Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Производительность установки, т...................... 367500
Фактическое время работы установки, сут..................311
Удельная производительность, т/(м3-сут.).................3,2
Степень металлизации, %.................................92,9
Содержание углерода в окатышах, %.......................1,55
Количество мелочи < 3 мм, %..............................2,2
Расход электроэнергии, кВт-ч/т...........................200
Расход природного газа, м3/т......................... 387*
Расход воды, м3/т........................................5,0
* Расход природного газа 387 м3/т (14,4 ГДж/т) является в этом случае цеховым показателем и включает расход на очистку от серы в режиме регенерации молекулярных сит. При определении нетто-расхода энергии расход на очистку от серы вычитается, и таким образом получается расход энергии 10,8 ГДж/т.
442
Суммарный расход энергии составил 11,5 ГДж/т, в том числе энергия природного газа 10,8 ГДж/т.
В дальнейшем за счет освоения технологии расход природного газа был снижен до 320-340 м3/т металлизованных окатышей. Влияние производительности установки на удельный расход природного газа показано на рис. 4.186.
Для сравнения в табл. 4.64 приведены параметры процессов металлизации в шахтных печах по основным способам. Повышение температуры процесса металлизации является мощным резервом увеличения производительности печей независимо от способа металлизации.
Повышение температуры восстановления имеет большое значение для экономии природного газа и повышения устойчивости металлизованного продукта к вторичному окислению. По данным работы установки ХиЛ-Ш, при повышении температуры восстановления с 850 до 960 °С расход газа снижался на 0,625 ГДж, а производительность печи возрастала на 17 % (при степени металлизации продукта 90 % и содержании углерода 1,7 %).
Одним из эффективных (можно считать универсальных) способов повышения температуры процесса металлизации является офлюсование окатышей (известняком, известью, доломитом, оливином и т.д.), которое положительно действует сразу в нескольких направлениях: повышает восстановимость и прочностные свойства окатышей при восстановлении, способствует снижению спекаемости и вторичного окисления металлизованных окатышей, науглероживанию губчатого железа; кроме этого, офлюсование окатышей способствует улучшению шлакообразования и выводу кусковой извести из процесса при плавке их в электропечи.
Другим эффективным способом повышения температуры металлизации является работа шахтной печи на смешанной шихте с добавкой к окатышам высококачественных кусковых руд в количестве 10-30 %. Это позволяет не только снизить затраты на сырье (руда дешевле, чем окатыши), но и улучшить показатели работы установки, повысить ее производительность без ухудшения качества продукции. Однако применение кусковой руды связано с некоторыми недостатками: во-первых, кусковая руда имеет большую склонность, чем окатыши, к разрушению, что может привести к ухудшению газопроницаемос-
420 ^ 400 "Ч 380 1360 ^340 § 320 ? 300 280
Рис. 4.186. Влияние производительности шахтной печи 25 30 35 40 45 50 55 60
на удельный расход природного газа Производительность, т/ч
443
444
Таблица 4.64
Параметры процессов металлизации в шахтных печах
Процесс, фирма, завод,страна Удельная производительность, т/(м3*сут) Способ конверсии природного газа Восстановительный газ Колошниковый газ Действительная скорость газа в печи, м/с Зона охлаждения
способ охлаждения температура выхода из зоны, °С температура продукта, “С
по всей печи по зоне восстановления t,°C р, МПа t, °С р, МПа
на колошнике на уровне ввода в печь
Мидрекс, Г амбургер, Штальверке, ФРГ 4,5 7-9 Углекислотная 750-800 0,17 350- 450 0,12 2,7-3,1 Нет св. Оборотный цикл охлаждающего газа 350-400 40-50
Мидрекс, ОЭМК, Армко, Армко-Стил, США 3,2 3,0 Нет св. 3,8 и Паровая каталитическая (рекуператор) 700-710 760-770 0,2 0,24 400 0,13 0,14 Нет св. 2,9-3,3 Нет св. 1,8 *1 Охлажденным колошниковым газом •• Нет св. -"-
Пурофер, Тиссен, Нидеррайнише Хютгенверке, ФРГ 5,5 5,5 Углекислотная 900-1000 0,22 Нет св. 0,12- 0,2 Нет св. Нет св. 800
Ниппон Стил, Хирохата, Япония 10-13 10-13 Окисление мазута 900-1000 До 0,5 300- 400 0,45 1,2-1,5 1,5-2,0 Оборотный цикл охлаждающего газа Нет св. 1000
ВНИИМТ, БМК 0,75-1,8 1,2-2,8 Паровая каталитическая (регенератор) 700-800 0,11- 0,13 300- 350 0,1 1,7-2,5 1,1-1,3 Природным газом 50
ИГ АН Украины, Запорожсталь 5,5-8,1 8,8-13 Кислородная 850-900 0,22- 0,23 350- 450 0,2 3,0-3,8 1,9-2,3 Охлажденным колошниковым газом 40-70
ти столба шихтовых материалов; во-вторых, руда может содержать определенное количество серы, часть которой будет переходить в газ, что ухудшает показатели процесса конверсии природного газа. В связи с этим целесообразно использовать руду, чистую по сере.
Особенно эффективным способом интенсификации процесса производства губчатого железа в шахтных печах является также повышение давления восстановительного газа на колошнике до 0,4-0,6 МПа. В этом случае в результате вдувания большего количества восстановительного газа продолжительность восстановления железорудных материалов значительно сокращается и возрастает производительность печи. Другое преимущество заключается в том, что печь может работать без снижения ее производительности на сырье с более высоким содержанием мелочи и при более высокой температуре. Как показал опыт работы шахтных печей в Японии и Мексике, рабочая температура в печи достигала 900-1000 °С. Возможность работы при таких высоких температурах без слекообразования обусловлена в первом случае наличием в восстановительном газе сажи, которая оседала на поверхности окатышей (в массовом количестве 0,3-0,5 %), предотвращая их слипание в процессе восстановления, во втором случае — применением в шихте 5-10 % кусковой руды.
