Аннотация
Афанасьева З.К., Яшин И.Н. Анализ работы доменной печи Енакиевского металлургического завода в новых шихтовых условиях. В данной работе с помощью программы Excel был выполнен расчет перспективных технологических режимов, на основе методики профессора А.Н. Рамма. Выполнена оценка влияния расхода вдувания дополнительных видов топлива на ТЭП работы доменной печи. В наличии - таблицы для оценки результата вычислений.
Общая постановка проблемы
За последние 50 лет, внедрение инноваций и применение компенсирующих мероприятий в доменном производстве позволило странам Запада и Азиатского региона повысить качество готового продукта и снизить его конечную стоимость, что предопределило лидирующее положение этих стран по выпуску чугуна и стали [1].
Стоит отметить следующие тенденции, к которым стремятся доменщики в этих странах: снижение расхода кокса до уровня 250-300 кг/т чугуна; применение высококачественного агломерата с содержанием железа более 57 % и повышенной основностью; повышение температуры дутья до 1200оС и более; применение офлюсованных окатышей; снижение выхода шлака до 250 кг/т чугуна и ниже и др.
В связи с кардинальным изменением шихтовых условий Енакиевского металлургического завода в 2016-17 годах, необходимо выполнить анализ работы доменного цеха в современных шихтовых условиях, при вдувании таких дополнительных топливных добавок, как ПУТ и ПГ [2].
Цель работы
Цель работы – анализ работы доменной печи Енакиевского металлургического завода в новых шихтовых условиях, при повышении вдувания дополнительных видов топлива.
Содержание работы
Для анализа технико-экономических показателей в старых и новых шихтовых условиях, была выбрана работа доменной печи №5 полезным объемом 1513 м3 в двух периодах: первый период – июль 2016 г., второй – август 2017 г. (новые шихтовые условия) (табл. 1).
В табл.1 представлены показатели работы доменной печи № 5 в 2016 году (при вдувании ПУТ и на шихте Криворожского бассейна) и в 2017 году (при вдувании ПГ и на шихте российских месторождений).
Как видно из табл. 1, применение окатышей Госрезерва позволило снизить на 1 т чугуна расход сырого известняка с 44,7 до 6,9 кг и, как следствие, снизить выход шлака на 81,1 кг благодаря работе на кислых шлаках и повышенному содержанию серы в чугуне.
Стоит отметить тот факт, что шихтовые условия в 2016 г. неблагоприятны по такому показателю, как выход шлака. Высокий выход шлака снижает преимущества вдувания ПУТ в доменную печь, по сравнению с вдуванием ПГ. Поэтому, с учетом изменения шихтового состава в 2017 году, экономически целесообразным будет возврат к вдуванию ПУТ, при одновременном снижении или выводе из состава дутья ПГ. Применение ПУТ позволяет достичь более высоких технико-экономических показателей (ТЭП) доменной плавки.
Для оценки влияния расхода вдувания дополнительных видов топлива на ТЭП работы доменной печи, выполнен расчет перспективных технологических режимов по программе Excel, на основе методики профессора А.Н. Рамма, для определения влияния на расход кокса и производительность различных факторов режима плавки [3].
За базовый период работы доменной печи выбран август 2017 г. Далее, были выполнены расчеты при постепенном увеличении расхода ПГ до 100 м3/т чугуна. Получено снижение расхода кокса до 472,6 кг/т чугуна. Однако, в связи с высокой ценой на ПГ, существенно увеличивается себестоимость чугуна. Вдувание ПГ более 71,8 м3/т чугуна (база) не является экономически целесообразным (табл. 2).
В связи с вышеизложенным, следующие расчетные режимы были выполнены при работе доменной печи на базовой шихте, при замене пылеугольным топливом природного газа вплоть до полного его отсутствия (табл. 3 и 4). Шихтовые условия остались без изменений, а дутьевые параметры – изменены в сторону увеличения.
В табл.3 показаны результаты при увеличении температуры дутья до 1200°С, что легко осуществимо благодаря наличию воздухонагревателей Калугина. Полученные результаты дают основания рекомендовать режим с вдуванием 160-180 кг/т чугуна ПУТ, т.к. скорость газа в распаре и уровень теоретической температуры лимитируют дальнейшее повышение расхода ПУТ.
В табл.4 показаны результаты, при увеличении содержания кислорода в дутье (до 25%) и при повышении расхода вдувания ПУТ. Компенсация повышением содержания кислорода привела к следующим результатам на 1 т чугуна: вдувание ПУТ на уровне 200 кг, снижение расхода кокса на 156,5 кг и себестоимости на 715,21 руб.
Таким образом, анализ работы доменной печи в новых шихтовых условиях показал, что замена окатышей СевГОК на окатыши Госрезерв, при изменении дутьевых показателей, позволила снизить на 1 т чугуна расход сырого известняка с 44,7 до 6,9 кг и, как следствие, снизить выход шлака на 81,1 кг. В связи со снижением выхода шлака, созданы благоприятные условия для увеличения расхода ПУТ. Стоит также отметить, что вывод ПГ из состава дутья – самая главная компенсация для увеличения расхода ПУТ.
Результаты расчетов показывают возможность реального освоения технологии вдувания ПУТ в количестве до 200 кг/т чугуна при полном выводе ПГ из состава дутья, в новых шихтовых условиях, при снижении расхода кокса до 330 кг/т чугуна. Однако дальнейшее повышение расхода ПУТ необходимо компенсировать за счет дальнейшего повышения содержания железа в агломерате и его основности, снижения конвертерного шлака до 50 кг/т чугуна, повышения температуры дутья и кислорода в дутье и др.
Список использованной литературы
- Савчук, Н.А. Доменное производство на рубеже XXI века / Н.А. Савчук, И.Ф. Курунов // Новости черной металлургии за рубежом. Часть II. – 2002. – 42 с.
- Ярошевский, С.Л. Пылеугольное топливо – реальная и эффективная альтернатива природному газу в металлургии / С.Л. Ярошевский. – Донецк: Норд Компьютер, 2006.– 16 с.
- Рамм, А.Н. Современный доменный процесс / А.Н. Рамм. – М.: Металлургия. – 1980. – 304 с.