником можно только при высоком расходе дутья, в то время как указанная температура может быть достигнута и при низком расходе дутья.

С целью увеличения выхода газов и возможности повышения температуры дутья разработана технология с использованием природного газа на ранней стадии раздувки. При раздувке доменной печи объёмом 1386 м3 Коммунарском МК (1972 г.) природный газ был подан через 5 часов после задувки (2 % от общего объёма дутья с постепенным увеличением расхода к концу 2-х суток до 3 %) /8, 9/.

За рубежом при раздувке печей особое внимание уделяется её технической подготовке, в частности, сушке, продолжительность которой составляет 7-20 суток /10, 11/.

Значительное сокращение (или полное исключение) процесса сушки футеровки стала вводить в практику задувки доменных печей фирма «Ниппон Кокан» (Япония). Учитывая, что по истечении 12 часов работы температура первого ряда кладки лещади повышается до 1500 °С, на доменных печах с целью защиты футеровки лещади в первоначальный период от высоких тепловых нагрузок на верхний ряд углеродистых блоков укладывают низкосортный огнеупорный кирпич. Специалистами этой фирмы проведен эксперимент по задувке доменной печи объёмом 1150 м3 завода в Цуруми без предварительной �