1.4 Пиловугільне паливо

1. 3 Мазут

Мазут надає аналогічне природному газу вплив на доменну плавку. Відмінність полягає в тому, що мазут при горінні у фурм вносить в піч більше тепла (через меншу теплоти розкладання і більшої кількості вуглецю), утворює в горні дещо менше горнових газів і вносить в піч менше водню.

Теплота згоряння мазуту у фурм становить 6100-6400 кДж / кг, т. Е. Трохи менше, ніж для коксу, і значно більше, ніж для природного газу. Вдування мазуту в горн викликає деякий (але менше в порівнянні з природним газом) зниження температури в горні печі. Досвід промислового виробництва показав, що 1 кг мазуту економить 0, 9-1, 3 кг коксу. При перерахунку з коксу на вуглець коксу коефіцієнт заміни 1 кг вуглецю коксу на 1 кг вуглецю мазуту kт складе наступну величину: допускають, що коефіцієнт заміни дорівнює 1, 2 кг / кг; в 1, 2 кг коксу (при содержанії вуглецю в коксі 85%) міститься 1, 2-0, 85 = 1, 02 кг вуглецю; в 1 кг мазуту, що містить 84% вуглецю, знаходиться 1, 0 * 0, 84 = 0, 84 кг вуглецю. Тоді коефіцієнт заміни складе 1, 02 / 0, 84 = 1, 21 кг вуглецю коксу / кг вуглецю мазуту, що істотно нижче, ніж в разі заміни коксу природним газом. Зі збільшенням кількості вдуваемого мазуту економія коксу і коефіцієнт заміни коксу мазутом знижуються. На рис. 1, 2 приведена залежність коефіцієнта заміни коксу мазутом від кількості введеного в горн мазуту. [8]

Основний ефект впливу мазуту пов'язаний з прямою заміною вуглецю коксу вуглецем мазуту. Оскільки в піч вноситься водню значно менше, ніж з природним і коксівним газами, вплив поліпшення відновних умов, зокрема зниження ступеня прямого відновлення, проявляється в меншій мірі.

У порівнянні з природним газом і коксом мазут вносить в піч більше сірки. Однак промисловий досвід показав, що на вміст сірки в чавуні це не впливає.

Певною проблемою є транспортування мазуту в печі і його рівномірна подача в зону горіння. Висока в'язкість холодного мазуту викликає необхідність деякого його підігріву.

Обмеження кількості вдуваемого в піч мазуту ті ж, що і в разі використання природного газу, а саме, погіршення газодинаміки плавки і зниження температури в горні печі. Вдування великої кількості мазуту в горн перешкоджає також ту обставину, що в фурменої зоні горить тільки частина мазуту; виділяється сажистий вуглець порушує хід плавки.

Рис. 1. 2 Залежність коефіцієнта заміни коксу мазутом від витрати

мазуту

1. 4 Пиловугільне паливо

В умовах України, що має великі запаси некоксівне вугілля, однією з

найбільш перспективних визнана технологія доменної плавки з вдуванням пиловугільного палива (ПВП). Кожен 1 кг ПВП замінює 0, 9 - 1, 0 кг коксу. Приготування пиловугільного палива супроводжується значно меншим забрудненням атмосфери і водного басейну, ніж виробництво коксу. На ДМЗ впроваджено технологію доменної плавки з одночасним вдуванням в горн печі ПВП і природного газу, де були досягнуті високі техніко-економічні показники: питомі витрати коксу - 365, 2 кг / т, ПВП - 90, 1 кг / т, природного газу - 82, 2 м3 / т чавуну при температурі дуття 1109 0С. В Японії і Китаї витрата ПВП, вдуваемого в горн доменних печей, досягає 240 - 260 кг / т чавуну. Умовами високої витрати ПВП є високі значення механічної міцності коксу і рудних матеріалів, вмісту заліза в шихті і температури дуття.

Головною перевагою ПВП є використання некоксівне вугілля при коефіцієнті заміни дефіцитного коксу, близьким до одиниці. Унаслідок незначної теплоти розкладання летючих складових вугілля (менше 1, 5 МДж / кг) і невеликого обсягу горнових газів (1, 5 м3 / кг вугілля) можна такого вугілля спалювати більше, ніж природного газу при однаковій теоретичної (адіабатичній) температурі горіння.

Основні вимоги до складу вугілля або концентратів, які застосовуються для поотримання ПВП, наступне: вміст золи - 8... 12%; сірки - не більше 1%; летучіх- не більше 35%. Головними технологічними вимогами до ПВП є: крупність помелу вугілля (вміст фракції -80 мкм - не менше 80%, фракції -100 мкм -95%); вологість - менше 1% (недовго допускається до 1, 3%); стабільний хімічний склад. Використання ПВП веде до зниження частки коксу і порозности шихти, а також теоретичної температури горіння в фурменої зоні печі. Теоретичні дослідження, аналіз результатів досвідчених і промислових плавок, проведених в Україні та за кордоном, показують, що при величині коефіцієнта заміни дорівнює одиниці і збереженні на базовому рівні або збільшенні теоретичної температури горіння підвищення витрати ПВП не викликає погіршення базових значень основних техніко-економічних показників доменної плавки. [12]

Стосовно до доменної печі № 2 розглянутого підприємства програму заміни ПГ на ПВП реалізовували розрахунковими і технологічними методами з витратою останнього до 150 кг / т чавуну. Після проведення розрахунків за кількома варіантами, використовуючи різні марки ПВП із застосуванням спеціально розробленої програми «Шихта-N», аналізували зміни технологічних параметрів доменного процесу при ступінчастою заміні ПГ на ПВП. Основним компенсує фактором було зниження витрати ПГ. Дослідженням встановлено, що оптимальна величина коефіцієнта компенсації ПВП-ПГ для даних технологічних умов становить 1, 0... 1, 5 кг ПВП / м3 ПГ. Збагачення дуття киснем визначило значне зниження виходу горнових газів на 1 т \ чавуну і підвищення рівня оптимальної теоретичної температури горіння до2100... 2150 ° С.

Вдування в горн печі 100 кг ПВП / т чавуну в поєднанні з описаними вище

компенсують заходами забезпечує зниження витрати коксу з 540 до 382 кг / т чавуну. Як показує зростання теоретичної температури горіння (Тт. г) з 2050 до 2150 ° С, освоєння ПВП-технології здійснюється в найбільш сприятливому режимі сверхкомпенсации. Про це також свідчать рівень продуктивності печі, що перевищує наведений до рівних умов розрахунковий, значне підвищення ступеня використання відновлювальної та теплової роботи горнових газів.

В ході проведення технології з вдуванням ПВП в якості основних факторів, що сприяють підтриманню оптимального режиму повної і комплексної компенсації, використовували: коригування Тт. г зміною змістів кисню і вологості дуття, сталість температури дуття, зниження витрат, а також сірчистості і тоніни помелу ПВП, а також зменшення діаметра повітряних фурм для повного спалювання ПВП. Зменшення витрат ПГ призводить до зниження вмісту водню в горнових газі - більш активного відновника, ніж монооксид вуглецю (СО), тому ступінь використання газу зменшується на 2, 5... 3, 0%, а ступінь прямого відновлення зростає на 10... 12%, що супроводжується значним перевитратою вуглецю. Він міг бути ще більшим, якби температуру горна не підтримували на оптимальному рівні компенсаційними мерамі. В процесі заміни ПГ на ПВП прагнули зберегти витрата коксу на базовому рівні. При цьому ступінь компенсації витрат ПГ пиловугільним паливом склала приблизно 1, 25... 1, 30 кг ПВП на 1 м3 газу, тобто відповідає коефіцієнту заміни коксу на рівні 0, 75... 1, 04 кг коксу на 1 кг ПВП, що дещо менше, ніж досягнуто на зарубіжних доменних печах. На це вплинули компенсаційні заходи по перегріву горна зі збільшенням витрати ПВП: зменшення температури дуття і збільшення його вологості, а також порівняно низька якість ПВП. [11]

Заміна ПГ пиловугільним паливом сприяє підвищенню нагріву горна за

рахунок більшої калорійності ПВП і зменшення обсягу горнового газу за рахунок меншого вмісту водню в ньому. Збільшення ж витрати ПВП викликає зниження Тт. г в фурменої зоні печі. Згідно з розрахунками, питоме зниження Тт. г становить: для ПВП з вугілля марки Т - 1, 0... 1, 3 ° С, для ПВП з вугілля марки Г -1, 35... 1, 65 ° С на кг ПВП / т чавуну. Освоєння на доменній печі № 2 ВАТ «Металургійний комбінат« Запоріжсталь »технології з вдуванням 0... 130 кг ПВП на 1 т чавуну супроводжувалося зниженням витрати коксу з 538 до 424 кг / т чавуну при одночасному зниженні витрат ПГ від 100 до 0 м3 / т чавуну. Сумарна економія коксу досягає 114 кг / т чавуну, що більш ніж в два рази перевищує ефективність технологічного режиму з вдуванням в горн суміші ПГ + О2. Коефіцієнт заміни коксу при цьому зростає з 0, 8 кг / м³ ПГ до 1, 03 кг / кг ПВП (рис. 1. 3).

Зниження витрати коксу супроводжувалося зростанням Тт. г з 2083 ° С при максимальній витраті ПГ і відсутності ПВП до 2213 ° С при відсутності ПГ і максимальній витраті ПВП - 130 кг / т чавуну. При заміні ПГ на ПВП в горнових газі знижується вміст водню, який є активним интенсификатором непрямого відновлення заліза. Його замінює СО, що утворюється при горінні вуглецю ПВП. При горінні ПВП виділяється надлишкова теплота, яка сприяє розвитку ступеня прямого відновлення. Тому оптимальне значення Тт. г при використанні ПВП буде більшим, ніж при використанні ПГ.

Співвідношення витрат ПВП (кг / т · год) / ПГ (м³ / т · год)

1 (Vд) – витрата дуття м³ / хв.; 2 (wд) - вміст кисню в дуття, %;

3 (jд) - зміст вологи в дуття, %;; 4 (DР) - загальний перепад тиску газів в печі, кПа;; 5 (Тт. г) - теоретична температура горіння, ° С;; 6 (h) - КІПО м³ · добу / т чав; 7 (Ір) - інтенсивність плавки по руді, т / т..; 8 (Ксух) - итрата сухого коксу, кг / т чав; 9 (Іс) - нтенсивність плавки за сумарним вуглецю т / (м ³ · добу); 10 (К. З. ) - коефіцієнт заміни коксу кг / кг ПВП (м ³ ПГ)

Рис. 1. 3 Зміна технологічних параметрів плавки в доменній

печі при заміні природного газу пиловугільним паливом

На закінчення слід зазначити, що доменним виробництвом металлургіче-

ських підприємств України витрачається 3, 5 млрд. м3 ПГ в рік. Переклад семи основних доменних цехів України на вдування ПВП дозволить скоротити обсяг ПГ більш ніж на 60%. Масштабне впровадження даної технології призведе до зменшення собівартості 1 т українського чавуну на 10... 15%. Разом з супутнім зниженням витрати коксу (на 20... 25%) це дозволить зменшити собівартість 1 т українського чавуну на 35... 40 доларів. (Рис. 1. 4)

Рис. 1. 4 Залежність витрати коксу від кількості ПВП, що

подається в доменну піч

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 Следующая ⇒