|
1.Актуальність теми Тема моєї магістерської роботи є досить актуальною в даний час, в період економічної кризи все нові інноваційні технології у промисловості направлені на умови мінімальної витрати і максимального прибутку. В умовах подорожчання природного газу основної коксозамещающей технологією є вдування ПВП. 2.Наукова цінність роботи Пошук альтернативних паливозаменітелей а також процес інтенсифікації доменної плавки, є головним завданнями доменного виробництва. Ефективність технології доменної плавки з вдуванням в фурму подрібненого кам'яного вугілля, що не коксується, визначається не стільки їх вартістю та хімсоставом, скільки умовами повної газифікації ПВП в межах окислювальної зони печі. Тому окрім тонкого помолу вугілля необхідно забезпечити їх рівномірне надходження до всіх фурмах печі. Заміна коксу пилевугільним паливом замість дорогого природного газу визначає один з головних напрямів підвищення ефективності доменного виробництва. 3.Практична цінність результатів роботи Практична цінність заміни природного газу на ПВП безпосередньо полягає в тому, що повна заміна приведе до підвищення всіх головних і основоположних характеристик і показників доменної плавки, до них відносяться: - однією з переваг застосування ПВП є його мінімальна дія на температуру фурми і вихід сурмових газів; - важливою гідністю ПВП є вище відношення С/Н. Наслідком низького значення С/Н для природного газу і мазуту є високі витрати тепла на дисоціацію з'єднань, що углеводородо-содержащих, великий вихід продуктів горіння, відносно низька температура горіння яка визначає необхідність температурної компенсації; - застосування ПВП забезпечує зниження витрати коксу за рахунок заміни вуглецю коксу вуглецем палива. Додаткове зниження витрати коксу при вдуванні ПВП викликано зменшенням непродуктивних втрат вуглецю; - при вдуванні в сурму доменної печі ПВП умови відновлення кремнію і вуглецювання заліза декілька поліпшуються, що визначає підвищення виходу продуктів плавки і зменшення окислювального потенціалу фурмених зон, яке сприяє зниженню частки кремнію і вуглецю, що окислюються на фурмах. Використання ПВП в доменних печах при порівняно високих капітальних витратах на системи його підготовки і подачі до печей, а також його розподіли по фурмам, порівняно швидко окупається за рахунок: – менших цін на вугілля; – економії капітальних витрат від виводу з ладу застарілих коксових печей і зменшення викидів в атмосферу при зниженні об'ємів коксохімічного виробництва; – зменшення частки низькоякісного вугілля для виробництва коксу, що дозволить поліпшити його якість; – зниження поточних витрат при вищому коефіцієнті заміни коксу вугіллям в порівнянні з природним газом. Огляд досліджень по темі в УкраїніВ даний час тільки на ОАО "ДМЗ" освоєна технологія з вдуванням в сурму пилеугольного палива (100-140 кг) на 1 тонну чавуну, що забезпечує зниження витрати коксу до 400 кг/т чавуну, підвищення продуктивності до 2100-2200 т/сутки. Промислова установка приготування і вдування пилевугільного палива в доменні печі Донецького металургійного заводу введена в експлуатацію в 1980 році, і працювала практично безперервно до 1996г. У 2002 р. на даній утсновке виконаний капітальний ремонт з елементами реконструкції м збільшенням потужності. На установці застосована і усовершщенствована найбільш прогресивна принципова схема компоновки устаткування, розрахована на індивідуальне і регульоване підведення ПВП в кожну фурму доменної печі. На основі нових засобів вимірювання і систем автоматики забезпечені безперервна подача ПВП в часі і по фурмам з нерівномірністю 5%, взриво- і пожаробезопасность устаткування. 
Огляд досліджень по темі в світіВ даний час найбільшого поширення за кордоном набула установка для приготування і пневматичної подачі пилеугольного палива в доменну пекти, розроблена фірмою Петрокарб . Вперше подібна установка (без пристрою для сушки вугілля) була випробувана на доменній печі об'ємом 465 м3 заводу фірми Ханна Фурнасе Корп. у Буффало (США), а потім створена і промислова установка в Стентоне (Англія).
 Малюнок 1. Схема установки для приготування і пневматичної подачі пилеугольного палива в сурму доменної печі (фірма Петрокарб, США): 1 - повітродувка; 2 - воздухоподогреватель; 3 - сушарка; 4 - дробарка; 5 - живильник; 6 - бункер сирого вугілля; 7- ковшовий елеватор; 8, 15 - циклони; 9, 12 - грохоти; 10, 16 - бункери підготовчого палива; 11 - ваговий живильник; 13, 18 - резервуари-живильники; 14, 19 - пилепровод; 17 - проміжний резервуар; 20 - фурма. На мал. 1 показана установка для приготування і пневматичної подачі пилеугольлого палива в сурму доменної печі. Особливостями цієї установки є індивідуальна подача вугільного пилу до фурмам доменної печі з резервуару-живильника 18, пневматичний спосіб дозування вугільного пилу, рівні гідравлічні опори трас, що підводять вугільний пил до фурмам. Відділення розподільно-дозування обладнане пристроями для зважування вугільного пилу в проміжному резервуарі 17, регуляторами витрати повітря і вугільного пилу на кожну фурму доменної печі. Витрата пилу на кожну фурму автоматично регулюється зміною витрати повітря і перепадом тиску між резервуаром і колектором гарячого дуття доменної печі в межах від 2,2 до 7,3 кг/мін.  Малюнок 2. Схема установки для підготовки і пневматичної подачі вугільного пилу в доменну пекти (фірма Бабкок-вількоко, США): 1-вентілятор рециркуляції повітря; 2 - дробарка; 3 - трійник для підведення нагрітого повітря; 4 - резервуар; 5 - турбоповітродувка; 6 - підігрівач повітря; 7 - верхній бункер сирого вугілля; 8 - елеватор; 9 - циклонний келлектор рециркуляції; 10 - мокрий скрубер; 11 - циркуляційний трубопровід; 12 - циклон; 13 - колектор повітря для пневмо-подачи вугілля в пекти; 14 - доменна пекти; 15 - магістральний трубопровід для подачі вугілля до печі; 16 - транспортер подачі сирого вугілля; 17 - повітропровід гарячого дуття; 18 - нижній бункер сирого вугілля; 19 - фурма. На мал. 2 зображена установка для підготовки і пневматичної подачі вугільного пилу 6 доменну пекти, розроблена фірмою Бабкок-вількокс (США). Вона відрізняється від установок фірми Петрокарб компактністю і конструктивним виконанням відділення приготування вугільного пилу і відділення розподільно-дозування . Вугілля розміром менше 38 мм і вологістю 6% доставляється у вагонах, розвантажується в нижній бункер 18 сирого вугілля, з якого елеватором 8 піднімається у верхній бункер 7 сирого вугілля. З бункера через конусні живильники і затвори вугілля поступає в резервуари замкнутої системи подачі вугільного пилу в доменну пекти, в яких здійснюється та, що попередня підсушила палива. Вугілля з нижнього резервуару 4 подається в дробарку 2, де піддається подрібненню і остаточній сушці нагрітим повітрям, яке нагнітається в дробарку 2 вентилятором /. Бункер готового пилу, перепускна камера і резервуар-живильник відділення розподільно-дозування замінені циклонами 12 з бункерами, розміщеними біля доменної печі. З бункера циклону вугілля безперервно вдувається у фурму 19 повітрям, нагрітим до 100°с, який подається з колектора 13. Установка обладнана пристроєм, що дозволяє рівномірно розподіляти вугілля по фурмам: витрата палива по окремих фурмам відрізняється не більше ніж на ±3%. ВисновокВ умовах істотного підвищення цін на природний газ з 2009 р. його заміна в доменних печах на пилеугольноє паливо в кількості до 200 кг на тонну чавуну дозволить зменшити витрату коксу 300 - 350 кг/т чавуну, підвищити продуктивність і понизити витрати на виплавку чавуну на 10-15% не дивлячись на збільшення капітальних витрат на будівництво углеподготовітельного відділення. Вимоги до якості шихти і дуття: – залізорудна частина повинна складатися із стабілізованих і відсіяних від дрібної фракції (фракції -5,0 мм) офлюсованих і частково відновлених ока-тишей і агломерату з максимальним відношенням Fe/SiO2; щоб на кожних 100 кг ПУТ на тонну чавуну вихід шлаку зменшувався на 32 кг, рекомендується використовувати металодобавки 200 кг/т чавуну; – кокс повинен мати максимальні значення гарячої міцності - CSR (більше 62%), мінімальні значення реакційної здатності - CRI (менше 28%) і фракци-онний склад +(40 - 80) мм; – вугілля повинне містити до 37% летючих і 12% золи і вдуватися в пекти у співвідношенні: до 60% легкозаймистих (марки Грама), останнє - висококало-рійниє (мазкий А, АС і Т); – вугільна зола повинна мати температуру плавлення більше 1400 °С; – співвідношення товщини шарів руді і коксу не повинно перевищувати 0,73; – дуття слід збагачувати киснем до величин 23 - 33% з розрахунку 0,5 - 0,8 м3 кисню/кг вугілля для підтримки теоретичної температури в межах 2000 - 2300 °С. Вимоги до технології доменної плавки: – для поліпшення газопроникності стовпа шихти і коксового «тотермана» рекомендується працювати з розпушеним центром печі, тобто неодружені подачі коксу фракції +45 мм завантажують в центр, а робочі подачі, що складаються з коксу фракції +40 мм, «коксового горішка» і залізорудних матеріалів, - у периферійну та проміжну зони колошника; – для досягнення максимального ступеня окислення вуглецю у фурм слід подавати кисень у факел горіння ПУТ, а вугілля нагрівати доменним газом з домішками стимуляторів горіння; – працювати необхідно на максимально допустимому тиску газу в печі; – для збереження об'єму зони циркуляції при збагаченні дуття киснем слід збільшити швидкість дуття зменшенням діаметру фурм і збільшенням їх висова в пекти; – розробити технологічні режими для компенсації теплоти в сурмі печі при короткочасних зупинках і подальших задуваннях доменних печей; – обладнати доменні печі необхідними системами контролю і управління витратою і розподілом вугільного пилу по фурмам і технологічними параметрамі доменної плавки. Надалі планується вдосконалення технології використання ПУТ у вигляді зниження ступеня подрібнення яка складає 0,03-0,05 мм, як з метою забезпечення повноти згорання, так і підвищення надійності і автоматизації роботи устаткування а також використання якіснішого вугілля. |