УДК 669 162 263 #МЕТ1НВЕСГ
РАБОТА ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ ПАО «МК «АЗОВСТАЛЬ» ПАО«МК^<азовсталь»
С РАВНОМЕРНЫМ ОКРУЖНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ШИХТЫ И ГАЗОВ
© Сидорчук Роман Сергеевич1, начальник технологического управления; Батищев Алексей Николаевич1*, начальник доменного цеха; Цкитишвили Энвер Омаревич1, канд. техн. наук, генеральный директор; Тарасов Владимир Петрович2, д-р техн. наук, проф.; Ковальчик Роман Владиславович2, канд. техн. наук;
Кривенко Сергей Викторович2, канд. техн. наук; Гаврилоглу Дмитрий Иванович2
1 ПАО «МК «АЗОВСТАЛЬ». Украина, Донецкая обл., г. Мариуполь. *E-mail: batishev-an@azovstal.com.ua
2 ООО «Азовский технологический центр». Украина, Донецкая обл., г. Мариуполь Статья поступила 31.07.2013 г.
Приведены результаты работы трех доменных печей ПАО «МК «АЗОВСТАЛЬ» с калибратором Тарасова, обеспечивающим равномерное окружное распределение шихтовых материалов и печных газов.
Ключевые слова: доменная печь; калибратор; шихтовые материалы; печные газы.
Распределение шихтовых материалов на колошнике доменной печи (ДП) во многом предопределяет соотношение между косвенным и прямым восстановлением оксидов железа. Косвенное восстановление протекает с выделением тепла, а на реакцию прямого восстановления затрачивается 159,33 МДж на 1 кг/моль БеО.Следо-вательно, чем больше монооксида железа восстанавливается косвенным путем, тем ниже расход кокса в доменной плавке. В свою очередь степень косвенного восстановления зависит от распределения шихтовых материалов и газов по окружности и радиусу печи. Поэтому движение газов в межкусковых пустотах увеличивает косвенное восстановление оксидов железа. Значительный поток газов вдоль стен печи снижает использование восстановительной способности печных газов, увеличивает прямое восстановление и расход кокса.
Известна типовая конструкция вращающегося распределителя шихты (ВРШ), содержащая приемную воронку, вращающуюся воронку с приводом, опорными и упорными роликами для ¡2 фиксации воронки во время ее вращения, малый
о
конус, подвешенный на полой штанге с подпят-® ником для его вращения с вращающейся ворон. кой [1-3].
Известны распределители шихты с вращаюсь
5 щимися лотками, роторами, воронками со «скли-г зом», дисковые и другие конструкции со слож-
ными механизмами для вращения указанных распределительных элементов [2, 4, 5].
Известные решения способов загрузки шихты в большей или меньшей степени обеспечивают достаточно приемлемые условия распределения шихты по окружности ДП. Но в случае типового способа загрузки доменных печей неравномерность ее распределения из каждого скипа составляет по мелкой фракции (5-0 мм) 50-60% со стороны откоса в воронке типового ВРШ и только 20% со стороны гребня. Поэтому вращение воронки ВРШ последовательно на 60° или 45° (станции) не выравнивает распределение мелочи по окружности печи.
Кроме того, загрузка ведется из многих бункеров, в которых шихтовые материалы имеют на выходе различный гранулометрический состав. Поэтому за полный цикл загрузки (обычно шесть или восемь подач) не получается полной компенсации окружного распределения шихты по массе и гранулометрическому составу.
В способах загрузки шихты с использованием центробежных и центростремительных сил лотковыми, роторными и другими бесконусными загрузочными устройствами (БЗУ) существуют условия для неравномерного окружного распределения шихты и перемещения мелких фракций из зон более интенсивного потока газов на участки, где поток газов слабее [4, 5]. В некоторых источниках утверждается, что БЗУ лоткового типа
при шихтовых материалах и различных параметрах дутья любого качества обеспечивает снижение расхода кокса и увеличение производительности печей [6, 7]. Однако это утверждение не точно. Окружное распределение шихты и газов при загрузке печей БЗУ весьма неравномерно [4, 6, 8].
Известен стационарный распределитель шихты Тарасова [9]. Калибратор расположен в выходном отверстии приемной воронки с возможностью опускания малого конуса с остановками, высота и время которых зависят от гранулометрического состава и массы загружаемой шихты.
Недостатком РШ с калибратором [9] является невозможность изменения площади для просыпания шихты по конфигурации в процессе эксплуатации. Кроме того, калибратор находится в выпускном отверстии приемной воронки, которую трудно центрировать относительно оси ДП. В основном приемные воронки накатные, устанавливаются по окончании монтажа загрузочного устройства. Это также затрудняет центрирование воронки, что не обеспечивает расположения калиброванного выпускного отверстия между калибратором и приемной воронкой. Это наблюдалось, например, при работе лепесткового распределителя шихты (ЛРШ) на доменных печах доменного цеха № 1 ПАО «АрселорМиттал Кривой Рог».
В ПАО «МК «АЗОВСТАЛЬ» РШ с калибратором установили в конической воронке, которая предусмотрена во вращающейся воронке ВРШ типовой конструкции [10]. Здесь обеспечено точное центрирование выходного отверстия конической воронки и калибратора относительно оси ДП. Калибратор и коническая воронка (КВ) выполнены разъемными с целью их замены по мере абразивного износа защитных колец калибратора и плит КВ.
Первый РШ с калибратором установили на ДП-6. Эта печь перед капитальным ремонтом имела до 40% сгоревших стальных трубок водяного охлаждения чугунных холодильников низа шихты и распада. Неустойчивый гарнисаж способствовал периферийному ходу печных газов с высоким расходом кокса (573 кг/т чугуна). Следует также отметить, что на ДП комбината нет отсева мелкой фракции. Скиповые ямы подбункерного помещения находятся ниже горизонта грунтовых вод. В связи с этим замена подачи шихты к скипам вагон-весами конвейерной подачей с отсевом мелочи требует боль-
ших затрат, что в данное время на комбинате неосуществимо.
На рис. 1 показана установка РШ с калибратором на ДП-6. Зазор между выходным отверстием конической воронки (диам. 1300 мм) и калибратором диам. 800 мм составил 250 мм. Изменений в порядке загрузки шихты, а также кострения в узком калиброванном отверстии не наблюдалось во время эксплуатации более года.
После установки калибратора печь стала работать ровно, с устойчивым гарнисажем, снизилось горение стальных трубок в чугунных холодильниках шахты и распара. В таблице приведены показатели работы ДП-6 в базовый (с типовым РШ) и опытный периоды ее работы (при загрузке печи РШ с калибратором): расход кокса снизился с 578,21 до 551,29 кг/т чугуна при приведении к равным условиям работы. Производительность реальная и приведенная к равным условиям осталась без изменения. Это связано с планированием производства чугуна согласно заказам.
Видно, что расход кокса сократился примерно на 27 кг/т чугуна. Установлено, что снижение расхода кокса в результате равномерного распределения шихты по окружности печи благодаря калибратору составило 15 кг/т чугуна, остальные 12 кг/т чугуна получены за счет других факторов (увеличение доли прямых подач, повышение содержания MgO в шлаке, снижение расхода известняка).
12
7 . I
11
10
Рис. 1. Распределитель шихты с калибратором Тарасова:
I - приемная воронка; 2 - вращающаяся воронка;
3 - коническая воронка калибратора; 4 - уплотнение вращающейся воронки; 5 - малый конус; 6 - штанга малого конуса; 7 - защитные кольца штанги малого конуса; 8 - калибратор; 9 - газовый затвор; 10 - скип;
II - опрокидывающая часть наклонного моста 12
1
2
9
Пофакторный анализ работы ДП- 6 ПАО «МК «АЗОВСТАль» в базовый период и при загрузке РШ с калибратором до и после установки распределителя шихты с калибратором (2012 г.)
Показатели Базовый период Работа с РШ с калибратором (2012 г.) Разность Расход кокса, кг/т Влияние на производство чугуна, т
Производство, т/сут. 2461,12 2469,75 8,62
Расход кокса, кг/т чугуна 578,21 515,15 -63,07
Содержание Бе, % 55,96 55,25 -0,71 3,64 -29,67
Природный газ, м3/т 41,99 55,79 13,80 -11,04 0,00
Содержание О2 в дутье, % 21,88 21,91 0,02 0,03 1,14
Температура дутья, °С 986,27 997,18 10,91 -2,25 10,78
Расход, кг/т:
известняка 63,35 39,50 -23,86 -6,14 29,46
доломитового известняка 17,43 0,00 -17,43 -3,59 17,22
металлодобавок 14,19 15,58 1,40 -0,22 1,72
коксового орешка 12,30 24,38 12,08 -8,46 0,00
Состав чугуна, %:
0,75 0,75 0,00 0,13 -0,63
Мп 0,33 0,28 -0,05 -0,55 2,65
Б 0,02 0,03 0,00 -1,40 6,73
Давление на колошнике, кПа 115,00 111,60 -3,40 0,35 -8,39
Простои, % 0,45 0,29 -0,16 -0,40 5,80
Тихий ход, % 0,90 0,81 -0,09 -0,23 2,21
Качество кокса, %:
содержание золы 11,88 11,62 -0,26 -1,73 8,28
содержание серы 1,10 1,03 -0,06 -0,98 4,71
М25 88,69 89,01 0,32 -0,99 4,76
Мю 7,39 7,23 -0,16 -2,31 11,06
Итого, кг/т (т/сут.) -36,14 67,83
Приведенный объем производства, т/сут. 2461,124 2401,92 -59,21
Приведенный расход кокса, кг/т чугуна 578,21 551,29 -26,93
3 540
Март Апрель Май Июнь Июль
Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Всего за
опытный период
Рис. 2. Сравнение расхода кокса на ДП-6 ПАО «МК «АЗОВСТАЛЬ» при работе с типовым РШ и РШ с калибратором Тарасова: □ - базовый период; □ - работа ДП-6 с калибратором (2012 г.)
Динамика расхода кокса во время эксплуатации по месяцам (рис. 2) свидетельствует о резком снижении расхода кокса после установки калибратора и медленном увеличении его расхода после трех месяцев эксплуатации. Это объясняется абразивным износом защитных плит конической воронки и колец калибратора. На комбинате и в Азовтехноцентре ведутся конструкторские разработки, которые позволят значительно продлить срок службы РШ с калибратором. Кроме того, замену калибратора можно производить во время планово-предупредительных ремонтов, так как на это требуется от 8 до 10 ч.
По показателю расхода кокса на доменных печах комбината «АЗОВ-СТАЛЬ» (рис. 3) видно, что расход кокса на ДП-6 при загрузке РШ с калибратором самый низкий по сравнению с печами как с загрузкой ВРШ типовой конструкции (ДП-2, ДП-5), так и с загрузкой шихты лотковыми бесконусными распределителями (ДП-3 и ДП-4).
В связи с большой экономией кокса при равномерном распределении шихты по окружности ДП-6 на комбинате «АЗОВСТАЛЬ» устан
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.