Перспективные варианты снижения расхода кокса в доменном процессе
Рассмотрены причины повышенного расхода кокса при выплавке чугуна. Установлены закономерности изменения свойств топлива в процессе диспергирования. Представлены перспективные способы сокращения расхода кокса в доменном процессе. Розглянуто причини підвищеної витрати коксу при виплавці чавуну. Встано...
Saved in:
| Published in: | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2016
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162964 |
| 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: | Перспективные варианты снижения расхода кокса в доменном процессе / В.Н. Захарченко, М.В. Ягольник, Ж.В. Свириденко // Металл и литье Украины. — 2016. — № 6 (277). — С. 7-9. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860236354212855808 |
|---|---|
| author | Захарченко, В.Н. Ягольник, М.В. Свириденко, Ж.В. |
| author_facet | Захарченко, В.Н. Ягольник, М.В. Свириденко, Ж.В. |
| citation_txt | Перспективные варианты снижения расхода кокса в доменном процессе / В.Н. Захарченко, М.В. Ягольник, Ж.В. Свириденко // Металл и литье Украины. — 2016. — № 6 (277). — С. 7-9. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Металл и литье Украины |
| description | Рассмотрены причины повышенного расхода кокса при выплавке чугуна. Установлены закономерности изменения свойств топлива в процессе диспергирования. Представлены перспективные способы сокращения расхода кокса в доменном процессе.
Розглянуто причини підвищеної витрати коксу при виплавці чавуну. Встановлено закономірності змінення властивостей палива в процесі диспергування. Представлено перспективні способи скорочення витрат коксу в доменному процесі.
It was considered the reasons for the increased consumption of coke in smelting cast-iron. And also it was ascertained laws of fuel properties changes in the dispersion process. There are presented promising ways to reduce consumption of coke in the blast furnace process/
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:24:26Z |
| format | Article |
| fulltext |
7МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 6 (277) ’2016
углерод в штыбе, отличаются высокой термостойко-
стью. Их полное разложение происходит при 950 °С
(см. табл.).
Характерными изменениями жирного угля яви-
лись тенденция к повышению содержания углерода
(0,5 %) и снижение термостойкости углеродсодержа-
щих соединений. С другой стороны, увеличение ди-
намической нагрузки в пробах кокса не способствова-
ло снижению массовой доли углерода и сопровожда-
лось повышением термостойкости его соединений.
В процессе диспергирования антрацитового штыба
и жирного угля показатели рН поверхности свиде-
тельствовали о развитии окислительного характера
взаимодействия данных материалов с окружающей
средой, активность которого росла с увеличением
времени диспергирования. Поверхность кокса, в от-
личие от поверхностей антрацитового штыба и жир-
ного угля, имеет щелочную реакцию. Однако возрас-
тание динамических нагрузок на структуру данного
материала также способствовало развитию реакции
окисления (табл.).
Под влиянием процесса аморфизации поверх-
ности частиц материалов при диспергировании
увеличился объём массы, а показатели насып-
ной плотности антрацитового штыба, жирного угля
и кокса, соответственно, снизились. Таким образом,
диспергирование твёрдых энергоносителей, в зави-
симости от их физико-химических свойств, особен-
ностей строения структуры и её перестройки, может
сопровождаться снижением или некоторым увели-
чением содержания углерода, повышением терми-
ческой стойкости, содержащих углерод соединений,
процессом окисления и снижением показателя на-
сыпной плотности.
В производстве металла значительная роль отве-
дена твёрдому топливу. Несмотря на активное
использование газообразных и жидких энергоно-
сителей, угли составляют важную часть в указан-
ных процессах. В последние годы возникает острый
дефицит металлургического кокса. Поэтому сниже-
ние топливно-энергетических затрат на производ-
ство чугуна в доменных печах традиционно является
одной из основных задач учёных металлургов. Как
свидетельствует мировой опыт, наиболее перспек-
тивным направлением замены части кокса (20-40 %)
в доменной плавке является использование пылеу-
гольного топлива (ПУТ).
Процесс получения пыли из кусков твёрдого то-
плива относится к области науки «механохимия», по-
лучившей признание учёных в XX веке. Предметно
занимаясь изучением законов физико-химического
воздействия динамических нагрузок на свойства из-
мельчаемых веществ, исследовали влияние данного
процесса и на свойства углей [1]. В качестве испыту-
емых были взяты антрацитовый штыб, жирный уголь
и кокс. Измельчение проводили в лабораторном ви-
броистирателе в течение 3, 5 и 7 минут. Критерием
оценки происходящих в углях изменений были по-
казатели содержания углерода до и после измель-
чения, распределение выделившихся углеродсо-
держащих фракций при температурах 300, 450, 650
и 950 ºС, насыпной плотности и степени окисления.
Полученные результаты представлены в таблице.
Под влиянием диспергирования содержание угле-
рода в антрацитовом штыбе активно снижается.
Степень потери главного составляющего (в преде-
лах >3 %) тем выше, чем длительнее процесс ме-
ханического воздействия. Соединения, содержащие
УДК 669.162
В. Н. Захарченко, М. В. Ягольник*, Ж. В. Свириденко*
Объединение предприятий «Металлургпром», Днепропетровск
*Национальная металлургическая академия Украины, Днепропетровск
Перспективные варианты снижения расхода кокса в
доменном процессе
Рассмотрены причины повышенного расхода кокса при выплавке чугуна. Установлены закономерности
изменения свойств топлива в процессе диспергирования. Представлены перспективные способы сокращения
расхода кокса в доменном процессе.
Ключевые слова: кокс, окатыши, агломерат, известь, доменный процесс
Изменение показателей характеристик углей в процессе диспергирования
Марка угля
Содержание
углерода, %
Степень
окисления, рН отн.
Насыпная
плотность, г/см3
Температура выделения
углерода, ºС
время измельчения углей, мин
3 5 7 3 5 7 3 5 7 3 5 7
Антрацитовый
штыб 76,57 75,0 73,33 5,5 5,5 4,5 0,5 0,45 0,45 950 950 950
Жирный уголь 77,50 77,55 77,91 5,5 5,0 5,0 0,5 0,5 0,45 650; 950 650 650
Кокс 81,05 81,01 79,95 8,5 8,0 7,8 0,62 0,5 0,5 650 650; 950 650; 950
8 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 6 (277) ’2016
– сокращение вязко-пластичной зоны в доменной
печи;
– повышение производительности печи – 3,5 %;
– увеличение содержания железа в шихте на
0,63 %;
– снижение газодинамического сопротивления
столба шихтовых материалов.
Агломерат. Самая большая проблема при про-
изводстве агломерата – низкая степень окомкования
аглошихты, практически полное его отсутствие. Та-
кая ситуация способствует значительному повыше-
нию расхода кокса при спекании, снижению скорости
развития физико-химических процессов взаимодей-
ствия компонентов шихты, снижению прочности спё-
ка и образованию мелочи. Даже при использовании
извести в аглошихте не создаются условия полного
раскрытия свойств данного материала, применяемо-
го в качестве связующего и флюса [4].
Влияние способа подготовки аглошихты на пока-
затели спекания и качество спёка:
– повышение скорости спекания на 15-20 %;
– сокращение расхода топлива – 15-20 %;
– увеличение выхода годного – 9-11 %;
– снижение истираемости – 20-25 %;
– отсутствие беляков в спёке.
Известь. Ещё один приём, снижающий расход
кокса, – это замена сырого известняка в доменном
процессе известью. Экономия кокса составит при
этом 46,3 кг у.т./т чугуна. Данный показатель может
колебаться на разных заводах от 20 до 70 кг у.т./т
чугуна.
Таким образом, выполнив перечисленные объек-
тивные условия доменной плавки, включая и исполь-
зование ПУТ, металлурги Украины совершат прорыв
в проблеме снижения расхода кокса не только в до-
менном производстве, но и во всей отрасли произ-
водства металла.
В настоящее время, с учётом субъективных и объ-
ективных причин, доменное производство Украины
можно отнести к догоняющему передовые страны
как по производству, так и по совершенствованию
технологического процесса. В то же время, кроме
рассматриваемой технологии, в Украине имеется
много нереализованных способов снижения расхода
кокса не только в доменном процессе, но и во всей
металлургической отрасли. Рассматривая причины
повышенного расхода кокса при выплавке чугуна,
можно убедиться в реальности их полного устране-
ния. К ним относятся следующие причины:
– использование железорудных окатышей ограни-
ченной основности;
– высокое содержание мелочи в агломерате;
– присутствие сырого известняка в доменной шихте;
– недостаточно высокое содержание железа в ис-
ходных материалах шихты.
Окатыши. Ограничение основности данного вида
сырья связано с применением в качестве связующей
добавки при окомковании концентрата бентонитовой
глины. Низкое качество данного материала и в этой
связи его увеличенный расход, наличие высокого
содержания оксидов кремния, присутствие натрия,
которое противопоказано применению в доменной
печи, способствуют снижению его ценности и разу-
боживанию железорудных окатышей по содержанию
железа. Их использование в доменном процессе со-
провождается увеличением количества шлака, необ-
ходимостью введения сырого известняка и соответ-
ственно повышенным расходом кокса. В то же время
в Украине разработаны и испытаны в промышленных
условиях флюсовые связующие на основе извест-
няка, применение которых не требует капитальных
затрат и нового оборудования. Использование флю-
совых связующих позволяет повысить основность
окатышей до 1,0-1,2 отн. ед., снизить содержание
оксида кремния, убрать присут-
ствие натрия, увеличить произво-
дительность обжиговых машин, а
при сохранении исходной основно-
сти (0,6-0,8) повысить содержание
железа на 0,5-1,0 % без снижения
прочностных характеристик [2, 3].
Как следствие, в доменном про-
цессе такое преобразование вы-
зовет сокращение расхода кокса и
количества шлака, повысит содер-
жание железа в шихте и произво-
дительность печи. Использование
безбентонитовых железорудных
окатышей (рис.) основностью 1,0
приведёт к следующим изменени-
ям процесса доменной плавки:
– снижение расхода сырого из-
вестняка на 60-65 кг/т чугуна;
– снижение расхода кокса –
5,3 %;
– снижение расхода природного
газа – 4,5 м3/т чугуна;
– снижение выхода шлака –
44 кг/т чугуна; Фотографии окатышей с бентонитом (а) и без него (б)
а б
9МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 6 (277) ’2016
1. Свириденко Ж. В. Теоретические основы управления качеством металлургического сырья. – Днепропетровск: НМе-
тАУ, 2009.
2. Васильев П. Г., Алпаев Н. Е., Васюченко А. И. Некоторые особенности использования в доменной плавке окатышей
КЦГОК основностью 1,0 офлюсованных карбонатной известью // Всесоюзная научно-техн. конф. «Теория и техноло-
гия подготовки металлургического сырья к доменной плавке». – Днепропетровск, 1985.
3. Косенко П. А., Ефименко Г. Г. Производство самоплавких окатышей с карбонатной известью и опыт их проплавки в
доменной печи // Научно-техн. конф. «Союз науки и практики к 100-летию Петровки». – Днепропетровск, 1987.
4. Ефименко Г. Г., Вовк А. А., Павлышин Т. Н. и др. Перспектива использования флюсовых связующих добавок в подго-
товке металлургического сырья // Сучасні проблеми металургії. Наук.праці т. 4. – Днепропетровск, 2003.
1. Sviridenko Zh. V. (2009). Teoreticheskiie osnovy upravleniia kachestvom metallurgicheskogo syr'ia. [Theoretical bases of
quality management of metallurgical raw materials]. Dnepropetrovsk: NMetAU. [in Russian].
2. Vasil'iev P. G., Alpaiev N. E., Vasiuchenko A. I. (1985). Nekotorye osobennosti ispol'zovaniia v domennoi plavke okatyshei
KCGOK osnovnost'iu 1,0 ofliusovannykh karbonatnoi izvest'iu. [Some features of use in blast furnace pellets KTSGOK 1.0
basicity fluxed carbonate lime]. Vsesoiuznaia nauchno-tekhn. konf. «Teoriia i tehnologiia podgotovki metallurgicheskogo syr'ia
k domennoi plavke». Dnepropetrovsk. [in Russian].
3. Kosenko P.A., Efimenko G.G. (1987). Proizvodstvo samoplavkikh okatyshei s karbonatnoi izvest'iu i opyt ikh proplavki v
domennoi pechi. [Manufacturing samoplavkih pellets with carbonate of lime, and about their experience in blast furnace
smelting]. Nauchno-tehn. konf. «Soiuz nauki i praktiki k 100-letiiu Petrovki». Dnepropetrovsk. [in Russian].
4. Efimenko G. G., Vovk A. A., Pavlyshin T. N. et al. (2003). Perspektiva ispol'zovaniia fliusovykh sviazuiushhikh dobavok v
podgotovke metallurgicheskogo syr'ia. [The prospect of using flux binder additives in the preparation of metallurgical raw
materials]. Suchasnі problemy metalurgіi. Nauk. Pratsі, vol. 4. Dnepropetrovsk. [in Ukrainian].
ЛИТЕРАТУРА
REFERENCES
Розглянуто причини підвищеної витрати коксу при виплавці чавуну. Встановлено закономірності змінення
властивостей палива в процесі диспергування. Представлено перспективні способи скорочення витрат коксу в
доменному процесі.
Захарченко В. М., Ягольник М.В., Свириденко Ж. В.
Перспективні варіанти зниження витрат коксу в доменному процесіАнотація
Ключові слова
кокс, окатиші, агломерат, вапно, доменний процес
Zaсharchenko V., Yagolnik M., Sviridenko J.
Promising types of coke consumption reducing in the blast furnace processSummary
It was considered the reasons for the increased consumption of coke in smelting cast-iron. And also it was ascertained laws
of fuel properties changes in the dispersion process. There are presented promising ways to reduce consumption of coke in
the blast furnace process
coke, pellets, agglomerate, lime, blast furnace processKeywords
Поступила 04.07.2016
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-162964 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2077-1304 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:24:26Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Захарченко, В.Н. Ягольник, М.В. Свириденко, Ж.В. 2020-01-19T17:04:28Z 2020-01-19T17:04:28Z 2016 Перспективные варианты снижения расхода кокса в доменном процессе / В.Н. Захарченко, М.В. Ягольник, Ж.В. Свириденко // Металл и литье Украины. — 2016. — № 6 (277). — С. 7-9. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162964 669.162 Рассмотрены причины повышенного расхода кокса при выплавке чугуна. Установлены закономерности изменения свойств топлива в процессе диспергирования. Представлены перспективные способы сокращения расхода кокса в доменном процессе. Розглянуто причини підвищеної витрати коксу при виплавці чавуну. Встановлено закономірності змінення властивостей палива в процесі диспергування. Представлено перспективні способи скорочення витрат коксу в доменному процесі. It was considered the reasons for the increased consumption of coke in smelting cast-iron. And also it was ascertained laws of fuel properties changes in the dispersion process. There are presented promising ways to reduce consumption of coke in the blast furnace process/ ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Перспективные варианты снижения расхода кокса в доменном процессе Перспективні варіанти зниження витрат коксу в доменному процесі Promising types of coke consumption reducing in the blast furnace process Article published earlier |
| spellingShingle | Перспективные варианты снижения расхода кокса в доменном процессе Захарченко, В.Н. Ягольник, М.В. Свириденко, Ж.В. |
| title | Перспективные варианты снижения расхода кокса в доменном процессе |
| title_alt | Перспективні варіанти зниження витрат коксу в доменному процесі Promising types of coke consumption reducing in the blast furnace process |
| title_full | Перспективные варианты снижения расхода кокса в доменном процессе |
| title_fullStr | Перспективные варианты снижения расхода кокса в доменном процессе |
| title_full_unstemmed | Перспективные варианты снижения расхода кокса в доменном процессе |
| title_short | Перспективные варианты снижения расхода кокса в доменном процессе |
| title_sort | перспективные варианты снижения расхода кокса в доменном процессе |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162964 |
| work_keys_str_mv | AT zaharčenkovn perspektivnyevariantysniženiârashodakoksavdomennomprocesse AT âgolʹnikmv perspektivnyevariantysniženiârashodakoksavdomennomprocesse AT sviridenkožv perspektivnyevariantysniženiârashodakoksavdomennomprocesse AT zaharčenkovn perspektivnívaríantiznižennâvitratkoksuvdomennomuprocesí AT âgolʹnikmv perspektivnívaríantiznižennâvitratkoksuvdomennomuprocesí AT sviridenkožv perspektivnívaríantiznižennâvitratkoksuvdomennomuprocesí AT zaharčenkovn promisingtypesofcokeconsumptionreducingintheblastfurnaceprocess AT âgolʹnikmv promisingtypesofcokeconsumptionreducingintheblastfurnaceprocess AT sviridenkožv promisingtypesofcokeconsumptionreducingintheblastfurnaceprocess |