Доменный цех

Доменный цех комбината имеет в своем составе 6 действующих доменных печей суммарным полезным объемом 9986м³: ДП-1 – 1233м³; ДП-2-1719м³ ;ДП-3 –1800м³; ДП-4 – 2002м³; ДП-5 – 1513м³; ДП-6 – 1719м³.

Доменная печь №2 введена в эксплуатацию в апреле 2006 года после реконструкции с увеличением объема с 1233м³ до 1719м³. В 1-м квартале 2008 года на ДП№3 был проведен капитальный ремонт 1-го разряда

Каждая доменная печь имеет по 4 воздухонагревателя, их кладка выполнена из высокоглиноземистого кирпича.

Структурная схема доменного цеха приведена на рис.4, краткая техническая характеристика доменных печей и их оборудования приведена в таблице.

Печи работают на подготовленном

железорудном сырье (офлюсованный

агломерат, окатыши), марганецсодержащем

сырье, известняке и коксе.

Складирование и усреднение сырых материалов

производят на рудном дворе. Подготовленное сырье

(агломерат, окатыши), металлодобавки и кокс

разгружаются в бункеры доменного цеха, из которых

они подаются в печь.

Конечным продуктом доменной плавки

являются чугун, шлак и доменный газ.

Чугун разливается в 140 и 100 чугуновозные ковши

и направляется в сталеплавильные цехи и литейный

цех, шлак – в отделение шлакопереработки для

производства строительных материалов.

Доменный газ подвергается очистке в пылеуловителе и скруббере и используется в доменном цехе для отопления воздухонагревателей, в прокатных цехах - в качестве технологического топлива, в коксохимическом производстве - для отопления коксовых батарей.

Колошниковая пыль, уловленная в процессе очистки доменного газа в пылеуловителе, используется в качестве компонента агломерационной шихты при производстве агломерата.

Для интенсификации доменного процесса применяется дутье, обогащенное кислородом, с вдуванием в горн природного газа. Нагрев воздушного дутья осуществляется в воздухонагревателях до температуры 1000÷1200 ⁰С.

Таблица 3 Техническая характеристика доменных печей

Наименование Агрегата	Год ввода в строй	Техническая характеристика по состоянию на настоящее время	Проектная мощность / производственная мощность 01.01.07 г. / объем производства чугуна в 2006 году, тыс.т/год	Примечание
ДП№1	1933г.	Полезный объем 1233м^3. Оборудована 2-я чугунными летками, 1-й шлаковой леткой, 20-ю воздушными фурмами. Имеет типовое двухконусное загрузочное устройство.	710.0 / 768.0/588.7	В 2005 году выполнен расширенный капитальный ремонт 3-го разряда
ДП№2	1934г.	Полезный объем 1719м^3 Оборудована 2-мя чугунными летками, 20-ю воздушными фурмами и типовым двухконусным засыпным аппаратом	1100/1100/996	Пущена в эксплуатацию после реконструкции в апреле 2006 года
ДП№3	1938г.	Полезный объем 1800 м^3. Имеет 2 чугунные летки, бесконусное загрузочное устройство. Оборудована 24-я воздушными фурмами	1100.0 / 1100.0/990.5	В 2008 году выполнен капитальный ремонт 1-го разряда

Продолжение таблицы 3

ДП№4	1940г.	Полезный объем печи 2002 м^3. Печь имеет 2 литейных двора, по 1 чугунной летке на каждом дворе. Оборудована 24-я воздушными фурмами. Загрузка материалов осуществляется БЗУ	1300.0 / 1300.0/ 1050.6	В 1999 году выполнен капитальный ремонт 1-го разряда с реконструкцией
ДП№5	1958г.	Полезный объем 1513 м^3. Предусмотрены 1 чугунная и 2 шлаковые летки. Установлен 2-х конусный засыпной аппарат. Печь оборудована 18-ю воздушными приборами	1000.0 / 1081.0/ 867.5	В 2002 году выполнен капитальный ремонт 2-го разряда
ДП№6	1959г.	Полезный объем 1719 м^3. На одном литейном дворе расположены 2 чугунные летки. Засыпной аппарат типовой конструкции. Печь имеет 18 воздушных фурм	1050.0 / 1138.0/ 950.7	В 2003 году введена в эксплуатацию после капитального ремонта 1-го разряда с модернизацией
Итого по цеху		Полезный объем – 9986м^3	6260.0 / 6487.0/ 5444

Для обеспечения конвертерного цеха

чугуном с требуемым содержанием серы осуществляется десульфурация чугуна. Структурная схема отделения десульфурации чугуна представлена на рис.5, на рис.5а –схема прохождения чугуна от доменного цеха до конвертерного цеха с учетом проведения процесса десульфурации у ковше в ОДЧ.

Десульфурация чугуна происходит в 140-тонных чугуновозных ковшах в отделении десульфурации чугуна (ОДЧ) доменного цеха путем вдувания магниевого реагента в струе природного газа, азота или воздуха через погружную фурму.

Основной технологический участок включает 10 секций для обработки чугуна в 140-тонных ковшах. Секции скомпонованы вдоль двух железнодорожных путей (по 5 в каждой линии). В основном здании размещаются такие участки: хранения и распределения магния по секциям, изготовления фурм и ремонта технологического оборудования. Вне основного здания размещены газоочистка отходящих газов, включающая циклоны и установка осушки газа носителя. Каждая из 10 секций оборудована двумя расходными бункерами, передвижной тележкой с двумя штангами на которых закреплены огнеупорные фурмы. Фурмы погружаются в ковш с чугуном через направляющую трубу.

В зависимости от заказов на различные марки стали, производственным отделом формируется на будущий месяц плановый сортамент. Исходя из этого сортамента, планируются объемы чугуна с различным содержанием серы: 0,010-0,020%; 0,005-0,010%; менее 0,005%. В зависимости от требуемой серы в чугуне устанавливаются нормы расхода магния:

0,010-0,020% - 0,510 кг/т

0,005-0,010% - 0,700 кг/т

менее 0,005% - 0,800 кг/т.

Используемый магний в УДЧ поступает со склада УСХ и непосредственно от поставщика в цементовозах.

Магний поступает от трех поставщиков:

ООО «Соликамский завод десульфураторов» - магний первичный виброфрезерованный с содержанием магния 99% и 85%;

ООО «ОНВИ» - сплав магниевый гранулированный (вторичный), получаемый с помощью центробежного разбрызгивания магниевых сплавов с солевыми добавками, массовая доля магния активного не менее 80%, алюминия не более 12%.

Первичный гранулированный магний производимый в Китае, содержание магния 99,9%.

Магний китайского производства и ООО «Соликамского завода десульфураторов» поступает в полиэтиленовых мешках типа «Биг-бэг» (емкостью до 1т) на склад управления складского хозяйства, где проходит входной контроль. Затем на складе его перегружают в хопры-цементовозы и направляют в отделение десульфурации чугуна. Цементовозы после загрузки не провешиваются.

Магний вторичный ООО «ОНВИ» поступает непосредственно от поставщика в цементовозах. Вагоны провешиваются на весах №1 ж/д станции «Сортировочная». Входной контроль качества проводится в УДЧ.

Исходя из конкретного сортамента выплавляемых марок стали в течение суток заказ на продувку чугуна с заданной серой производится начальником смены конвертерного цеха и сообщается мастеру УДЧ и диспетчеру комбината. Мастера УДЧ обрабатывают чугун до заданной серы в соответствии с заказами начальников смен ККЦ и сообщают диспетчеру доменного цеха.

После десульфурации чугун направляется в отделение скачивания шлака (ОСШ), где скачивается сернистый шлак. После ОСШ обработанный чугун подается в миксера ККЦ. В зависимости от сортамента чугун разделяют по миксерам, в один «чистый» сливается низкосернистый чугун с серой 0,005-0,010%, в другой «грязный» чугун с серой до 0.020%.

Топливом в доменном процессе является кокс. Используется кокс коксохимического производства (КХП) ОАО «МК «Азовсталь» (бывшего ОАО «Маркохим», с 20 декабря 2005г. вошедшего в состав меткомбината) и Авдеевского коксохимического завода. Комбинат «Азовсталь» работает на криворожском железорудном сырье (окатыши ЦГОК и СевГОК). В доменном производстве в качестве флюса применяется известняк.

Подготовка шихты. Сырьевые материалы доставляются на рудный двор доменного цеха железнодорожным транспортом. Между рудным двором и доменными печами расположена бункерная эстакада. Бункерная эстакада расположена параллельно линии печей и представляет собой сооружение, состоящее из ряда отдельных бункеров и обслуживающего их оборудования. Она предназначена для механизации набора и подачи материалов в печь, а также для создания необходимого запаса шихтовых материалов непосредственно у доменной печи. С помощью вагон-весов осуществляется набор материалов из бункеров по заданной программе, их взвешивание, транспортировка к скиповой яме и выгрузка в скипы. Материалы на колошник доменной печи доставляются скиповым подъемником. Скиповый подъемник состоит из наклонного моста, двух скипов и скиповой лебедки.

Движение газов и шихты в доменной печи. Загруженные на колошник шихтовые материалы начинают постепенно опускаться вниз и проходят путь от колошника до горна за 5-8 часов, а газы, движущиеся им навстречу, за 2-10 с. При опускании вниз загруженные на колошник холодные материалы непрерывно омываются движущимися вверх горячими восстановительными газами, образующимися в горне при сжигании топлива в кислороде дутья.

За время движения материалов сверху вниз успевают произойти все физико-химические превращения необходимые для получения чугуна и шлака.

Причины опускания шихтовых материалов:

1) горение кокса перед фурмами и образование свободного пространства;

2) уменьшение объема материалов вследствие уминки;

3) переход в жидкое состояние;

4) периодический выпуск из печи чугуна и шлака.

Скорость движения материалов по сечению печи не одинакова. Наибольшая скорость наблюдается над очагами горения кокса и в направлении к центру печи она снижается. Движение газов происходит вследствие давления, возникающего в горне в результате подачи дутья. На характер движения и распределение газов в доменной печи оказывает влияние качество шихтовых материалов и распределение их при загрузке на колошнике печи. Следовательно, шихта должна быть соответствующим образом распределена на колошнике печи, чтобы обеспечить оптимальную газопроницаемость. У стен и в центре печи необходимо располагать кусковой материал (крупные куски кокса и агломерата), а в промежуточной зоне сосредотачивать более мелкие фракции железорудной части шихты.

Химические реакции, протекающие в доменной печи. В доменной печи происходят реакции окисления и восстановления. Основным восстановительным процессом в печи является восстановление оксидов железа, которое при температуре более 843 К идет в три ступени, а при температуре менее 843 К – в две. Восстановление оксидов железа оксидом углерода и водородом с образованием углекислого газа и воды принято называть косвенным, а восстановление углеродом с образованием СО – прямым восстановлением. С восстановлением оксидов железа восстанавливаются и другие оксиды. Оксиды, прочность которых ниже прочности соответствующих оксидов железа (MnO₂, Mn₂O₃, CuO, NiO) восстанавливаются при сравнительно низких температурах. Оксиды, прочность которых выше прочности оксидов железа (A1₂0₃, MnO, SiO₂, TiO₂) восстанавливаются при высоких температурах. Оксиды элементов, химическое сродство к кислороду у которых больше, чем у углерода, в доменной печи не восстанавливаются и полностью переходят в шлак. Это оксиды алюминия, магния, кальция. Также в доменной печи идет испарение влаги шихты, и восстановление из нее водорода; происходит разложение карбонатов, выделяется углекислый газ.

Образование чугуна. Образование чугуна в доменной печи начинается при сравнительно низких температурах в результате растворения углерода в восстановленном железе. Марганец и хром увеличивают содержание углерода в чугуне, а кремний и фосфор уменьшают.

Образование шлака. Кроме чугуна в доменной печи образуется жидкий шлак. Основными компонентами шлака являются оксиды кальция, кремния, алюминия, магния и т.д. Различают три вида шлака: первичный, промежуточный и конечный. Первичный образуется при расплавлении наиболее легкоплавких химических соединений. Его состав и горизонт начала образования непостоянны. По мере опускания первичный шлак нагревается, его состав изменяется, а количество увеличивается. При повышении температуры в шлаке растворяются оксиды кремния, алюминия и кальция. На горизонте фурм в шлак переходит зола кокса. Этот шлак называется промежуточным. Ниже уровня фурм, в горне, где происходит окончательное разделение чугуна и шлака, образуется шлак с окончательным составом – конечный, который и выпускается из печи.

Выпуск чугуна и шлака. В нижней части горна расположена чугунная летка. Для выпуска чугуна рассверливают отверстие диаметром 40÷100 мм в огнеупорной массе и по леточному каналу чугун попадает в желоб для чугуна. После выпуска чугуна отверстие вновь забивают огнеупорной массой. В стенке горна расположена шлаковая летка, через которую выпускают шлак. Выпуск чугуна и шлака должен производиться строго по графику. Выпуск верхнего шлака начинают через 40-50 минут после выпуска чугуна и с небольшими перерывами продолжают до последующего выпуска чугуна с тем, чтобы обеспечить максимальную выдачу шлака через шлаковые летки.

Отвод колошникового газа из печи и его дальнейшее использование. Колошниковый газ, выходящий из доменной печи, используется в качестве топлива. При сжигании одной тонны кокса в печи образуется около 5000 м³ газа. Колошниковый газ используется для отопления доменных воздухонагревателей, коксовых, мартеновских и нагревательных печей и котельных установок. Для устранения отрицательного воздействия пыли газ перед использованием очищают в специальных пылеулавливающих агрегатах.

Метрологическое обеспечение процесса выплавки чугуна. На доменных печах автоматически регулируется температура горячего дутья, давление колошникового газа и газа, поступающего на разогрев воздухонагревателей. Также контролируются следующие параметры:

– давление холодного и горячего дутья;

– давление газа на колошнике и перепад давлений по высоте печи;

– давление природного газа на печь;

– давление воды, поступающей в охладительную арматуру;

– давление пара;

– расход природного газа, подаваемого на каждую фурму и общий расход

природного газа;

– расход воды на охлаждение печи;

– расход газа, подаваемого на каждый воздухонагреватель и на блок воздухо-

нагревателей в целом;

– расход пара, подаваемого на увлажнение дутья;

– температура колошникового газа в газоотводах и под защитными плитами

по окружности колошника;

– температура огнеупорной кладки печи;

– температура поступающей и отходящей воды и воздуха;

– состав колошникового газа;

– уровень шихты в печи;

– количество подач, загруженных в печь;

– количество скипов в подаче;

– масса агломерата, кокса и добавок к каждой подаче;

– угол поворота вращающегося распределителя шихты (ВРШ).

Дата добавления: 2015-06-27