1.6.4. Увеличение размеров доменных печей с установкой бесконусных загрузочных устройств

Как уже указывалось, на мощных доменных печах (3200-5500 м³) расход кокса на 40-50 кг/т чуг. ниже, чем на малых и средних печах (1033-2000 м³) при равных прочих условиях. Уже только по этой причине следует заменить печи 1033-2000 м³ на более мощные. Как правило, указанные печи были построены после второй мировой войны, а некоторые даже до войны. Несмотря на своевременные капитальные ремонты с реконструкцией, они во многом устарели и их замена мощными печами экономически оправдана.

Удельные и капитальные затраты при строительстве мощных печей на 17-19% ниже, по сравнению со строительством печей малого и среднего объема.

Известно, что полезный объем доменных печей увеличивался в основном за счет поперечных размеров, поскольку при увеличении объема в два с половиной раза (с 2000 до 5500 м³), высота печи возросла всего с 29400 до 33500 мм. Опасения доменщиков о нарушении газораспределения по радиусу печи не подтвердились. Этому способствовали лотковые загрузочные устройства с возможностью перемещения лотка не только по окружности, но и по радиусу колошника. Технологи получили возможности более гибкого управления ходом печи по ее концентрическим окружностям. Снижение расхода кокса в мощных печах обусловлено не только снижением потерь тепла через кожух печи в результате уменьшения отношения площади кожуха к объему печи, но и за счет более рационального распределения газового потока.

Исследования на моделях (МИС и С и др.) показало, что в широком диапазоне скорости вращения лотка (8-35 мин^-1 для натуры) наиболее равномерное окружное распределение шихты соответствовало скорости вращения лотка от 8,0 до 9,4 мин^-1 и дальнейшее увеличение скорости вращения мало влияло на качество распределения материалов по окружности печи. Большое значение для радиального распределения рудных нагрузок (PH) имеет угол наклона лотка. Так при его изменении с 40 до 50⁰ РН в периферийной зоне повышается с 3,21 до 4,23 кг/кг кокса, а в промежуточной зоне снижается с 3,52 до 1,64-2,0 кг/кг кокса. Большое значение при этом имеет очередность загрузки рудной и коксовой составляющих подачи.

В результате исследований работы, доменных печей №6 НЛМК и №9 "Криворожстали" рекомендовано увеличить продолжительность ссыпания порции шихты из бункеров БЗУ до 90 с. Это максимально допустимое время ссыпания материалов с лотка без изменения пропускной способности линии загрузки.

На рис. 1.55 показаны две программы загрузки д.п. № 9 МК "Криворожсталь". Вначале печь грузили по схеме: 1 подача - К 7-5; 2-А 7-6; 3 - К 6-3; 4 - А 7-4; 5 - К 7-5; 6 - А 6-3; 7 - К 7-5; 8 - К 3-2; 9 - А 7-6, где К - кокс, А - агломерат; 1-,7 кольцевые равновеликие по площади радиальные зоны (смотри рис. 1.55;в).

По указанной схеме загрузки РН составили на периферии 5,63-5,43 т/т кокса, а в промежуточной зоне (пятой кольцевой по нумерации) "Криворожстали" 1,81 т/т кокса. Даже с учетом пересыпания рудной составляющей из 7 и 6 кольцевых зон в промежуточной зоне было необоснованно мало агломерата и развитый поток газов с худшим использованием его восстановительной способности. Поэтому схему загрузки изменили: 1 подача- К7-6; 2- А 7-6; 3 - К7-4; 5 - К 7-4; 6 - А 6-3; 7 - К 7-4; 8 - К 3-2; 9 - А 7-6 (рис. 1.55,c). Средняя РН возросла с 3,62 до 3,88 т/т кокса, а расход кокса [78] уменьшился на 7 кг/т чугуна. Надо полагать, что оптимальное распределение материалов и газов по радиусу д.п. №9 "Криворожстали" при этом еще не было достигнуто.

Успешное опробирование лоткового загрузочного устройства было на д.п. объемом 5500 м³ ЧерМК. На третий месяц работы расход кокса составил 466 кг/т чуг. при выплавке чугуна 9495 т/сутки. При дальнейшей. работе этой печи расход кокса снизился до 430 кг/т чуг. Распределение диоксида углерода по радиусу печи показало, что в центральной части достаточно развитый поток газов и подтверждается закономерность увеличения объема печи (5500 м³) за счет ее поперечных размеров [79,80].

В последние годы появились публикации в которых показано, что в шихтовых и дутьевых условиях России и Украины показатели работы доменных печей с типовыми ЗУ. Так, например, доменные печи ОАО «Северсталь» (ЧерМК) №1 и №2 полезным объемом 1033 м³ имеют расход кокса 400-410 кг/т чуг., что на 20-30 кг/т чуг. Ниже по сравнению с ДП5 того же комбината [81]. Производительность же ДП1 и ДП2 ОАО «Северсталь» на 20-30% выше производительности ДП5, оборудованной лотковым БЗУ.

Показано также, что расход кокса на ДП9 МК «Криворожсталь», оборудованной лотковым БЗУ, на 5-10 кг/т чуг., выше расхода кокса на доменных печах этого же комбината с конусными ЗУ. Еще более отличается между этими печами КПД [81].

Следовательно, необходимо провести объективные НИР по сопоставлению результатов работы печей, оборудованных конусными и бесконусными ЗУ. При этом следует рассматривать все аспекты изготовления, эксплуатации и показателей работы печей с выходом на себестоимость чугуна.

Возросшие возможности конструкторских разработок в машиностроительной промышленности позволяют отказаться от охлаждения огнеупорной кладки доменных печей водяными холодильниками. Достаточно надежно охладить кладку печи можно и наружной поливкой. В этом случае можно сократить тепловые потери с 8-9% до 3-4%. Соответственно сократится расход кокса или его заменителей. Следует отметить, что мощные печи в меньшей мере нарушают экологию окружающей территории. В первую очередь это относится к выделению пыли и газов.