Продукты доменного производства

Режим работы каупера

Рис. 9.6. Схема доменного производства

Каупер – аппарат цилиндрической формы диаметром 6-9 метров и высотой до 45 метров, выложен огнеупорным кирпичом.

Внутренне пространство каупера разделено на две части: камеру сгорания (4) и камеру с насадкой (5) из огнеупорного кирпича в виде решётки со сквозными каналами.

1) Газ, отводимый с верхнего конца доменной печи, содержит оксид углерода и другие газы, способные гореть. Этот газ по широким наклонным газоходам подводится к нижней части каупера, где, пройдя через пылевой фильтр, сжигается в камере горения.

2) Продукты горения поднимаются вверх, нагревая кирпичную насадку.

3) Когда насадка достаточно нагрета (1200-1300ºС), перекрывают подачу топлива и газа в камеру горения и включают воздуходувки, которые гонят воздух в фурмы доменной печи.

Для каждой доменной печи обычно предусматривают четыре каупера: два нагреваются, а два других подают горячее дутье. Потоки газа и воздуха периодически переключаются так, что непрерывно поддерживается заданная температура дутья.

В результате доменной плавки получают:

- литейный чугун, направляемый на изготовление изделий методом литья;

- передельный и специальный чугуны, перерабатываемые в сталь;

- доменный шлак, из которого производят различные строительные материалы (шлакобетон, шлаковату);

- доменный газ (до 30% CO₂), который отделяют от колошниковой пыли и используют как топливо в воздухонагревателях.

Интенсификация доменного процесса

Под интенсификацией понимают методы и приемы ускорения протекающих в доменной печи процессов с целью повышения ее производительности и улучшения показателей работы. К ним относят:

1. Применение сырья улучшенного качества, в том числе, офлюсованных железорудных материалов с повышенным содержанием железа и малосернистого кокса. Так, повышение содержания железа в агломерате на 1% увеличивает производительность печи на 2,5% при одновременном снижении УРК на 2%; уменьшение массы известняка на 0,1 т/т чугуна при замене обычного агломерата на офлюсованный, снижает УРК на 3%, а понижение содержания серы в коксе на 1%, соответственно, на 2,5%.

2. Повышение температуры воздушного дутья увеличивает поступление в печь физического тепла, что позволяет снизить расход кокса и, соответственно, вносимой с ним золы, и расход флюсов на ее связывание. Так, при повышении температуры дутья от 1000 до 1200С УРК снижается на 5%.

3. Обогащение воздушного дутья кислородом увеличивает скорость горения топлива и последующих процессов образования восстановителей и восстановления оксидов железа, уменьшает количество тепла, выносимого из печи с балластным азотом воздуха. Так, при повышении содержания кислорода в дутье с 21 до 30% об. УРК снижается на 9%, а производительность печи увеличивается на 10%. При более высоком содержании кислорода в печи развиваются излишне высокие температуры, что может вызвать подвисание шихты и замедление плавки.

4. Повышение давление газов в печи увеличивает количество воздуха, подаваемого в печь и форсирует ее работу. При этом, за счет лучшего использования газообразных восстановителей снижается расход топлива и вынос пыли с газом. Так, применение давления на колошнике снижает УРК на 3—7% и повышает производительность печи на 4—15%.

5. Использование природного газа. Стоимость кокса составляет до 50% себестоимости выплавляемого чугуна, к тому же запасы коксующихся углей ограничены. Замена части кокса природным газом обогащает газовую фазу восстановителями, в том числе, водородом, снижает температуру в горне при использовании обогащенного кислородом дутья, повышает удельный вес процессов косвенного восстановления оксидов железа и уменьшает количество образующейся золы и, следовательно, шлака. Применение природного газа повышает производительность печи на 15—20%.