Парахин Р.А. - Современный уровень подготовки кокса к доменной плавке по фракционному составу

Аннотация

Парахин Р.А. Усовершенствованная подготовка кокса к доменной плавке В данной работе описана современная схема подготовки кокса, ее достоинства в сравнении с текущей подготовкой. Описано качество, использоваемого в доменной печи, коксового орешка.

Общая постановка проблемы

Последние десятилетия отмечены значительным прогрессом доменной технологии. В связи с этим было увеличено производство доменных печей до 2,5-3,5 т/(м3•сутки), снижение расхода кокса до 250-350 кг/т чугуна.

Подготовка кокса в доменном цехе – это важный определяющий компо-нент доменной технологии принятый во всем мире. Развитие доменного про-цесса идет в сторону уменьшения количества и повышения качества кокса. Из 56 доменных печей Европы – 54 печи работают с подготовленным коксом. Показано, что заметное улучшение качества кокса (в том числе по реакционной способности и послереакционной прочности) является необходимым условием для сокращения его расхода в доменных печах путем замены другими видами топлива (в первую очередь пылеугольным). В зарубежной практике увеличения качества скипового кокса совместно с требования доменной технологии успешно решается за счет улучшения качества коксовой составляющей шихты и режима коксования. Показатель CSR составляет 60-65% и выше, реакционная способность – 25-30% и ниже.

В отечественной практике, в современных доменных печах Украины и России, по сей день используется традиционная, с середины прошлого века, схема подготовки металлургического кокса к доменной плавке (отсев фракции менее 18-30 мм перед загрузкой кокса в печь). Это в значительной мере сдерживает и ограничивает возможности совершенствования и повышения эффективности доменной технологии.

На металлургическом заводе ПАО «ЕМЗ» работа по подготовке кокса к доменной плавке начата в 2000 году, и в настоящее время на ДП №5 успешно внедрена современная схема, суть которой заключается в минимизации содержания в скиповом коксе как мелких (-36мм), так и крупных (+80мм) фракций. В нынешнее время схема подготовки кокса к плавке (с отсевом из него мелочи 18-33 мм) устарела. Выделения из отсева кокса коксового орешка (КО) и загрузка его в доменную печь в смеси с железорудной шихтой являются основной современной схемой подготовки кокса. Данная технология получила массовое промышленное внедрение в мире в 90-х гг. XX века: она обеспечила экономию 3...5% кокса, возможность повышения расхода ПУТ и сохранения при этом производительности печей, не требует значительных капитальных затрат.

Такая схема имеет ряд преимуществ:
• является сильнейшим компенсирующим средством при вдувании ПУТ.
• увеличение выхода в сумме скипового кокса и КО; снижения количества отсева кокса, отгруженного на аглофабрику;
• коксовый орешек интенсифицирует процесс прямого восстановления и это сопровождается благоприятными явлениями: в горн приходит меньше оксида; печь работает на низком температурном уровне.

При проведении экспериментов на ДП №1 было показано, что загрузке в печь КО 13,7 кг/т чугуна потери металлургического кокса снизились на 6,7 кг/т чугуна. Так же следует, что при размере коксового орешка 15-36 мм выход его из отсева металлургического кокса составляет 30 кг/т чугуна или 5,5%. Оптимальный размер орешка обеспечивает минимизацию потерь кокса и соответственно снижение перепада давления газа в рудной линзе шихты.

Качество коксового орешка характеризуется, прежде всего, наличием фракции менее 10 мм. Что в полной мере обеспечивается при использовании для высева коксового решка двухъярусных виброгрохотов (табл. 1).

Таблица 1 - Фракционный состав выделяемого коксового орешка

Ресурсами для повышения доли в шихте КО могут быть:
• повышение размера ячеек на ситах виброгрохотов для металлургического кокса до 35-40 мм;
• снижение размера ячейки на ситах двух или трехдечных виброгрохотов для производства КО до 5-7 мм;
• снижение содержания фракции >80 мм в скиповом коксе до 5 % высева из металлургического кокса фракции >80 мм, ее дробления до <80 мм, соответствующего отсева мелочи с производством из нее КО.

Выводы

Таким образом подготовка кокса к доменной плавке является неотъемлемой процедурой доменного процесса. Использование высококачественного кокса при выплавке чугуна позволяет значительно сократить расход наиболее дорогих материалов доменной плавки - природного газа и кокса, существенно интенсифицировать работу доменных печей и повысить их производительность. Внедрение комплекса разработанных технических решений приведет к получению дополнительной прибыли при производстве высококачественного кокса и использовании его для выплавки чугуна.