Эффективность вдувания природного газа и пылеугольного топлива при выплавке чугуна
Разработана методика расчета показателей доменной плавки, позволяющая на основе принципа полной и комплексной компенсации и компенсирующих мероприятий рассчитывать технологические режимы доменной плавки с заменой части кокса дополнительными топливами. Выполнены расчеты эффективности использования природного газа и пылеугольного топлива в условиях доменного цеха Енакиевского металлургического завода. Подтверждена высокая экономическая эффективность использования природного газа и пыле- угольного топлива в технологических условиях доменного цеха. Увеличение расхода природного газа от базового уровня (71,8 м 3 /т чугуна) до 110 м 3 /т чугуна обеспечивает соответственное повышение производительности доменной печи до 107,6 % и снижение расхода кокса до 417,3 кг/т чугуна (–38,4 кг/т чугуна, –8,42 %). Замена природного газа пылеугольным топливом в количестве 160 кг/т чугуна позволила полностью вывести его из состава дутья. При этом расход кокса снизился до 354,59 кг/т чугуна (–101,1 кг/т чугуна; –22,18 %). Повышение расхода пылеугольного топлива до 200 кг/т чугуна с компенсацией температурой дутья 1200 °С и кислородом дутья 25 % обеспечивает повышение производительности доменной печи до 105,8 % и снижение расхода кокса до 303,8 кг/т чугуна (–151,9 кг/т чугуна, –33,33 %). Высокая эффективность применения пылеугольного топлива в условиях Енакиевского металлургического завода объясняется меньшей его стоимостью по сравнению с природным газом, высоким содержанием углерода в угле и значительно меньшим влиянием на теоретическую температуру горения и другие технологические показатели.
Ключевые слова
Об авторах
Донецкий национальный технический университет
Украина
Доктор технических наук, профессор, научный консультант кафедры «Руднотермические процессы и малоотходные технологии»
Донецкий национальный технический университет
Украина
Кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Руднотермические процессы и малоотходные технологии»
Енакиевский металлургический завод
Украина
Начальник аглодоменной исследовательской группы аглодоменного отдела технического управления
Донецкий национальный технический университет
Украина
Старший преподаватель кафедры «Руднотермические процессы и малоотходные технологии»
Список литературы
1. Курунов И.Ф. Доменное производство Китая, Японии, Северной Америки, Западной Европы и России // Металлург. 2010. № 2. С. 69 – 77.
2. Shen F., Yang Т., Gao B. Technology progress and strategy in blast furnace ironmaking in China // Steel Research International. 2005. Vol. 76. No. 10. P. 676 – 682.
3. Zhang S., Yin H. The trends of ironmaking industry and challenges to Chinese blast furnace ironmaking in the 21st century. In: Proceedings of the 5th Int. Congress on the Science and Technology of Ironmaking (ICSTI`99) on October 20 – 22, 2009, Shanghai, China. Beijing: Chinese Society for Metals, 2009. Р. 2 – 15.
4. Production and technology of iron and steel in Japan during 2018 // ISIJ International. 2019. Vol. 59. No. 6. P. 939 – 955.
5. Naito M., Tekeda K., Matsui Y. Ironmaking technology for the last 100 years: deployment to advanced technologies from introduction of technological know-how, and evolution to next-generation process // ISIJ International. 2015. Vol. 55. No. 1. P. 7 – 35.
6. Dauwels G., Clairay S., Hess E. etc. Stable and efficient blast furnace operation with high PCI and low coke rate at Arcelor Mittal Flat Carbon West Europe // Rev. Met. Paris. 2007. Vol. 104. No. 5. P. 221 – 230.
7. Lacroix Ph., Dauwels G., Dufresne P. etc. High blast furnaces pro- ductivity operations with low coke rates in the European Union // Rev. Met. Paris. 2001. Vol. 98. No. 3. P. 259 – 268.
8. Товаровский И.Г. Доменная плавка. Эволюция, ход процессов, проблемы и перспективы. – Днепропетровск: Пороги, 2003. – 597 с.
9. Вегман Е.Ф. Металлургия чугуна / Под ред. Ю.С. Юсфина. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 774 с.
10. Ярошевский С.Л. Выплавка чугуна с применением пылеугольного топлива. – М.: Металлургия, 1988. – 176 с.
11. Рамм А.Н. Современный доменный процесс. – М.: Металлургия, 1980. – 303 с.
12. Китаев Б.И., Ярошенко Ю.Г., Лазарев Б.Л. Теплообмен в доменной печи. – М.: Металлургия, 1966. – 355 с.
13. Бабий В.И., Куваев В.Ф. Горение угольной пыли и расчет пылеугольного факела. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 208 с.
14. Ярошевский С.Л., Афанасьева З.К., Кузин А.В. Основные принципы расчета и организации технологии доменной плавки при замене дополнительными топливами 30 – 60 % кокса (оте- чественный и зарубежный опыт). – В кн.: Творческое наследие Б.И. Китаева // Тр. Междунар. науч.-практич. конф. 11 – 14 фев- раля 2009 г. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. С. 138 – 148.
15. Теория и практика производства и применения доменного кокса улучшенного качества / Ю.В. Филатов, Е.Т. Ковалев, И.В. Шульга и др. – Киев: Наукова думка, 2011. – 128 с.
16. Теория и практика подготовки металлургического кокса к доменной плавке / В.Г. Гусак, А.М. Кузнецов, А.В. Емченко и др. – Киев: Наукова думка, 2011. – 216 с.
17. Langer K. Injection of pulverized coal at Thyssen Krupp Steel // Stahl und Eisen. 2005. No. 11. P. 591 – 594.
18. Majeski A., Runstedtler A., D’alessio J., Macfadyen N. Injection of pulverized coal and natural gas into blast furnaces for iron-making: lance positioning and design // ISIJ International. 2015. Vol. 55. No. 7. P. 1377 – 1383.
19. Chai Y., Zhang J., Shao Q. etc. Experiment research on pulverized coal combustion in the tuyere of oxygen blast furnace // High Temp. Mater. Proc. 2019. No. 38. P. 42 – 49.
20. Ueki Y., Yoshiie R., Naruse I. Combustion behavior of pulverized coal and ash particle properties during combustion // ISIJ International. 2015. Vol. 55. No. 6. P. 1305 – 1312.
21. Babich A., Senk D., Born S. Interaction between co-injected substances with pulverized coal into the blast furnace // ISIJ International. 2014. Vol. 54. No. 12. P. 2704 – 2712.
22. Nozawa K., Kasai A., Matsui Y. etc. Combustion behaviors of fine coal and its impact on gas permeability at lower part of blast furnace under high pulverized coal rate operation // ISIJ International. 2011. Vol. 51. No. 8. P. 1336 – 1343.
23. Nomura S., Callcott T. Maximum rates of pulverized coal injection in ironmaking blast furnaces // ISIJ International. 2011. Vol. 51. No. 7. P. 1033 – 1043.
Источник