Влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания FeO в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн доменной печи
Представлен технологический прием увеличения расхода пылеугольного топлива изменением прихода FeO с компонентами шихты за счет увеличения содержания FeO в агломерате и загрузки брикетов марки БЖС-Д. Показано влияние предложенного компенсирующего ресурса в фактических условиях работы доменного цеха П...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2017
|
| Schriftenreihe: | Металл и литье Украины |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/163129 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания FeO в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн доменной печи / В.Н. Захарченко, Ю.Р. Руденко, Н.Р. Руденко, Ю.К. Лебедь // Металл и литье Украины. — 2017. — № 2-3 (285-286). — С. 3-9. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-163129 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1631292025-02-09T17:47:44Z Влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания FeO в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн доменной печи Вплив компенсуючого ресурсу збільшення вмісту FeO у шихті при вдуванні пиловугільного палива в горн доменної печі Influence of the compensating resource of increasing FeO content in the charge when injecting pulverized coal into the blast furnace hearth Захарченко, В.Н. Руденко, Ю.Р. Руденко, Н.Р. Лебедь, Ю.К. Представлен технологический прием увеличения расхода пылеугольного топлива изменением прихода FeO с компонентами шихты за счет увеличения содержания FeO в агломерате и загрузки брикетов марки БЖС-Д. Показано влияние предложенного компенсирующего ресурса в фактических условиях работы доменного цеха ПАО «ДМК». Представлено технологічний прийом збільшення витрати пиловугільного палива зміною приходу FeO з компонентами шихти за рахунок збільшення вмісту FeO в агломераті та загрузки брикетів марки БЖС-Д. Показано вплив запропонованого компенсуючого ресурсу у фактичних умовах роботи доменного цеху ПАТ «ДМК». The article presents a technological method of increasing the flow rate of pulverized coal by imputing the FeO arrival with the components of the charge due to increasing the FeO content in the agglomerate and loading briquettes of the grade БЖС-Д. The influence of the proposed compensating resource in the actual operating conditions of the blast-furnace shop of PJSC «Dneprovsky Iron & Steel Integrated Works» is shown. 2017 Article Влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания FeO в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн доменной печи / В.Н. Захарченко, Ю.Р. Руденко, Н.Р. Руденко, Ю.К. Лебедь // Металл и литье Украины. — 2017. — № 2-3 (285-286). — С. 3-9. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/163129 669.162.267.4 ru Металл и литье Украины application/pdf Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Представлен технологический прием увеличения расхода пылеугольного топлива изменением прихода FeO с компонентами шихты за счет увеличения содержания FeO в агломерате и загрузки брикетов марки БЖС-Д. Показано влияние предложенного компенсирующего ресурса в фактических условиях работы доменного цеха ПАО «ДМК». |
| format |
Article |
| author |
Захарченко, В.Н. Руденко, Ю.Р. Руденко, Н.Р. Лебедь, Ю.К. |
| spellingShingle |
Захарченко, В.Н. Руденко, Ю.Р. Руденко, Н.Р. Лебедь, Ю.К. Влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания FeO в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн доменной печи Металл и литье Украины |
| author_facet |
Захарченко, В.Н. Руденко, Ю.Р. Руденко, Н.Р. Лебедь, Ю.К. |
| author_sort |
Захарченко, В.Н. |
| title |
Влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания FeO в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн доменной печи |
| title_short |
Влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания FeO в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн доменной печи |
| title_full |
Влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания FeO в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн доменной печи |
| title_fullStr |
Влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания FeO в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн доменной печи |
| title_full_unstemmed |
Влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания FeO в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн доменной печи |
| title_sort |
влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания feo в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн доменной печи |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| publishDate |
2017 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/163129 |
| citation_txt |
Влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания FeO в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн доменной печи / В.Н. Захарченко, Ю.Р. Руденко, Н.Р. Руденко, Ю.К. Лебедь // Металл и литье Украины. — 2017. — № 2-3 (285-286). — С. 3-9. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Металл и литье Украины |
| work_keys_str_mv |
AT zaharčenkovn vliâniekompensiruûŝegoresursauveličeniâsoderžaniâfeovšihteprivduvaniipyleugolʹnogotoplivavgorndomennojpeči AT rudenkoûr vliâniekompensiruûŝegoresursauveličeniâsoderžaniâfeovšihteprivduvaniipyleugolʹnogotoplivavgorndomennojpeči AT rudenkonr vliâniekompensiruûŝegoresursauveličeniâsoderžaniâfeovšihteprivduvaniipyleugolʹnogotoplivavgorndomennojpeči AT lebedʹûk vliâniekompensiruûŝegoresursauveličeniâsoderžaniâfeovšihteprivduvaniipyleugolʹnogotoplivavgorndomennojpeči AT zaharčenkovn vplivkompensuûčogoresursuzbílʹšennâvmístufeoušihtíprivduvannípilovugílʹnogopalivavgorndomennoípečí AT rudenkoûr vplivkompensuûčogoresursuzbílʹšennâvmístufeoušihtíprivduvannípilovugílʹnogopalivavgorndomennoípečí AT rudenkonr vplivkompensuûčogoresursuzbílʹšennâvmístufeoušihtíprivduvannípilovugílʹnogopalivavgorndomennoípečí AT lebedʹûk vplivkompensuûčogoresursuzbílʹšennâvmístufeoušihtíprivduvannípilovugílʹnogopalivavgorndomennoípečí AT zaharčenkovn influenceofthecompensatingresourceofincreasingfeocontentinthechargewheninjectingpulverizedcoalintotheblastfurnacehearth AT rudenkoûr influenceofthecompensatingresourceofincreasingfeocontentinthechargewheninjectingpulverizedcoalintotheblastfurnacehearth AT rudenkonr influenceofthecompensatingresourceofincreasingfeocontentinthechargewheninjectingpulverizedcoalintotheblastfurnacehearth AT lebedʹûk influenceofthecompensatingresourceofincreasingfeocontentinthechargewheninjectingpulverizedcoalintotheblastfurnacehearth |
| first_indexed |
2025-11-29T00:26:40Z |
| last_indexed |
2025-11-29T00:26:40Z |
| _version_ |
1850082336894353408 |
| fulltext |
3МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 2-3 (285-286) ’2017
Обобщение опыта применения ПУТ за рубежом
дает основание считать, что для достижения высокой
эффективности доменной плавки с вдуванием ПУТ
в количестве 200-250 кг/т чугуна с заменой 30-50%
скипового кокса основными и необходимыми компен-
сирующими мероприятиями являются:
– температура дутья более 1100 °С;
– содержание кислорода в дутье более 25,0%;
– кокс с показателями «CSR» более 65,0% и CRI
менее 25,0%;
– выход шлака менее 300 кг/т чугуна;
– давление газа на колошнике более 1,5 ати;
– загрузка коксового орешка в смеси с железоруд-
ной шихтой 20-100 кг/т чугуна;
– зольность угля для ПУТ менее 8,0%, общая сера
угля менее 0,80%;
– ограниченная загрузка материалов с содержа-
нием фракции менее 5 мм (мелочь);
– удельная теплота сгорания скипового кокса бо-
лее 7200 ккал/кг (30 МДж/кг);
– сумма (ПУТ + выход шлака) обязана быть менее
470 кг/т чугуна;
– сумма (кокс + 0,85 × ПУТ) обязана быть менее
460 кг/т чугуна;
– температура чугуна на выпуске более 1470 °С;
– наличие комплекса современного оборудования
и приборов для контроля ведения доменной плавки;
– другие.
Постановка задачи. Целью научного исследова-
ния являлось определение технологических приемов
ведения доменной плавки с увеличенным расходом
ПУТ за счет увеличения содержания FeO (вюстита) в
железорудной части доменной шихты.
Методы исследования. Объектами исследования
были: высокопрочные брикеты марки БЖС-Д и агло-
мерат производства Днепровского металлургическо-
го комбината (далее – «ДМК»), составляющие основ-
ную долю FeO в доменной шихте.
Влияние брикетов марки БЖС-Д (далее – брикеты)
или агломерата «ДМК» на расход ПУТ определяли
В
ведение. Компенсирующим ресурсом, способ-
ствующим увеличению расхода пылеугольного
топлива (далее – ПУТ), считается снижение ос-
новности шлака [1]. Это снижение возможно в
двух вариантах реализации.
Реализация первого варианта осуществляется
при использовании кокса и пылеугольного топлива с
пониженным содержанием серы в сравнении с базо-
вым уровнем. Реализация указанного варианта воз-
можна при замене части украинского угля другим –
малосернистым. Второй вариант изменения, направ-
ленный на улучшение физических свойств шлака при
использовании собственных ресурсов угля, может
быть осуществлен при условии наличия средств вне-
доменной десульфурации чугуна.
В настоящее время на зарубежных металлургиче-
ских предприятиях используют кокс фракции более
40 мм, но с ограничением класса +80 мм до 5,0%. В
качестве рекомендаций предлагается поддерживать
содержание фракции 40-80 мм на уровне не менее
60% [2]. Данная подготовка способствует сохране-
нию или повышению производительности доменных
печей, особенно при работе с применением большо-
го количества ПУТ и расходом кокса до 300 кг/т чугу-
на и ниже.
Внедрен комплекс научно-обоснованных меропри-
ятий, разработанных Институтом черной металлургии
(ИЧМ) и включающих эффективное использование
существующих возможностей по нагреву дутья, рас-
ходу технологического кислорода, ПУТ и природного
газа, а также мощностей оборудования внедоменно-
го обессеривания чугуна, при формировании рацио-
нального распределения шихтовых материалов и га-
зового потока. Это позволило вывести вторую по ве-
личине доменную печь Украины полезным объемом
3000 м3 № 1 ПАО «АМК» в 2011 г. на режим работы,
обеспечивающий получение эффекта от внедрения
технологии вдувания ПУТ как в зарубежной практике
и достигнуть лучших технико-экономических показа-
телей работы печей с ПУТ в Украине [3-7].
УДК 669.162.267.4
В. Н. Захарченко, Ю. Р. Руденко*, Н. Р. Руденко**, Ю. К. Лебедь*
Объединение предприятий «Укрметаллургпром», Днепр
*ПАО «Днепровский металлургический комбинат», Каменское
**Днепровский государственный технический университет, Каменское
Влияние компенсирующего ресурса увеличения содержания
FeO в шихте при вдувании пылеугольного топлива в горн
доменной печи
Представлен технологический прием увеличения расхода пылеугольного топлива изменением прихода FeO
с компонентами шихты за счет увеличения содержания FeO в агломерате и загрузки брикетов марки БЖС-Д.
Показано влияние предложенного компенсирующего ресурса в фактических условиях работы доменного цеха
ПАО «ДМК».
Ключевые слова: пылеугольное топливо, агломерат, содержание FeO в агломерате, брикеты, доменная
печь, регрессионный анализ.
4 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 2-3 (285-286) ’2017
ку брикетов осуществляли в вагон-весы на полный
карман видимой поверхности агломерата в количе-
стве до 12,0 т/подачу вторым рудным скипом в за-
висимости от существующей технологии доменной
плавки. Масса рудной колоши составляла до 25 т,
коксовой – до 6,5 т.
Для определения значимой степени влияния бри-
кетов на возможность увеличения расхода ПУТ в ус-
ловиях повышенного шлакообразования применяли
корреляционно-регрессионную методику.
Переменными факторами (x) были задействова-
ны основные показатели доменной плавки: произво-
дительность доменной печи (ДП), удельный расход:
ПУТ, кокса и брикетов. Тесноту совместного влияния
факторов (x) на результат (y) оценивали множествен-
ной корреляцией (R). Результирующим значением
принят расход ПУТ. Качество построенной модели в
целом оценивали коэффициентом (индексом) детер-
минации (R2). При создании регрессионной статисти-
ки, дисперсионного анализа и определении значимых
коэффициентов уравнений регрессии применяли па-
кет «Анализ данных» программы Microsoft Excel.
Период испытания (с 01.01.15 по 31.12.15) брике-
тов на ДП-9 определил значимую степень влияния
расхода брикетов на удельный расход ПУТ. Результа-
ты обработки массива (351 сутки, за вычетом суток с
длительными простоями) данных составили:
– регрессионная статистика: количество выпол-
ненных наблюдений составило – 351 сутки; множе-
ственный R = 0,756; R-квадрат = 0,571 и нормирован-
ный R-квадрат = 0,568;
– дисперсионный анализ: регрессия df = 3; SS =
= 4651113,65; MS = 155037,88; F = 154,22; значимость
F = 1,61601Е-63. Сводные значения регрессионного
анализа указаны в табл. 2.
В качестве результирующего признака Y принят
расход ПУТ (кг/т чугуна), а факторные признаки Х1, Х2,
Х3: производительность печи (т/сутки), расход скипо-
вого кокса (кг/т чугуна), расход брикетов (кг/т чугуна).
Для оценки значимости полученных коэффици-
ентов регрессионного уравнения воспользуемся
t-критерием Стьюдента. Табличное
значение t-критерия с уровнем зна-
чимости α = 0,05 и числом степе-
ней свободы d.f.= 351 – 3 – 1 = 347.
tт = 1,96.
Сравним значения tр и tт для
каждого из полученных параме-
тров:
tр = 2,957 > tт – для свободного
значения а0;
изменением удельного расхода брикетов и содержа-
ния FeO в агломерате.
В работе использованы современные методы ис-
следования, включая экспериментально-промыш-
ленные, при различных периодах и объемах произ-
водства чугуна.
Базовый химический состав агломерата и брике-
тов по периодам указан в табл. 1.
Результаты исследований. Исследования прово-
дили по четырем периодам.
Период-1. Базовый период 2014 г. Расход брике-
тов при производстве чугуна – 0,3 кг/т чугуна, сред-
нее содержание FeO в агломерате – 10,85%, доля
агломерата в железорудной части (ЖРЧ) доменной
шихты – 98,65%.
Период-2. Включал проведение испытаний на
ДП-9 в 2015 г. (351 сутки, за вычетом суток с длитель-
ными простоями) брикетов марки БЖС-Д производ-
ства Концерна «НПП ДиМет». Проведенные иссле-
дования показали, что образцы из окалины имеют
высокую (192-291 кгс/см2) холодную и горячую проч-
ность, сохраняя свою форму после высокотемпера-
турного нагрева до 1000 °С. Компонентный состав
брикета составлял, %мас.: окалина – (5-75), железо-
содержащий шлам – (5-45), отходы брикетного про-
изводства – (5-40) и цемент – (8-14). Ежемесячный
удельный расход брикетов изменялся от 4,3 (январь)
до 38,1 кг/т чугуна (ноябрь). Объем используемых
брикетов за исследуемый период – 19,6 кг/т.
Использование цементной связки способствовало
сохранению формы брикетов при их нагреве в вос-
становительной атмосфере до полной дегидрата-
ции гидросиликатов цементного камня. Прочность
брикетов в холодном состоянии и поведение их при
нагреве в восстановительной атмосфере не ограни-
чивали применение брикетов на цементной связке в
качестве окускованого сырья для доменной плавки.
В указанный период брикеты загружали в ДП-9
(полезный объем печи – 1386 м3), путем частичной
замены агломерата основностью (СаО/SiO2) 1,09-
1,23 ед. брикетами основностью 1,22-1,89 ед. Загруз-
Таблица 1
Базовый химический состав агломерата и брикетов по ДП-9
Материалы Fe FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO CaO /
SiO2
Брикеты 2015 г. 57,08 41,34 7,89 10,72 0,44 0,78 0,44 1,36
Агломерат 2014 г. 55,10 10,85 8,87 11,06 1,30 0,92 0,20 1,25
Агломерат 2015 г. 55,76 11,61 8,96 10,21 1,23 0,88 0,13 1,14
Агломерат 2016 г.
10 мес. 55,59 12,42 8,82 10,43 1,27 0,88 0,35 1,18
Таблица 2
Сводные значения и коэффициенты регрессии
Показатель Коэффициенты Стандартная
ошибка t-статистика Р-значение Нижние
95%
Верхние
95%
Y-пересечение 38,794 13,120 2,957 0,003 12,990 64,598
Производительность,
т/сут. 0,016 0,004 3,615 0,000 0,007 0,024
Расход кокса, кг/т 0,159 0,008 20,336 0,000 0,144 0,175
Расход брикетов, кг/т 0,225 0,066 3,415 0,001 0,096 0,365
5МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 2-3 (285-286) ’2017
tр = 3,615 > tт – для коэффициента а1;
tр = 20,336 > tт – для коэффициента а2;
tр = 3,415 > tт – для коэффициента а3.
Таким образом, статистически значимыми явля-
ются коэффициенты а0, а1, а2, а3.
По данным регрессионного анализа, составлено
уравнение множественной регрессии:
где ПУТ – удельный расход пылеугольного топлива,
кг/т чугуна; Пр-во – производство чугуна, т/сутки; К –
удельный расход кокса скипового (сух.), кг/т чугуна;
Бр. – удельный расход брикетов, кг/т чугуна.
Из уравнения регрессии (1) следует, что увеличе-
ние удельного расхода брикетов на 1 кг/т (в диапазо-
не от 0 до 105,6 кг/т) при повышенном шлакообразо-
вании, способствовало увеличению расхода ПУТ на
0,225 кг/т чугуна.
Технико-экономические показатели работы ДП № 9
в различные периоды проведения испытаний приве-
дены в табл. 3.
Брикеты, содержащие отходы металлургической
промышленности, исследовали, как возможный аль-
тернативный агломерату материал, производство ко-
торого позволит исключить периодические спекания
аглошихты с высоким содержанием дисперсных от-
ходов, сопровождающееся снижением технико-эко-
номических показателей агломашин и стабильности
состава обычного агломерата в переходные периоды.
Период-3. Испытания проводили в период с
01.01.2016 по 31.10.2016 г. на ДП-1М, ДП-9, ДП-12 с ис-
пользованием агломерата производства «ДМК», доля
которого в составе железорудной части доменной ших-
ты (агломерат + окатыши + руда) составляла 97,57%.
Для подтверждения степени влияния FeO на
удельный расход ПУТ в промышленных условиях
«ДМК» определен дополнительный период работы
доменного цеха за 10 месяцев 2016 г. (Период-3). В
анализ не включены ноябрь 2016 г. (задувка ДП-9 по-
сле длительной стоянки) и декабрь 2016 г. (снижение
доли агломерата в шихте, снижение содержания FeO
в агломерате).
Фактическое содержание FeO в агломерате в ука-
занном периоде изменяли от 7,47 до 49,9% (среднее
значение – 12,3%; медиана – 12,3%; мода – 14,5%)
расходом топлива и окалины в аглошихте и сниже-
нием основности агломерата. В исследуемом перио-
де апробировано 3332 партий агломерата, удельный
расход его составил 1739,7 кг/т чугуна (97,57% соста-
ва ЖРЧ доменной шихты). Полученные результаты
Периода-3 указаны в табл. 2.
По полученным экспериментальным данным
удельного расхода ПУТ в зависимости от содержа-
ния FeO в агломерате в течение 25 месяцев работы
доменного цеха в составе доменных печей №№ 1М,
9 и 12, дополнительно составлена значимая матема-
тическая модель:
где У – удельный расход пылеугольного топлива, кг/т
чугуна; x – содержание FeO в агломерате, %.
Из уравнения регрессии (2) следует, что увели-
чение содержания FeO в агломерате в фактическом
диапазоне от 10,0 до 12,8%, при выходе шлака более
400 кг/т чугуна, указывало положительную тенден-
цию увеличения расхода ПУТ. При этом применяли
следующие системы загрузки доменной печи: ААКК↓,
КААК↓, 4ААКК↓1КААК↓, 3ААКК↓2КААК↓.
Проверка адекватности по кри-
терию Фишера подтвердила досто-
верность математической модели.
На рис. 1 представлен график из-
менения удельного расхода ПУТ в
зависимости от содержания FeO в
агломерате, доля агломерата в же-
лезорудной части доменной шихты
(агломерат + окатыши + руда) со-
ставляла от 97,57 до 99,90% (сред-
нее значение – 98,7%).
Технологический прием ис-
пользования брикетов или агло-
мерата с повышенным содер-
жанием FeO выполняется при
появлении признаков, подтверж-
дающих снижение расхода пыле-
угольного топлива (ПУТ), при про-
чих равных условиях.
Как правило, снижению расхо-
да ПУТ предшествуют в основном
следующие признаки:
1. Ухудшение качества кокса.
Эквивалентный удельный рас-
ход кокса, с учетом мирового опы-
та при использовании ПУТ должен
быть до 460 кг/т чугуна:
ПУТ = 38,794 + 0,016·Пр-во + 0,159·К + 0,225·Бр.,
У = – 9,5953х2 + 244,67х – 1408 ,
(1)
(2)
Таблица 3
Результаты доменной плавки по исследуемым периодам
№
п/п
Наименование
показателей Ед. изм.
Доменная печь № 9 Цех
2014 г. 2015 г. 10 мес.
2016 г.
10 мес.
2016 г.
1. Полезный объем м3 1386 1386 1386 4272
2. Производство чугуна т/сутки 2282 2516 2332 6896
3. КИПО м3/т сутки 0,607 0,551 0,594 0,621
4. Дутье: расход м3/мин 2671 2620 2582 7683
давление кгс/см2 2,32 2,36 2,29 2,37
5. Давление
колошникового газа кгс/см2 1,17 1,20 1,21 1,21
6. Расход: ПУТ кг/т 48,3 149,0 153,3 150,5
брикетов БЖС-Д кг/т 0,3 19,6 1,9 0,9
7. Содержание железа
в ЖРЧ % 55,19 55,76 55,61 55,54
8. Выход шлака кг/т 433,6 428,4 418,2 423,8
9. Состав чугуна: Si % 0,65 0,58 0,58 0,59
Mn % 0,20 0,13 0,32 0,33
10. Содержание FeO в
агломерате % 10,85 11,61 12,42 12,32
11. Доля агломерата в
железорудной части
доменной шихты
% 98,65 99,90 97,97 97,57
6 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 2-3 (285-286) ’2017
460 кг/т ЖЧ = расход кокса + 0,85·ПУТ,
где 460 – эквивалентный удельный расход скипового
кокса (сух.), кг/т чугуна; ЖЧ – жидкий чугун; расход
кокса – удельный расход кокса, кг/т чугуна; ПУТ –
удельный расход пылеугольного топлива, кг/т чугуна.
2. Увеличение выхода шлака при производстве
чугуна.
С учетом мирового опыта сумма ПУТ и выход
шлака должна быть до 470 кг/т чугуна:
470 ≤ ПУТ + шлак,
где ПУТ – удельный расход пылеугольного топлива
(сух.), кг/т чугуна; шлак – выход шлака при производ-
стве чугуна, кг/т чугуна.
3. Загрузка материалов с повышенным содержа-
ние фракции менее 5 мм.
С учетом мирового опыта содержание фракции
<5 мм (мелочь) во всех материалах, загружаемых в
ДП должно составлять менее 5,0%.
4. Загромождение центральной части горна ДП,
появление расстройства хода, работа печи на ти-
хом ходу и сбавленном дутье, и другие.
При этом в центральной части горна, вследствие
ухудшения газодинамических условий, начинает ска-
пливаться коксовая мелочь. Следует отметить, что
мелкие частички кокса (коксовая мелочь) плохо сма-
чиваются шлаком и каплями чугуна. В центральной
части горна образуется шлакометаллическая суспен-
зия с углеродосодержащей мелочью, появление кото-
рой ухудшает центральный газовый поток, снижается
фильтрация чугуна через шлаковый пояс. В результа-
те этого, ухудшается выдача продуктов плавки, проис-
ходит более быстрое появление шлака при выпуске
чугуна и неравномерность выпусков чугуна.
Технологический смысл компенсирующего ресур-
са при вдувании ПУТ с использованием брикетов или
агломерата заключался в подаче указанных материа-
лов в центральную часть ДП, содержащих оксиды же-
леза, которые активно взаимодействовали с коксовой
мелочью и ликвидировали загромождение. Указанные
материалы имели минимальную температуру плавле-
ния и низкую вязкость. Благодаря этим свойствам они
легко проникали в пространство между кусками ком-
понентов шихты в нижней части шахты, в распаре, в
заплечиках и между кусками кокса в горне ДП.
При высоких температурах происходит восстанов-
ление Fe из FeO с расходованием коксового мусора
и спели c соответствующим удалением коксового му-
сора и спели с ДП:
2FeO*SiO2 + 2C = 2Fe + SiO2 + 2CO
Период-4. Анализ ежемесячных отчетных данных
по ДП-9 и доменному цеха за период освоения ПУТ с
сентября 2014 г. Показатели качества основного желе-
зорудного материала – агломерата ПАО «ДМК» – рас-
сматривались при оценке их влияния на расход ПУТ.
При анализе ежемесячных отчетных данных ра-
боты ДП-9:
– выделен период стабильной работы с сентября
2014 г. по июль 2016 г. (23 месяца, до момента оста-
новки ДП в августе 2016 г. на капитальный ремонт с
последующей задувкой в ноябре 2016 г.); производ-
ство чугуна составило 1641,409 тыс. т; расход ПУТ –
144,0 кг/т чугуна (диапазон 109,0÷169,1 кг/т чугуна);
– выявлено влияние на расход ПУТ характеристик
основного железорудного материала – агломерата,
в том числе содержания FeO в агломерате, его сум-
марной основности и содержания фракции менее
5 мм (далее – рассев).
Увеличение содержания FeO в агломерате на 1,0%
приводило к увеличению расхода ПУТ на 8,0÷10,2 кг/т
чугуна; снижение рассева агломерата на 1,0% – к уве-
личению расхода ПУТ на 6,9 кг/т чугуна; снижение
суммарной основности агломерата на 0,1 д. ед. – к
увеличению расхода ПУТ на 12,1 кг/т чугуна.
Содержание FeO в агломерате за период состави-
ло 11,7% (диапазон 10,8÷12,8%), при этом начиная с
июля 2015 г. содержание FeO планомерно увеличено
до 12,3% (диапазон 11,6÷12,8%), за предшествую-
Зависимость расхода ПУТ от содержания FeO в агломератеРис. 1.
160
155
150
145
140
135
130
125
120
115
11,0 11,2 11,4 11,6 11,8 12,0 12,2
Содержание FeO в агломерате, %
R2 = 0,3975
Р
ас
хо
д
П
УТ
, к
г/т
ч
уг
ун
а
12,4 12,6 12,810,8
7МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 2-3 (285-286) ’2017
щий период с сентября 2014 г. по июнь 2015 г. – 11,1%
(диапазон 10,8÷11,6%).
Рассев агломерата составил 14,2% (диапазон
13,2÷15,4%). Суммарная основность агломерата со-
ставила 1,310 д. ед. (диапазон 1,218÷1,381 д. ед.).
На рис. 2 и 3 указаны зависимости расхода ПУТ от
рассева, суммарной основности и содержания FeO в
агломерате по ДП № 9.
При анализе ежемесячных отчетных данных рабо-
ты доменного цеха:
– выделен период с октября 2014 г. по ноябрь
2016 г. (26 месяцев); производство чугуна составило
4665,420 тыс. т; расход ПУТ – 140,4 кг/т чугуна (диа-
пазон 100,0÷166,7 кг/т чугуна);
– выявлено влияние на расход ПУТ характеристик
основного железорудного материала – агломерата,
в том числе содержания FeO в агломерате, его сум-
марной основности и содержания фракции менее 5
мм (далее – рассев).
Увеличение содержания FeO в агломерате на 1,0%
приводило к увеличению расхода ПУТ на 11,5÷13,7
кг/т чугуна; снижение рассева агломерата на 1,0% – к
увеличению расхода ПУТ на 13,1 кг/т чугуна; сниже-
ние суммарной основности агломерата на 0,1 д. ед.
– к увеличению расхода ПУТ на 6,8 кг/т чугуна.
Содержание FeO в агломерате за период состави-
ло 11,8% (диапазон 10,8÷12,8%), при этом начиная с
июля 2015 г. содержание FeO планомерно увеличено
до 12,2% (диапазон 11,6÷12,8%), за предшествую-
щий период с октября 2014 г. по июнь 2015 г. – 11,1%
(диапазон 10,8÷11,6%).
Рассев агломерата составил 14,2% (диапазон
13,2÷15,4%). Суммарная основность агломерата со-
ставила 1,314 д. ед. (диапазон 1,218÷1,409 д. ед.).
На рис. 4 и 5 указаны зависимости расхода ПУТ от
рассева, суммарной основности и содержания FeO в
агломерате по доменному цеху.
Зависимость расхода ПУТ от рассева и содержа-
ния FeO в агломерате по ДП № 9
Зависимость расхода ПУТ от рассева и содержа-
ния FeO в агломерате по ДЦ
Зависимость расхода ПУТ от суммарной основно-
сти и содержания FeO в агломерате по ДП № 9
Зависимость расхода ПУТ от суммарной основно-
сти и содержания FeO в агломерате по ДЦ
Рис. 2. Рис. 4.
Рис. 3. Рис. 5.
Расход ПУТ, кг/т чугуна = 123.2601+10.156*х - 6.9127*y
Расход ПУТ, кг/т чугуна = 208.8956+8.0083*х - 120.8081*y Расход ПУТ, кг/т чугуна = 70.1099+13.6546*х - 68.0905*y
Содержание FeO в агломерате, %
Содержание FeO в агломерате, %
Р
ас
се
в
аг
ло
м
ер
ат
а,
%
С
ум
м
ар
на
я
ос
но
вн
ос
ть
а
гл
ом
ер
ат
а,
д
. е
д.
Р
ас
се
в
аг
ло
м
ер
ат
а,
%
С
ум
м
ар
на
я
ос
но
вн
ос
ть
а
гл
ом
ер
ат
а,
д
. е
д.
Содержание FeO в агломерате, %
Содержание FeO в агломерате, %
Расход ПУТ, кг/т чугуна = 191.0984+11.4779*х - 13.0516*y
8 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 2-3 (285-286) ’2017
Выводы
Обобщение мирового опыта дает основание счи-
тать, что для достижения высокой эффективности
доменной плавки с заменой скипового кокса пылеу-
гольным топливом кроме основных компенсирующих
мероприятий, требующих больших капитальных вло-
жений, существуют технологические приемы, не тре-
бующие указанных вложений.
Одним из таких проверенных приемов на ПАО
«ДМК» является применение брикетов марки БЖС-Д
производства Концерна «НПП ДиМет». Использова-
ние указанного композиционного состава брикета
марки БЖС-Д на цементной связке способствовало
сохранению его формы при нагреве в восстанови-
тельной атмосфере до полной дегидратации гидро-
силикатов цементного камня. Прочность брикетов
в холодном состоянии и поведение их при нагреве
в восстановительной атмосфере, не ограничивало
применение брикетов в условиях «ДМК» в качестве
окускованного сырья для доменной плавки.
Выделено два периода стабильной работы до-
менной печи № 9 продолжительностью один год в
2014 г. и 2015 г. с расходом брикетов марки БЖС-Д –
0,3 кг/т и 19,6 кг/т соответственно. Показано влияние
брикетов в существующих производственных усло-
виях ПАО «ДМК» на расход вдуваемого ПУТ.
В 2016 г. загрузка брикетов марки практически не
производилась (удельный расход по цеху – 0,7 кг/т),
при этом содержание FeO в агломерате увеличено с
11,61 до 12,42%, в сравнении с 2015 г.
Промышленные испытания агломерата
ПАО «ДМК» с повышенным содержанием FeO (от
10,0 до 12,8%) и брикетов марки БЖС-Д на промыш-
ленном уровне подтвердили философию компенси-
рующего ресурса, не требующего дополнительных
капитальных затрат, при вдувании ПУТ.
Целесообразность применения агломерата при
доменной плавке с повышенным содержанием FeO,
в качестве компенсирующего ресурса для увеличе-
ния расхода ПУТ, требует дальнейшего изучения и
детального обсуждения.
1. Ярошевский С. Л. Пылеугольное топливо – реальная и эффективная альтернатива природному газу в металлургии //
Металл и литье Украины. – 2006. – № 3. – С. 15-20.
2. Ухмылова Г. С. Требования европейских доменщиков к качеству кокса // Кокс и химия. – 2001. – № 4. – С. 24-26.
3. Опыт и перспективы применения пылеугольного топлива на доменных печах Украины / В. И. Большаков, А. Л. Чайка,
В. В. Лебедь и др. // Металл и литье Украины. – 2013. – № 10. – С. 5-10.
4. Тепловая работа и перспективные конструкции шахты и металлоприемника доменной печи при применении пылеу-
гольного топлива / В. И. Большаков, А. В. Бородулин, А. Л. Чайка и др. // Металлургическая и горнорудная промышлен-
ность. – 2014. – № 3. – С. 106-1107.
5. Эксергетический анализ энергоэффективности применения пылеугольного топлива в доменном производстве /
В. И. Большаков, А. Л. Чайка, А. А. Сохацкий, А. А. Москалина // Экология и промышленность. – 2014. – № 2. – С. 87-94.
6. Большаков В. И., Чайка А. Л., Лебедь В. В., Корнилов Б. В., Шевелев А. Г. Системная надежность доменного произ-
водства, опыт и перспективы освоения технологии доменной плавки с использованием пылеугольного топлива на
Украине // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. – 2014. – Вып. 28. – С. 16-31.
7. Большаков В. И., Чайка А. Л., Лебедь В. В., Сохацкий А. А. Опыт и перспективы применения пылеугольного топлива
в доменном производстве Украины // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2015. – Вып. 2. – С. 6-11.
1. Yaroshevskii S. L. (2006). Pyleugol’noe toplivo – real’naia i effektivnaia al’ternativa prirodnomu gazu v metallurgii [Dust-coal
fuel is a real and effective alternative to natural gas in metallurgy]. Metall i lit’e Ukrainy, no. 3, pp. 15-20 [in Russian].
2. Ukhmylova G. S. (2001). Trebovaniia evropeiskikh domenshchikov k kachestvu koksa [Requirements of European blast
furnaces to the quality of coke]. Koks i khimiia, no. 4, pp. 24-26 [in Russian].
3. Bol’shakov V. I., Chaika A. L., Lebed’ V. V. et al. (2013). Opyt i perspektivy primeneniia pyleugol’nogo topliva na domennykh
pechakh Ukrainy [Experience and prospects of using dust-coal fuel on blast furnaces of Ukraine]. Metall i lit’eUkrainy, no. 10,
pp. 5-10 [in Russian].
4. Bol’shakov V. I., Borodulin A. V., Chaika A. L. et al. (2014). Teplovaia rabota i perspektivnyye konstruktsii shakhty i
metallopriyemnika domennoi pechi pri primenenii pyleugol’nogo topliva [Thermal work and perspective constructions of
the mine and metal receiver of the furnace under the application of pulverized coal]. Metallurgicheskaia i gornorudnaia
promyshlennost’, no. 3, pp. 106-1107 [in Russian].
5. Bol’shakov V. I., Sokhatskii A. A., Moskalina A. A. (2014). Eksergeticheskii analiz energoeffektivnosti primeneniia pyleugol’nogo
topliva v domennom proizvodstve [Exergetic analysis of energy efficiency of the use of pulverized coal fuel in blast furnace
production]. Ekologiia i promyshlennost’, no. 2, pp. 87-94 [in Russian].
ЛИТЕРАТУРА
REFERENCES
9МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 2-3 (285-286) ’2017
6. Bol’shakov V. I., Chaika A. L., Lebed’ V. V., Kornilov B. V., Shevelev A. G. (2014). Sistemnaia nadezhnost’ domennogo
proizvodstva, opyt i perspektivy osvoeniia tekhnologii domennoi plavki s ispol’zovaniyem pyleugol’nogo topliva na Ukraine
[System reliability of blast-furnace production, experience and prospects of mastering the technology of blast furnace smelting
using pyrethane fuel in Ukraine]. Fundamental’nye i prikladnyye problemy chernoi metallurgii, vyp. 28, pp. 16-31 [in Russian].
7. Bol’shakov V. I., Chaika A. L., Lebed’ V. V., Sokhatskii A. A. (2015). Opyt i perspektivy primeneniia pyleugol’nogo topliva
v domennom proizvodstve Ukrainy [Experience and perspectives of using pulverized coal in blast furnace production in
Ukraine]. Metallurgicheskaia i gornorudnaia promyshlennost’, vyp. 2, pp. 6-11 [in Russian].
Представлено технологічний прийом збільшення витрати пиловугільного палива зміною приходу FeO з компонентами
шихти за рахунок збільшення вмісту FeO в агломераті та загрузки брикетів марки БЖС-Д. Показано вплив
запропонованого компенсуючого ресурсу у фактичних умовах роботи доменного цеху ПАТ «ДМК».
Захарченко В. М., Руденко Ю. Р., Руденко М. Р., Лебідь Ю. К.
Вплив компенсуючого ресурсу збільшення вмісту FeO у шихті при
вдуванні пиловугільного палива в горн доменної печі
Анотація
Ключові слова
Пиловугільне паливо, агломерат, вміст FeO в агломераті, брикети, доменна піч,
регресійний аналіз.
Zakharchenko V., Rudenko Yu., Rudenko N., Lebed’ Yu.
Influence of the compensating resource of increasing FeO content in the
charge when injecting pulverized coal into the blast furnace hearth
Summary
The article presents a technological method of increasing the flow rate of pulverized coal by imputing the FeO arrival with
the components of the charge due to increasing the FeO content in the agglomerate and loading briquettes of the grade
БЖС-Д. The influence of the proposed compensating resource in the actual operating conditions of the blast-furnace shop of
PJSC «Dneprovsky Iron & Steel Integrated Works» is shown.
Pulverized coal, agglomerate, FeO content in the agglomerate, briquettes, blast furnace, re-
gression analysis.Keywords
Поступила 23.03.17
|