Достижение заданной температуры чугуна за счет улучшения дренажной способности горна
Представлен новый способ выплавки чугуна в доменной печи, включающий загрузку в печь шихтовых материалов, кокса, подачу в горн горячего дутья и добавок, в том числе пылеугольного топлива; при осуществлении контроля и регулирования температуры чугуна изменением содержания кремния, фосфора, серы, марг...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Дата: | 2015 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2015
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160483 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Достижение заданной температуры чугуна за счет улучшения дренажной способности горна / В.Н. Захарченко, Ю.Р. Руденко, Ю.К. Лебедь, В.А. Бозылев // Металл и литье Украины. — 2015. — № 1. — С. 24-27. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-160483 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Захарченко, В.Н. Руденко, Ю.Р. Лебедь, Ю.К. Бозылев, В.А. 2019-11-07T17:18:19Z 2019-11-07T17:18:19Z 2015 Достижение заданной температуры чугуна за счет улучшения дренажной способности горна / В.Н. Захарченко, Ю.Р. Руденко, Ю.К. Лебедь, В.А. Бозылев // Металл и литье Украины. — 2015. — № 1. — С. 24-27. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160483 669.162.267 Представлен новый способ выплавки чугуна в доменной печи, включающий загрузку в печь шихтовых материалов, кокса, подачу в горн горячего дутья и добавок, в том числе пылеугольного топлива; при осуществлении контроля и регулирования температуры чугуна изменением содержания кремния, фосфора, серы, марганца, углерода в чугуне и расхода конвертерного шлака в агломерационной шихте. Представлено новий спосіб виплавки чавуну в доменній печі, що включає завантаження в піч шихтових матеріалів, коксу, подачу до горну гарячого дуття та додатків, в тому числі пиловугільного палива; зі здійсненням контролю та регулювання температури чавуну за рахунок змiнення вмicту кремнію, фосфору, сірки, марганцю, вуглецю в чавуні та витрати конвертерного шлаку в агломераційній шихті. The new method of smelting of cast-iron is presented in a blast furnace, including a load in the stove of charge materials, coke, serve in the furnace of hot-air and additions, including ardor-coal fuel; during realization of control and adjusting of temperature of cast-iron of change maintenance of silicon, phosphorus, sulphur, manganese, carbon in cast-iron and expense of converter slag in sintering mixture. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Достижение заданной температуры чугуна за счет улучшения дренажной способности горна Досягнення заданої температури чавуну за рахунок покращення дренажної здатності горну Achievement the preset temperature of cast-iron due to the improvement drainage ability of furnace Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Достижение заданной температуры чугуна за счет улучшения дренажной способности горна |
| spellingShingle |
Достижение заданной температуры чугуна за счет улучшения дренажной способности горна Захарченко, В.Н. Руденко, Ю.Р. Лебедь, Ю.К. Бозылев, В.А. |
| title_short |
Достижение заданной температуры чугуна за счет улучшения дренажной способности горна |
| title_full |
Достижение заданной температуры чугуна за счет улучшения дренажной способности горна |
| title_fullStr |
Достижение заданной температуры чугуна за счет улучшения дренажной способности горна |
| title_full_unstemmed |
Достижение заданной температуры чугуна за счет улучшения дренажной способности горна |
| title_sort |
достижение заданной температуры чугуна за счет улучшения дренажной способности горна |
| author |
Захарченко, В.Н. Руденко, Ю.Р. Лебедь, Ю.К. Бозылев, В.А. |
| author_facet |
Захарченко, В.Н. Руденко, Ю.Р. Лебедь, Ю.К. Бозылев, В.А. |
| publishDate |
2015 |
| language |
Russian |
| container_title |
Металл и литье Украины |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Досягнення заданої температури чавуну за рахунок покращення дренажної здатності горну Achievement the preset temperature of cast-iron due to the improvement drainage ability of furnace |
| description |
Представлен новый способ выплавки чугуна в доменной печи, включающий загрузку в печь шихтовых материалов, кокса, подачу в горн горячего дутья и добавок, в том числе пылеугольного топлива; при осуществлении контроля и регулирования температуры чугуна изменением содержания кремния, фосфора, серы, марганца, углерода в чугуне и расхода конвертерного шлака в агломерационной шихте.
Представлено новий спосіб виплавки чавуну в доменній печі, що включає завантаження в піч шихтових матеріалів, коксу, подачу до горну гарячого дуття та додатків, в тому числі пиловугільного палива; зі здійсненням контролю та регулювання температури чавуну за рахунок змiнення вмicту кремнію, фосфору, сірки, марганцю, вуглецю в чавуні та витрати конвертерного шлаку в агломераційній шихті.
The new method of smelting of cast-iron is presented in a blast furnace, including a load in the stove of charge materials, coke, serve in the furnace of hot-air and additions, including ardor-coal fuel; during realization of control and adjusting of temperature of cast-iron of change maintenance of silicon, phosphorus, sulphur, manganese, carbon in cast-iron and expense of converter slag in sintering mixture.
|
| issn |
2077-1304 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160483 |
| citation_txt |
Достижение заданной температуры чугуна за счет улучшения дренажной способности горна / В.Н. Захарченко, Ю.Р. Руденко, Ю.К. Лебедь, В.А. Бозылев // Металл и литье Украины. — 2015. — № 1. — С. 24-27. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT zaharčenkovn dostiženiezadannoitemperaturyčugunazasčetulučšeniâdrenažnoisposobnostigorna AT rudenkoûr dostiženiezadannoitemperaturyčugunazasčetulučšeniâdrenažnoisposobnostigorna AT lebedʹûk dostiženiezadannoitemperaturyčugunazasčetulučšeniâdrenažnoisposobnostigorna AT bozylevva dostiženiezadannoitemperaturyčugunazasčetulučšeniâdrenažnoisposobnostigorna AT zaharčenkovn dosâgnennâzadanoítemperaturičavunuzarahunokpokraŝennâdrenažnoízdatnostígornu AT rudenkoûr dosâgnennâzadanoítemperaturičavunuzarahunokpokraŝennâdrenažnoízdatnostígornu AT lebedʹûk dosâgnennâzadanoítemperaturičavunuzarahunokpokraŝennâdrenažnoízdatnostígornu AT bozylevva dosâgnennâzadanoítemperaturičavunuzarahunokpokraŝennâdrenažnoízdatnostígornu AT zaharčenkovn achievementthepresettemperatureofcastironduetotheimprovementdrainageabilityoffurnace AT rudenkoûr achievementthepresettemperatureofcastironduetotheimprovementdrainageabilityoffurnace AT lebedʹûk achievementthepresettemperatureofcastironduetotheimprovementdrainageabilityoffurnace AT bozylevva achievementthepresettemperatureofcastironduetotheimprovementdrainageabilityoffurnace |
| first_indexed |
2025-11-25T22:13:38Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:13:38Z |
| _version_ |
1850557821705256960 |
| fulltext |
24 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (260) ’2015
Схема современной доменной печиРис. 1.
ность горна, используется показатель «индекс то-
термана» [3].
Современная доменная печь характеризуется
большим диаметром горна и интенсивным потоком
расплавленных масс, что затрудняет движение пото-
ка газа и жидких продуктов плавки через «тотерман»
и объем горна, а также поддержание достаточного
уровня температур в осевой зоне [4].
«Тотерман» [deadman] — неподвижная спекшаяся
масса в центре нижней части доменной печи при не-
правильном распределении шихтовых материалов и
газов по сечению печи [5].
Для нормальной отработки продуктов плавки тем-
пература в «коксовом тотермане» в центре горна не
должна быть ниже 1390 °С.
В противном случае в центральной части «коксо-
вого тотермана» возможно образование вязких и по-
лузастывших масс из продуктов плавки.
Это замедляет восстановительные процессы в за-
стывшей массе, создает условия для похолодания
горна, ограничивает объем пространств, вмещающих
И
звестен способ выплавки чугуна в доменной печи
путем увлажнения дутья. При этом достигается
увеличение производительности печи в результа-
те более ровного хода печи и обогащения дутья
кислородом [1]. При высоких температурах в горне
печи влага разлагается на водород и кислород, а в
условиях избытка углерода кокса разложение осу-
ществляется на водород и оксид водорода, которые
используются для непрямого восстановления.
К недостаткам способа относится – влажность ду-
тья изменяется в течение суток и в зависимости от
времени года, что способствует изменению темпера-
туры чугуна на выпуске за счет протекания эндотер-
мических реакций, а для удержания заданной темпе-
ратуры дутье обогащают природным газом, кислоро-
дом и увеличивают его температуру.
Цель работы – достижение заданной температу-
ры чугуна на выпуске оптимизацией химического со-
става продуктов плавки.
Наиболее близким по технической сути и резуль-
тату, что достигается в данном способе, является
способ выплавки чугуна в доменной печи [2], кото-
рый включает подачу в печь шихтовых материалов,
вдувание в печь обогащенного кислородом горячего
дутья, подачу в печь кокса; дополнительно осущест-
вляют контроль и регулирование температуры чугуна
путем изменения давления горячего дутья, наличия
кислорода в дутье и кремния в чугуне, основности
шлака, исходя из условий уравнения:
где Тч – температура чугуна, °С; Р – давление горя-
чего дутья, кг/см2; О2 – содержание кислорода в горя-
чем дутье, %; Si – содержание кремния в чугуне, %;
Осн. – основность шлака, доли единиц.
Недостатки этого способа состоят в том, что дан-
ное соотношение устанавливает взаимосвязь между
температурой чугуна, параметрами дутья и химсо-
става продуктов плавки, не учитывая дренажную спо-
собность горна.
Для оценки работы доменной печи в качестве
критерия, что характеризует дренажную способ-
УДК 669.162.267
В. Н. Захарченко, Ю. Р. Руденко*, Ю. К. Лебедь*, В. А. Бозылев*
Объединение предприятий «Металлургпром», Днепропетровск
* ПАО «Днепровский металлургический комбинат им. Ф. Э. Дзержинского», Днепродзержинск
Достижение заданной температуры чугуна за счет
улучшения дренажной способности горна
Представлен новый способ выплавки чугуна в доменной печи, включающий загрузку в печь шихтовых материалов,
кокса, подачу в горн горячего дутья и добавок, в том числе пылеугольного топлива; при осуществлении контроля
и регулирования температуры чугуна изменением содержания кремния, фосфора, серы, марганца, углерода в
чугуне и расхода конвертерного шлака в агломерационной шихте.
Ключевые слова: температура чугуна, конвертерный шлак, «индекс тотермана», продукты плавки
Тч = 1210,531 · 1,014338Р · 1,001397О2 ×
× 1,027910Si · 1,099379Осн. (1)
Центральный
газовый потокРуда
Кокс
Зона когезии
Чугун
Шлак
Тотерман
Зона подвиж-
ного кокса
Восстановительный газ
25МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (260) ’2015
Смысл предлагаемого способа заключается в сле-
дующем. В постоянных технологических условиях,
касательно каждой конкретной доменной печи, обоб-
щается информация по расходу конвертерного шлака
в агломерационной шихте и химическому составу про-
дуктов плавки. Для изменения температуры чугуна по
уравнению (3) сначала определяется расчетная темпе-
ратура чугуна в комбинации с расходом конвертерного
шлака в агломерационной шихте и химическим соста-
вом продуктов плавки. При необходимости получения
заданной температуры чугуна производится корректи-
ровка изменяющихся показателей уравнения.
В табл. 1 указан химический состав чугуна и ос-
новность шлака, в табл. 2 – расход конвертерного
шлака при производстве агломерата и «индекс то-
термана»; фактическая, расчетная температура чу-
гуна и их отклонения.
Зависимость фактической и расчетной темпера-
туры чугуна от расхода конвертерного шлака в агло-
мерационной шихте указана на рис. 3.
С увеличением расхода конвертерного шлака
увеличивается температура чугуна и снижается ин-
тервал между значениями фактической и расчетной
температуры чугуна.
продукты плавки, приводит к неровному движению
материалов [6].
«Индекс тотермана» рассчитывается по следую-
щей формуле:
где DMI – «индекс тотермана», доли единиц; Тч –
температура чугуна, °С; Si, P, S, Mn и C – содержа-
ние кремния, фосфора, серы, марганца и углерода
в чугуне, %мас.; В – основность шлака (СаО/SiO2),
доли единиц.
Высокие значения DMI характеризуют коксовую на-
садку с высокой проницаемостью. Работе доменной
печи с высокой производительностью и низким расхо-
дом кокса соответствует показатель DMI – более 200.
В основе способа выплавки чугуна поставлена за-
дача достижения заданной температуры чугуна улуч-
шением дренажной способности горна.
Поставленная задача решается тем, что в спосо-
бе выплавки чугуна в доменной печи, который вклю-
чает подачу в доменную печь шихтовых материалов,
кокса, вдувание горячего дутья и добавок, в том чис-
ле и пылеугольного топлива, дополнительно контро-
лируется температура чугуна и расход конвертерного
шлака в агломерационной шихте.
За период с 2006 по 2013 гг.,
при статистическом анализе про-
изводственных данных работы
доменного цеха ПАО «Днепров-
ский металлургический комбинат
им. Ф. Э. Дзержинского» установ-
лена «тесная» взаимосвязь между
расходом конвертерного шлака в
агломерационной шихте и расчет-
ным значением «индекса тотер-
мана» (коэффициент парной кор-
реляции – 0,8307; коэффициент
аппроксимации – 0,6901).
В ходе отработки технологии
применения конвертерного шлака
в агломерационной шихте выяв-
лена эмпирическая зависимость
«индекса тотермана» от расхода
конвертерного шлака в агломера-
ционной шихте (рис. 2):
где DMI – «индекс тотермана», ед.;
Кш – расход конвертерного шлака в
агломерационной шихте, кг/т.
Из полученной зависимости
определено, что при увеличении
расхода конвертерного шлака в
агломерационной шихте на каж-
дые 10 кг/т происходит увеличение
«индекса тотермана» на 23 ед.
После обобщения уравнений (2)
и (3) температура чугуна рассчиты-
вается по следующему уравнению:
y = 2.2842x + 110.32
R2 = 0.6901
R = 0.8307
120
140
160
180
200
220
240
260
15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Расход конвертерного шлака, кг/т
"И
нд
ек
с
то
те
рм
ан
а"
, е
д.
DMI = 2·Tч – 121·Si – 128·P – 126·S + 11·Mn –
– 389·C – 190·B – 690 (2)
Tч = 1,14·Кш + 61·Si + 64·P + 63·S – 5,5·Mn +
+ 195·C + 95·B + 400. (4)
Зависимость «индекса тотермана» от расхода конвертерного шлака
в агломерационной шихте
Рис. 2.
Таблица 1
Характеристика продуктов плавки
Дата
Химический состав чугуна, % Основность шлака
CaO/SiO2, д.ед.Si Mn S P C
2006 0,75 0,11 0,020 0,045 4,57 1,21
2007 0,76 0,13 0,021 0,042 4,54 1,23
2008 0,79 0,32 0,022 0,042 4,40 1,23
2009 0,77 0,43 0,022 0,060 4,42 1,22
2010 0,81 0,41 0,021 0,070 4,35 1,23
2011 0,71 0,28 0,020 0,055 4,41 1,23
2012 0,66 0,23 0,023 0,072 4,40 1,18
2013 0,63 0,31 0,025 0,098 4,34 1,18
DMI = 2,284·Кш + 110,32. (3)
26 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (260) ’2015
Значительный интервал темпе-
ратур чугуна в 2006-2008 гг. вызван
низким расходом конвертерного
шлака 19-21 кг/т агломерата.
Эффективность указанного спо-
соба выплавки чугуна иллюстриру-
ется следующими примерами:
– № 1 – 2009 г., расход конвер-
терного шлака 40 кг/т агломерата;
– № 2 – 2013 г., расход конвер-
терного шлака 61 кг/т агломерата.
Основные показатели работы до-
менного цеха приведены в табл. 3.
Пример расчета.
Расчетная температура чугуна
(Период № 1) составила:
Фактическая температура чугу-
на (Период №1) – 1475 °С.
Расчетная температура чугуна
(Период № 2) составила:
Фактическая температура чугу-
на (Период № 2) – 1470 °С.
Вывод
Улучшение дренажной способ-
ности горна (повышение «индекса
тотермана») позволяет поддер-
живать на максимально высоком
уровне температуру чугуна, что
является важным условием ста-
бильности доменного процесса и
способствует поддержанию тепло-
вого состояния горна и повышению
качества чугуна.
Зависимость фактической и расчетной температуры чугуна от расхода
конвертерного шлака в агломерационной шихте
Рис. 3.
Таблица 2
Сравнение расчетной и фактической температуры чугуна
Дата
Расход
конвертер-
ного шлака,
кг/т
«Индекс
тотермана»
DMI, ед.
Температура чугуна, °С Отклоне-
ние, +/-
фактическая расчетная °С %
2006 19 124 1460 1477 +17 +1,2
2007 20 131 1460 1475 +15 +1,0
2008 21 202 1469 1449 –20 –1,3
2009 40 209 1475 1473 –2 –0,1
2010 41 220 1471 1465 –6 –0,4
2011 43 216 1474 1472 –2 –0,1
2012 51 218 1467 1473 +6 +0,4
2013 61 248 1470 1473 +3 +0,2
Таблица 3
Технико-экономические показатели доменного цеха
Показатели Период № 1 Период № 2
Расход конвертерного шлака в
агломерационной шихте, кг/т 40 61
Расход агломерата, кг/т чугуна 1493,5 1759,1
Расход окатышей, кг/т чугуна 257,3 40,9
Расход руды железной, кг/т чугуна 31,0 0
Содержание Fe в ЖРЧ шихты, % 54,62 54,52
Содержание в чугуне, %:
Si 0,77 0,63
Mn 0,43 0,31
S 0,022 0,025
P 0,060 0,098
C 4,42 4,34
Основность шлака 1,22 1,18
«Индекс тотермана», ед. 209 248
Расчетная температура чугуна, °С 1474 1473
Фактическая температура чугуна, °С 1475 1470
1,14 · 40 + 61 · 0,77 + 64 ×
× 0,060 + 63 · 0,022 – 5,5 ×
× 0,43 + 195 · 4,42 + 95 ×
× 1,22 + 400 = 1473 °С
1,14 · 61 + 61 · 0,63 + 64 ×
× 0,098 + 63 · 0,025 – 5,5 ×
× 0,31 + 195 · 4,34 + 95 ×
× 1,18 + 400 = 1473 °С
27МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (260) ’2015
1. Ефименко Г. Г., Гиммельфарб А. А., Левченко В. Е. Металлургия чугуна. – Киев: «Высшая школа». – 1988. – 351 с.
2. Патент України 105330, МПК C21 B 5/00. Спосіб виплавки чавуну в доменній печі / Ю. Р. Руденко, В. А. Бозильов,
Ю. Г. Антонов, В. В. Моцний. – Опубл. 25.04.14, Бюл. № 8.
3. Влияние качества кокса на показатели работы доменной печи / И. Ф. Курунов, В. Л. Емельянов, В. Н. Титов // Метал-
лург. – 2007. – № 12. – С. 37-40.
4. Структура нижней части столба шихты и роль ее элементов в организации процессов плавки / В. И. Большаков,
Н. А. Гладков, И. Г. Муравьева, С. Т. Шулико, В. В. Лебедь // Фундаментальные и прикладные проблемы черной метал-
лургии: Сб. научн. тр. – Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2004. – Вип. 8. – С. 112-119.
5. Лякишев Н. П. Энциклопедический словарь по металлургии. – М. –: Интермет Инжиниринг. – 2000. – 821 с.
6. Готлиб А. Д. Доменный процесс. М.: «Металлургия». – 1966. – 503 с.
ЛИТЕРАТУРА
Представлено новий спосіб виплавки чавуну в доменній печі, що включає завантаження в піч шихтових матеріалів,
коксу, подачу до горну гарячого дуття та додатків, в тому числі пиловугільного палива; зі здійсненням контролю та
регулювання температури чавуну за рахунок змiнення вмicту кремнію, фосфору, сірки, марганцю, вуглецю в чавуні та
витрати конвертерного шлаку в агломераційній шихті.
Захарченко В. М., Руденко Ю. Р., Лебідь Ю. К., Бозильов В. А.
Досягнення заданої температури чавуну за рахунок покращення
дренажної здатності горну
Анотація
Ключові слова
температура чавуну, конвертерний шлак, «індекс тотермана», продукти плавки
Zakharchenko V., Rudenko Yu., Lebed' Yu., Bozylev V.
Achievement the preset temperature of cast-iron due to the improvement
drainage ability of furnace
Summary
The new method of smelting of cast-iron is presented in a blast furnace, including a load in the stove of charge materials,
coke, serve in the furnace of hot-air and additions, including ardor-coal fuel; during realization of control and adjusting
of temperature of cast-iron of change maintenance of silicon, phosphorus, sulphur, manganese, carbon in cast-iron and
expense of converter slag in sintering mixture.
temperature of cast-iron, converter slag, «index of deadman», products of meltingKeywords
Поступила 27.11.2014
|