Расчет и оценка эффективности технологии доменной плавки с применением пылеугольного топлива в условиях ПАО "ММК им. Ильича"
Расчетным путем был определен оптимальный расход пылеугольного топлива в условиях ПАО «ММК им. Ильича». Показано, что при применении научного принципа полной и комплексной компенсации уровень расхода пылеугольного топлива повысился от 40 до 110-120 кг/т чугуна. Розрахунковим шляхом було визначено оп...
Saved in:
| Published in: | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2012
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116003 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Расчет и оценка эффективности технологии доменной плавки с применением пылеугольного топлива в условиях ПАО "ММК им. Ильича" / В.С. Бойко, С.А. Матвиенков, С.Л. Ярошевский, А.В. Кузин, В.В. Климанчук, В.А. Струтинский // Металл и литье Украины. — 2012. — № 2-3. — С. 7-11. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-116003 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Бойко, В.С. Матвиенков, С.А. Ярошевский, С.Л. Кузин, А.В. Климанчук, В.В. Струтинский, В.А. 2017-04-17T20:13:15Z 2017-04-17T20:13:15Z 2012 Расчет и оценка эффективности технологии доменной плавки с применением пылеугольного топлива в условиях ПАО "ММК им. Ильича" / В.С. Бойко, С.А. Матвиенков, С.Л. Ярошевский, А.В. Кузин, В.В. Климанчук, В.А. Струтинский // Металл и литье Украины. — 2012. — № 2-3. — С. 7-11. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116003 669.162 Расчетным путем был определен оптимальный расход пылеугольного топлива в условиях ПАО «ММК им. Ильича». Показано, что при применении научного принципа полной и комплексной компенсации уровень расхода пылеугольного топлива повысился от 40 до 110-120 кг/т чугуна. Розрахунковим шляхом було визначено оптимальні витрати пиловугільного палива в умовах ПАТ «ММК ім. Ілліча». Показано, що при застосуванні наукового принципу повної та комплексної компенсації рівень витрати пиловугільного палива підвищився з 40 до 110-120 кг/т чавуну. There was calculated the optimal consumption rate of pulverized coal at «Ilyich Iron and Steel Works» PJSC. It is shown that application of scientific principle of full and complex compensation raised the consumption rate of pulverized coal from 40 to 110-120 kg/t of pig iron. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Расчет и оценка эффективности технологии доменной плавки с применением пылеугольного топлива в условиях ПАО "ММК им. Ильича" Розрахунок та оцінка ефективності технології доменної плавки із застосуванням пиловугільного палива в умовах ПАТ «ММК ім. Ілліча» Calculation and evaluation of blast furnace operation practice efficiency with application of pulverized coal at «Ilyich iron and steel works» PJSC Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Расчет и оценка эффективности технологии доменной плавки с применением пылеугольного топлива в условиях ПАО "ММК им. Ильича" |
| spellingShingle |
Расчет и оценка эффективности технологии доменной плавки с применением пылеугольного топлива в условиях ПАО "ММК им. Ильича" Бойко, В.С. Матвиенков, С.А. Ярошевский, С.Л. Кузин, А.В. Климанчук, В.В. Струтинский, В.А. |
| title_short |
Расчет и оценка эффективности технологии доменной плавки с применением пылеугольного топлива в условиях ПАО "ММК им. Ильича" |
| title_full |
Расчет и оценка эффективности технологии доменной плавки с применением пылеугольного топлива в условиях ПАО "ММК им. Ильича" |
| title_fullStr |
Расчет и оценка эффективности технологии доменной плавки с применением пылеугольного топлива в условиях ПАО "ММК им. Ильича" |
| title_full_unstemmed |
Расчет и оценка эффективности технологии доменной плавки с применением пылеугольного топлива в условиях ПАО "ММК им. Ильича" |
| title_sort |
расчет и оценка эффективности технологии доменной плавки с применением пылеугольного топлива в условиях пао "ммк им. ильича" |
| author |
Бойко, В.С. Матвиенков, С.А. Ярошевский, С.Л. Кузин, А.В. Климанчук, В.В. Струтинский, В.А. |
| author_facet |
Бойко, В.С. Матвиенков, С.А. Ярошевский, С.Л. Кузин, А.В. Климанчук, В.В. Струтинский, В.А. |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Металл и литье Украины |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Розрахунок та оцінка ефективності технології доменної плавки із застосуванням пиловугільного палива в умовах ПАТ «ММК ім. Ілліча» Calculation and evaluation of blast furnace operation practice efficiency with application of pulverized coal at «Ilyich iron and steel works» PJSC |
| description |
Расчетным путем был определен оптимальный расход пылеугольного топлива в условиях ПАО «ММК им. Ильича». Показано, что при применении научного принципа полной и комплексной компенсации уровень расхода пылеугольного топлива повысился от 40 до 110-120 кг/т чугуна.
Розрахунковим шляхом було визначено оптимальні витрати пиловугільного палива в умовах ПАТ «ММК ім. Ілліча». Показано, що при застосуванні наукового принципу повної та комплексної компенсації рівень витрати пиловугільного палива підвищився з 40 до 110-120 кг/т чавуну.
There was calculated the optimal consumption rate of pulverized coal at «Ilyich Iron and Steel Works» PJSC. It is shown that application of scientific principle of full and complex compensation raised the consumption rate of pulverized coal from 40 to 110-120 kg/t of pig iron.
|
| issn |
2077-1304 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116003 |
| citation_txt |
Расчет и оценка эффективности технологии доменной плавки с применением пылеугольного топлива в условиях ПАО "ММК им. Ильича" / В.С. Бойко, С.А. Матвиенков, С.Л. Ярошевский, А.В. Кузин, В.В. Климанчук, В.А. Струтинский // Металл и литье Украины. — 2012. — № 2-3. — С. 7-11. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT boikovs rasčetiocenkaéffektivnostitehnologiidomennoiplavkisprimeneniempyleugolʹnogotoplivavusloviâhpaommkimilʹiča AT matvienkovsa rasčetiocenkaéffektivnostitehnologiidomennoiplavkisprimeneniempyleugolʹnogotoplivavusloviâhpaommkimilʹiča AT âroševskiisl rasčetiocenkaéffektivnostitehnologiidomennoiplavkisprimeneniempyleugolʹnogotoplivavusloviâhpaommkimilʹiča AT kuzinav rasčetiocenkaéffektivnostitehnologiidomennoiplavkisprimeneniempyleugolʹnogotoplivavusloviâhpaommkimilʹiča AT klimančukvv rasčetiocenkaéffektivnostitehnologiidomennoiplavkisprimeneniempyleugolʹnogotoplivavusloviâhpaommkimilʹiča AT strutinskiiva rasčetiocenkaéffektivnostitehnologiidomennoiplavkisprimeneniempyleugolʹnogotoplivavusloviâhpaommkimilʹiča AT boikovs rozrahunoktaocínkaefektivnostítehnologíídomennoíplavkiízzastosuvannâmpilovugílʹnogopalivavumovahpatmmkímíllíča AT matvienkovsa rozrahunoktaocínkaefektivnostítehnologíídomennoíplavkiízzastosuvannâmpilovugílʹnogopalivavumovahpatmmkímíllíča AT âroševskiisl rozrahunoktaocínkaefektivnostítehnologíídomennoíplavkiízzastosuvannâmpilovugílʹnogopalivavumovahpatmmkímíllíča AT kuzinav rozrahunoktaocínkaefektivnostítehnologíídomennoíplavkiízzastosuvannâmpilovugílʹnogopalivavumovahpatmmkímíllíča AT klimančukvv rozrahunoktaocínkaefektivnostítehnologíídomennoíplavkiízzastosuvannâmpilovugílʹnogopalivavumovahpatmmkímíllíča AT strutinskiiva rozrahunoktaocínkaefektivnostítehnologíídomennoíplavkiízzastosuvannâmpilovugílʹnogopalivavumovahpatmmkímíllíča AT boikovs calculationandevaluationofblastfurnaceoperationpracticeefficiencywithapplicationofpulverizedcoalatilyichironandsteelworkspjsc AT matvienkovsa calculationandevaluationofblastfurnaceoperationpracticeefficiencywithapplicationofpulverizedcoalatilyichironandsteelworkspjsc AT âroševskiisl calculationandevaluationofblastfurnaceoperationpracticeefficiencywithapplicationofpulverizedcoalatilyichironandsteelworkspjsc AT kuzinav calculationandevaluationofblastfurnaceoperationpracticeefficiencywithapplicationofpulverizedcoalatilyichironandsteelworkspjsc AT klimančukvv calculationandevaluationofblastfurnaceoperationpracticeefficiencywithapplicationofpulverizedcoalatilyichironandsteelworkspjsc AT strutinskiiva calculationandevaluationofblastfurnaceoperationpracticeefficiencywithapplicationofpulverizedcoalatilyichironandsteelworkspjsc |
| first_indexed |
2025-11-26T02:05:54Z |
| last_indexed |
2025-11-26T02:05:54Z |
| _version_ |
1850607728099065856 |
| fulltext |
7МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2- 3 (225-226) ’2012
(ПрАО «ДМЗ»), успехи которого в 2005-2010 гг. не вы-
зывают сомнений. Так, например, за 9 месяцев 2006 г.
средний расход кокса на весь выплавленный на
ДП № 2 чугун составил примерно 400 кг/т чугуна
при вдувании ПУТ около 170 кг/т чугуна при полном
выводе из состава дутья ПГ [5].
Основой данной теории является компенсация,
по мере повышения расхода ПУТ, нарушений техно-
логии, определяемых горением ПУТ и снижением до-
ли кокса в шихте. Очевидно, что повышение расхо-
да ПУТ определяет снижение температуры горения,
ухудшает газодинамический режим, условия сгора-
ния ПУТ, схода шихты и т. д. – то есть вызывает на-
рушение оптимального технологического режима.
Восстановление и стабилизация базового опти-
мального режима при вдувании ПУТ является глав- является глав- является глав-
ной задачей полной и комплексной компенсации, это
единственное, что может обеспечить повышение рас-
хода и сохранение эффективности применения ПУТ.
Для оценки эффективности компенсирующих меро-
приятий использовали понятие суммарного коэффи-
циента замены (SKЗ) кокса дополнительным топливом
, (1)
где DQKДТ и DQККМ – экономия кокса за счет повы-
шения расхода дополнительного топлива и реали-
зованных компенсирующих мероприятий, кг/т чугу-
на; DQДТ – прирост расхода дополнительного топли-
ва, кг/т чугуна.
Одним из основных компенсирующих мероприя-
тий является снижение расхода ПГ. Это следует из
реакций горения в фурменной зоне углерода (С) и
метана (СН4)
Количество тепла на единицу получаемого восста-
новительного газа по реакции (3) в 9 раз ниже, чем по
реакции (2), а выход восстановительного газа в 3 ра-
за выше. Соответственно, снижение теоретической
И
стория применения пылеугольного топлива (ПУТ)
в доменной плавке насчитывает более 200 лет,
но только в последние 30 лет она получила массо-
вое промышленное развитие. Причин этому мно-
го: возросшие требования к охране окружающей сре-
ды, острейший дефицит марок коксующегося угля,
высокая эффективность ПУТ по замене кокса, оказав-
шаяся в 2-3 раза большей, чем у природного газа (ПГ),
и другое.
В 2004 г. около половины производимого в мире
чугуна выплавлялось с применением ПУТ с расходом
кокса 250-350 кг/т чугуна. Это около 30 стран мира,
более 120 современных доменных печей с расходом
ПУТ от 100 до 250 кг/т чугуна и долей замены кок-
са углем от 20 до 50 % [1-3]. Уже более 20 лет за ру-
бежом все новые или реконструируемые печи осна-
щаются пылекомплексами (в Испании, Ю. Корее, Тур-
ции, Румынии, Польше и других странах).
Еще 35-40 лет назад теория доказывала, что ПУТ
можно заменить до 10-20 % кокса и снизить его рас-
ход до 400 кг/т чугуна, но сегодня разговор идет уже
о 60-70 % замены кокса и его расходе 200 кг и менее
на 1 т чугуна [4].
Очевидно, что в перспективе ближайших 20-30 лет
основой дальнейшего развития и повышения эффек-
тивности доменной технологии будет применение
ПУТ в количестве 200 и более кг/т чугуна.
Но несомненно и то, что одной из важнейших при-
чин медленного развития ПУТ-технологии является
отсутствие научных основ данной технологии. Данная
технология развивалась методом проб и ошибок, по-
этому, например, в Голландии, Франции, Китае и дру-
гих странах шли к современным расходам ПУТ по
10-20 (!) лет [5].
В настоящее время на базе более чем 30-летне-
го опыта сформулированы основные научные прин-
ципы данной технологии, позволившие строго рас-
считывать и прогнозировать оптимальные режимы с
повышенным расходом ПУТ. Сейчас этих принципов
последовательно придерживаются и в Китае, и в Ни-
дерландах.
На них же полностью опирается и технология на
ПрАО «Донецксталь» – металлургический завод»
УДК 669.162
В. С. Бойко, С. А. Матвиенков, С. Л. Ярошевский*, А. В. Кузин*, В. В. Климанчук,
В. А. Струтинский
ПАО «Мариупольский металлургический комбинат им. Ильича», Группа Метинвест
*Донецкий национальный технический университет», Донецк
Расчет и оценка эффективности технологии доменной
плавки с применением пылеугольного топлива в условиях
ПАО «ММК им. Ильича»
Расчетным путем был определен оптимальный расход пылеугольного топлива в условиях ПАО «ММК им. Ильи-
ча». Показано, что при применении научного принципа полной и комплексной компенсации уровень расхода
пылеугольного топлива повысился от 40 до 110-120 кг/т чугуна.
Ключевые слова: доменная печь, кокс, пылеугольное топливо, технологический режим, компенсирующие
мероприятия
С + ½О2 = СО + 117,845 МДж, (2)
СН4 + ½О2 = СО + 2Н2 + 36,016 МДж. (3)
КДТ ККМ
З
ДТ
Q Q
K
Q
+
=
∆ ∆
∆∑
8 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012
температуры горения на единицу вдуваемого ПУТ –
в 2,5‑3,0 раза меньше, чем при вдувании ПГ.
Повышению ΣKЗ будут способствовать также сни‑
жение расхода известняка и выхода шлака, повыше‑
ние температуры дутья, улучшение прочности и фрак‑
ционного состава железорудной шихты, качества кок‑
са, ПУТ, улучшение организации сжигания ПУТ и
распределение его по фурмам и другие мероприятия.
С целью повышения достоверности расчета тех‑
нологических режимов предложены параметры, пре‑
вышение определенного уровня которых невозмож‑
но в реальных сложившихся условиях. Данные пара‑
метры назвали определяющими. К ним отнесены [3]:
рудная нагрузка, кг/т кокса; количество мелочи 5‑0 мм
в железорудной шихте, кг/т кокса; выход шлака, кг/т
кокса; выход горнового газа, м3/т кокса; скорость га‑
за в зоне пластического состояния шихтовых мате‑
риалов, м/с;
Указанные значения определяющих параметров
авторы рассматривали как граничные, предельные,
разделяющие области реально достижимых и малове‑
роятных режимов доменной плавки с применение ПУТ.
Цель работы – определение оптимальных режи‑
мов доменной плавки с применением ПУТ в услови‑
ях ПАО «ММК им. Ильича» на основе принципа пол‑а пол‑ пол‑
ной и комплексной компенсации.
С учетом опыта освоения пылеугольной техноло‑
гии на ПрАО «ДМЗ», ПАО «Алчевский металлургиче‑
ский комбинат» («АМК») и ОАО «МК Запорожсталь»,
опыта пылевдувания в странах Европы и Азии, раз‑
работки технологических заданий для 5 металлурги‑
ческих предприятий (в т. ч. ПАО «МК «Азовсталь»,
ПАО «Енакиевский металлургический завод»), для
условий ММК им. Ильича предложены средства ком‑
пенсации, необходимые для освоения технологии
доменной плавки с вдуванием на 1 т чугуна ПУТ с
расходом, кг/т чугуна: 50‑100 (базовый этап), 101‑150
(первый этап) и 151‑200 (второй этап).
Базовый этап освоения технологии вдувания
ПУТ с расходом 50‑100 кг/т чугуна основан на ком‑
пенсации за счет соответственного снижения расхо‑
да ПГ. Если доводка и освоение стабильной рабо‑
ты оборудования ПУТ‑комплекса обычно занимают
как минимум 3‑6 месяцев, можно предположить, что
период освоения данного этапа продлится не менее
6‑12 месяцев с момента ввода ПУТ‑комплекса в экс‑
плуатацию.
Для реализации первого этапа ПУТ‑технологии,
базирующейся на основе компенсирующих меропри‑
ятий, которые не требуют для внедрения значитель‑
ных времени и средств, также необходимо как мини‑
мум 3‑6 месяцев, при условии, что освоение базово‑
го этапа будет завершено внедрением комплекса из
14 компенсирующих мероприятий. В качестве основ‑
ных мероприятий предложено: использование кокса
с содержанием фракции +80 мм не более 5 %, отсев
мелочи до 35‑40 мм, производство коксового орешка
10‑35/40 мм и загрузка его в печь в смеси с агломе‑
ратом в количестве 20‑50 кг/т чугуна; снижение вы‑
хода шлака на 1 т чугуна до 350‑400 кг за счет повы‑
шения содержания железа в агломерате; повышение
температуры дутья доменных печей до 1100‑1150 °С
и содержания в нем кислорода до 25 %; выбор и ис‑
пользование для приготовления ПУТ наиболее эф‑
фективных отечественных и импортных углей с со‑
держанием (%) до 10 золы и 1,0 серы; оптимизация
технологии доменной плавки на основе статистиче‑
ского исследования первичных данных и др.
Указанные мероприятия испытаны в режиме
опытной и промышленной эксплуатации как на оте‑
чественных, так и зарубежных предприятиях: их эф‑
фективность, как правило, подтверждена в сочета‑
нии с применением ПУТ.
Представляется, что в ходе освоения первого эта‑
па ПУТ‑технологии внедрение всех 14 компенсирую‑
щих мероприятий крайне необходимо и возможно – с
учетом минимальных капитальных затрат и наличия
1,0‑1,5 лет для внедрения.
Исследования показывают, что освоение второго
этапа ПУТ‑технологии с расходом ПУТ 151‑200 кг/т
чугуна как в условиях доменного цеха ПАО «ММК
им. Ильича», так и других металлургических пред‑
приятий Украины пока не готово к массовому про‑
мышленному внедрению, в основном, из‑за недоста‑
точной базы компенсации: качество железорудного
сырья, кокса, температуры дутья и др.
С использованием методики проф. А. Н. Рамма
были выполнены расчеты с вдуванием ПУТ на 1 т чу‑
гуна до 200 кг и замены им ПГ и части кокса [6] (по‑
грешность расчетов ±5 %). Корректность рассчитан‑
ных технологических режимов характеризовалась
определяющими показателями [3]. Предельные зна‑
чения основных определяющих показателей соста‑
вили: для выхода шлака – 1000 кг/т кокса; скорость
газа в распаре – 20 м/с. В качестве базы принимали
опыт работы доменной печи № 5 (за период с ноября
2010 по март 2011 г.). В расчетах для приготовления
ПУТ использовали угли марок А, Т и Г (табл. 1). Из рас‑
смотренных углей при малых расходах ПУТ наибо‑
лее предпочтительными являются угли марок А и Т,
а при высоких расходах ПУТ – смесь углей Т и Г. Ко‑
эффициент компенсации ПУТ за счет снижения рас‑
хода ПГ (Kк) изменялся в пределах от 0,3 до 0,6 м3/кг.
Режим с вдуванием на 1 т чугуна 50-100 кг ПУТ.
Данный расчет выполнен для шихтовых и техноло‑
гических условий, типичных для работы доменного
цеха в 2011 г. (табл. 2, режим 1). Анализ показыва‑
ет, что при современных ценах на ПГ и кокс более
Таблица 1
Химический состав пылеугольного топлива, приготовленного из различных марок угля
Марка угля
Химический состав ПУТ, % Содержание в золе, %
Cр Нр Ор Nр Sр Wр Aр СаО SiO2
A 85,0 1,0 1,5 0,5 1,0 1,0 10,0 3,8 51,4
Т 82,4 3,5 1,1 1,0 1,0 1,0 10,0 4,0 49,9
Г 70,6 5,2 9,0 2,5 0,4 1,0 11,3 7,8 52,0
9МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2- 3 (225-226) ’2012
Таблица 2
Расчет максимально возможного расхода ПУТ для условий ДП 5 ПАО «ММК им. Ильича» (база –
ноябрь 2010 – март 2011)
Параметры База
ПУТ, приготовленное из угля марки
А Т 50 % Г + 50 % Т
Применение
базового
агломерата с
содержанием
железа 52,85 %
Применение
агломерата с
содержанием
железа 54,6 %
Применение перспективного
агломерата с содержанием
железа 56,8 % с различной долей
окатышей в шихте
Применение
перспективного
высокоосновного
агломерата с
содержанием
железа 55,3 %100 кг/т чугуна 200 кг/т чугуна
Режим 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Производительность, % 100,0 101,0 100,7 104,4 106,0 106,5 107,8 106,4 107,7 108,0 109,3
Производительность,
т/сутки 4014 4054 4042 4189 4254 4276 4328 4272 4323 4335 4387
Кокс сухой скиповой,
кг/т чугуна 476,0 449,3 450,5 458,9 415,1 452,9 399,1 453,3 399,5 447,5 393,7
Агломерат базовый,
кг/т чугуна 1589 1589 1589 – – – – – – – –
Агломерат улучшенного
качества, кг/т чугуна – – – 1481 1481 1534 1534 1424 1424 1294 1294
Окатыши СевГОК,
кг/т чугуна 150 150 150 200 200 100 100 200 200 350 350
Известняк обычный,
кг/т чугуна 41 42 42 39 46 27 34 39 46 3 10
Расход сухого дутья,
м3/т чугуна 1281 1250 1256 1224 1162 1204 1142 1205 1143 1186 1124
Температура дутья, С 1099 1099 1099 1099 1099 1099 1099 1099 1099 1099 1099
Расход природного газа,
м3/т чугуна 79 55 55 79 – 79 – 79 – 79 –
ПУТ, кг/т чугуна – 40 40 – 110 – 120 – 120 – 120
Содержание
кислорода в дутье, % 23,1 23,1 23,1 23,1 23,1 23,1 23,1 23,1 23,1 23,1 23,1
Выход сухого колошнико-
вого газа, м3/т чугуна 1831 1794 1805 1755 1671 1726 1643 1730 1647 1696 1614
Степень использования
СО, доли 0,393 0,410 0,407 0,407 0,447 0,409 0,450 0,412 0,454 0,413 0,456
Степень прямого восста-
новления, доли 0,293 0,316 0,309 0,293 0,355 0,293 0,349 0,293 0,349 0,293 0,349
Выход горновых
газов, м3/т чугуна 1779 1697 1715 1707 1531 1681 1511 1683 1512 1659 1488
Выход восстановитель-
ных газов, м3/т чугуна 792 734 748 764 635 754 631 755 632 745 622
Выход шлака,
кг/т чугуна 478 479 479 394 405 371 381 367 377 363 373
Приход серы
с шихтой, кг/т чугуна 7,3 7,3 7,3 7,0 7,2 6,9 7,1 6,9 7,0 6,8 6,9
Содержание MgO
в шлаке, % 4,75 4,75 4,75 6,10 6,10 6,38 6,38 6,28 6,28 6,19 6,19
Основность CaO/SiO2 1,206 1,206 1,206 1,206 1,206 1,206 1,206 1,206 1,206 1,206 1,206
Основность
(CaO + MgO)/SiO2
1,326 1,326 1,326 1,364 1,364 1,373 1,373 1,370 1,370 1,367 1,367
Теоретическая темпера-
тура горения, С 2028 2084 2068 2014 2169 2008 2148 2009 2149 2003 2145
Расход условного топли-
ва, кг/т чугуна 567 552,90 556,45 550 527 544 521 544 521 538 515
Ожидаемое изменение
себестоимости чугуна
с выпуска, грн./т
– −92,0 −100,1 −165,9 −366,0 17,4 −196,6 22,8 −191,3 15,8 −198,4
Определяющие показа-
тели:
– рудная нагрузка,
т/т кокса
– выход шлака, кг/т кокса
– выход горнового газа,
м3/т кокса
– приход мелочи (0-5 мм)
с шихтой, кг/т кокса
– скорость газа в распа-
ре, м/с
3,76
1003
3737
500
14,50
3,98
1066
3776
529
18,70
3,97
1064
3807
528
18,37
3,77
859
3719
296
12,06
4,17
975
3688
327
18,74
3,72
819
3712
301
11,63
4,22
956
3786
341
19,64
3,69
809
3713
290
11,46
4,19
944
3786
329
19,04
3,79
811
3706
284
11,62
4,30
947
3780
322
19,90
10 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012
рационально заменять пылеугольным топливом ПГ, а
не кокс, поэтому рекомендуется коэффициент ком-
пенсации Кк принимать равным 0,6 м3/кг. Это дает
бóльший эффект и позволяет быстрее вывести ПГ
из состава дутья.
Из результатов расчета следует, что согласно
определяющим показателям корректными в базо-
вых технологических условиях, в основном, являют-
ся режимы с вдуванием ПУТ в количестве 40 кг/т чу-
гуна. Сопоставление режимов 1 с 2 и 3 (табл. 2) по-
казывает, что вдувание в горн ПУТ с компенсацией
снижением расхода ПГ (−24 м3/т чугуна) обеспечи-
ло уменьшение расхода кокса на 25,5-26,7 кг/т чугу- расхода кокса на 25,5-26,7 кг/т чугу- расхода кокса на 25,5-26,7 кг/т чугу-
на (5,4-5,6 %), прирост производства на 0,7-1,0 % и
снижение себестоимости чугуна на 92,0-100,1 грн./т
чугуна.
Режим с вдуванием на 1 т чугуна 101-150 кг ПУТ.
Данный расчет выполнен при улучшении шихтовых
и технологических условий. Коэффициент Кк прини-
мали максимальным (0,6 м3/кг). В качестве основных
компенсирующих мероприятий использовали: сни-
жение расхода ПГ вплоть до полного вывода из со-
става дутья; повышение содержания �� и основно-�� и основно- и основно-
сти в агломерате; замену части агломерата окаты-
шами СевГОК.
Для выполнения расчетов специалистами
ПАО «ММК им. Ильича» было предложено 10 ва-
риантов агломератов (табл. 3). Технологический
расчет вдувания ПУТ был выполнен для агломера-
тов с наиболее высоким содержанием железа и ми-
нимальным содержанием кремнезема при повыше-
нии расхода окатышей до 100-200 кг/т чугуна.
Применение агломерата с содержанием железа
54,6 % и основностью (CaO/SiO2) 1,26 и окатышей
СевГОК в количестве – на т чугуна – 200 кг обеспе-
чило снижение расхода кокса до 458,9 кг (на 17,1 кг;
3,6 %), повышение производительности на 4,4 %,
снижение себестоимости на 165,9 грн. (табл. 2, ре-
жимы 1 и 4). При оптимальном расходе ПУТ (на т чу-
гуна) 110 кг было обеспечено дополнительное сни-
жение расхода кокса до 415,1 кг (на 43,8 кг; 9,5 %),
вывод из состава дутья ПГ (79 м3), снижение себе-
стоимости чугуна примерно на 200 грн., прирост про-
изводства на 1,6 % (табл. 2, режимы 4 и 5).
Повышение оптимального расхода ПУТ до 120 кг/т
чугуна было получено при применении агломерата с
содержанием железа 56,8 % и основностью (CaO/SiO2)
1,26 с расходом окатышей СевГОК до 200 кг/т чугуна
Таблица 3
Химический состав агломератов, предложенных для расчета
Показатели Значения показателей, %
��общ 54,40 53,70 53,0 54,30 54,70 53,90 53,90 54,60 56,80 55,30
SiO2 8,54 8,88 9,17 8,40 8,40 8,75 9,05 8,27 7,80 7,72
CaO 10,75 11,20 11,59 10,60 10,59 11,03 11,37 10,43 9,85 11,99
MnO 0,18 0,19 0,16 0,19 0,11 0,12 0,09 0,12 0,16 0,16
MgO 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,44 1,45
Основность CaO/SiO2 1,26 1,26 1,26 1,26 1,26 1,26 1,26 1,26 1,26 1,55
(табл. 2, режимы 8 и 9). Из табл. 2 следует, что в ре-
жиме 9 по сравнению с режимом 8 снижение расхода
кокса составило 53,8 кг/т чугуна (11,9 %), обеспечи- кг/т чугуна (11,9 %), обеспечи-кг/т чугуна (11,9 %), обеспечи- %), обеспечи-%), обеспечи-
ло полный вывод из состава дутья природного газа,
снижение расхода условного топлива на 23 кг/т чугу- кг/т чугу-кг/т чугу-
на (4,2 %), себестоимости – 191,3 грн./т чугуна и при-, себестоимости – 191,3 грн./т чугуна и при- себестоимости – 191,3 грн./т чугуна и при- грн./т чугуна и при-грн./т чугуна и при-
рост производства – 1,3 %.
Применение в ММК им. Ильича перспективно-
го агломерата с содержанием 55,3 % и основностью
(CaO/SiO2) 1,55 невозможно без повышения до 25 %
доли окатышей СевГОК в шихте. Данное мероприя-
тие позволило снизить выход шлака (на т чугуна) до
373 кг, что при вдувании 120 кг ПУТ обеспечило сниже- кг, что при вдувании 120 кг ПУТ обеспечило сниже-кг, что при вдувании 120 кг ПУТ обеспечило сниже- кг ПУТ обеспечило сниже-кг ПУТ обеспечило сниже-
ние расхода кокса до 393,7 кг (на 53,8 кг; 12,0 %), пол- кг (на 53,8 кг; 12,0 %), пол-кг (на 53,8 кг; 12,0 %), пол- кг; 12,0 %), пол-кг; 12,0 %), пол- %), пол-%), пол-
ный вывод природного газа (79 м3), снижение себесто-
имость чугуна до 198,4 грн. (табл. 2, режимы 10 и 11).
Сопоставление режимов 1, 4 и 8 (табл. 2) с ком-
пенсацией как снижением расхода ПГ, так и обога-
щением железорудной шихты позволило существен-
но улучшить газодинамические условия процесса:
снизить выход шлака на 84-111 кг/т чугуна (17,5-23,2 %),
горновых газов – 72-96 м3/т чугуна (4-5,6 %) и сба-
вить скорость газа в распаре, что обеспечило при-
рост производства на 4,4 и 6,4 %.
Следовательно, усиление компенсации в режи-
мах 5 и 9 по сравнению с режимом 2 позволило по-
высить расход ПУТ от 40 до 110-120 кг/т чугуна (в
2,75 и 3,0 раза), увеличив снижение расхода ПГ с 24
до 79 м3/т чугуна (то есть более чем в 3 раза), расхо-
да кокса – в 1,6-2,0 раза при повышении производи-
тельности печи.
Выводы
Для условий ПАО «ММК им. Ильича» возможна
реализация первого этапа пылеугольной техноло-
гии с расходом ПУТ до 120 кг/т чугуна при внедрении
ряда компенсирующих мероприятий, не требующих
значительных капитальных затрат и времени.
Рассчитаны варианты эффективности примене-
ния ПУТ для существующих и перспективных тех-
нологических условий ММК им. Ильича. Лучшие ре-
зультаты получены для агломерата с содержанием
железа 56,8 % и основностью (CaO/SiO2) 1,26 при ис-
пользовании до 200 кг/т окатышей СевГОК: вдува-
ние в данных условиях на 1 т чугуна 120 кг ПУТ обе-
спечит снижение расхода кокса на 53,8 кг/т чугуна,
вывод из состава дутья природного газа, снижение
расхода условного топлива на 23 кг/т чугуна (4,3 %),
11МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2- 3 (225-226) ’2012
себестоимости – 191,3 грн./т чугуна и прирост произ-
водства – 1,3 %.
Дальнейшее повышение расхода ПУТ и снижение
расхода кокса до 300-350 кг/т чугуна возможны на ос-
нове принципа полной и комплексной компенсации,
что, прежде всего, предопределяет необходимость
снижения выхода шлака до 300-350 кг/т чугуна, повы-
шение температуры дутья и содержания в нем кис-
лорода, дальнейшее улучшение качества кокса, ПУТ
и железорудной шихты.
ЛИТЕРАТУРА
here was calculated the optimal consumption rate of pulverized coal at «Ilyich Iron and Steel Works» PJSC. It is shown that
application of scientific principle of full and complex compensation raised the consumption rate of pulverized coal from 40 to
110‑120 kg/t of pig iron.
Ключові слова доменна піч, пиловугільне паливо, технологічний режим, компенсуючі заходи
Бойко В. С., Матвієнков С. А., Ярошевський С. Л., Кузін А. В., Климанчук В. В.,
Струтінський В. А.
Розрахунок та оцінка ефективності технології доменної плавки із
застосуванням пиловугільного палива в умовах ПАТ «ММК ім. Ілліча»
Boyko V., Matviyenkov S, Yaroshevskiy S., Kuzin A., Klimanchuk V., Strutinskiy V.
Calculation and evaluation of blast furnace operation practice efficiency with
application of pulverized coal at «Ilyich iron and steel works» PJSC
Анотація
Summary
Keywords blast furnace, pulverized coal, operating practices, compensating activities
1. Савчук Н. А., Курунов И. Ф. Доменное производство на рубеже ХХІ века // Новости черной металлургии за рубежом. –
2000. – Ч. 2. – Приложение 5. – М.: Черметинформация. – 42 с.
2. Перспективные режимы доменной плавки с применением пылеугольного топлива для технологических условий
доменных цехов Украины / С. Л. Ярошевский, А. И. Ковалев, А. М. Кузнецов и др. // Наукові праці Донецького державного
технічного університету. – Серія: Металургія. – Вип. 31. – Донецьк: ДонНТУ, 2001. – С. 33-43.
3. Ярошевский С. Л. Перспективность и эффективность доменной технологии определяется степенью замены кокса
пылеугольным топливом // Доклад на конференции «Пылеугольное топливо – альтернатива природному газу при
выплавке чугуна», Донецк, 18-21 декабря 2006 г. – Донецк: Норд компьютер, 2007. – 21 с.
4. Перспективы и эффективность технологии выплавки чугуна в доменных печах / Л. С. Ярошевский, З. К. Афанасьева,
А. В. Кузин и др. // Новини науки Придніпров’я: Інженерні дисципліни – 2010. – № 5 – С. 25-31.
5. Рамм А. Н. Современный доменный процесс. – Металлургия, 1980. – 304 с.
Розрахунковим шляхом було визначено оптимальні витрати пиловугільного палива в умовах ПАТ «ММК ім. Ілліча». По‑
казано, що при застосуванні наукового принципу повної та комплексної компенсації рівень витрати пиловугільного
палива підвищився з 40 до 110‑120 кг/т чавуну.
|