Файл: Применение пылеугольного топлива для выплавки чугуна..pdf

оказалось вдвое большим, чем за счет вдувания других добавок.

Вывод о существенных экономических преимуществах вдувания пылеугольного топлива, по сравнению с вдува­ нием мазута или природного газа, получен после прове­ дения длительных промышленных плавок на металлурги­ ческом заводе в Ашленде (США) [91, 93, 105, 108]. Авторы утверждают, что выгоды от вдувания угольной пыли в 5—9 раз выше, чем от вдувания мазута или природного

ному вопросу посвящена работа А. А. Бачинина (ДонНИИчермет). Расчет выполнен исходя из условия сохранения на исходном уровне теоретической температуры горения. Из рис. 2 видно, что при сохранении параметров дутья наибольшую эффективность обеспечивает замена природного газа пылеугольным топливом. Вдувание 100 кгіт чугуна пылеугольного топлива может обеспечить дополнительное снижение расхода кокса на 60 кгіт чугуна при сокраще­ нии расхода природного газа на 50 м31т чугуна. Замена природного газа мазутом в аналогичных условиях сопро­ вождается дополнительным снижением расхода кокса на 43 кгіт чугуна и расхода природного газа на 80 м3/т чу­ гуна.

В 1970 г. нами была выполнена работа по оценке эффек­ тивности применения природного газа в сочетании с пыле­

угольным топливом для условий доменной печи № 3 Донецкого металлургического завода*. По условиям рас­ чета приняли, что при вдувании пылеугольного топлива возможности компенсации его охлаждающего влияния за счет изменения температурно-дутьевого режима отсутству­ ют, единица углерода кокса заменяется единицей углеро­ да пыли, приход водорода на единицу шихты сохраняет­ ся постоянным. Расчет выполнен для следующих марок углей: тощего, полуантрацита и длиннопламенного (табл. 6.)

Таблица 6

Химический состав углей, применяемых для вдувания в горн доменной печи, %

Как видно из рис. 3, замена природного газа пыле­ угольным топливом экономически выгодна: при вдувании 100 кг/т чугуна пылеугольного топлива расход кокса сни­ жается на 90— 130 кг/т чугуна, природного газа — на 20 м3/ч

в Польше проведены промышленные плавки, полностью под­ твердившие высокую экономическую эффективность приме­ нения природного газа в сочетании с пылеугольным топли­ вом. При вдувании в горн 20—80 кг угольной пыли на 1 т чугуна расход кокса снизился на 3,5—15,0%, природ­ ного газа — на 5,5—18 м3 и стоимость топлива — на 1 — 3 руб. Коэффициент замены кокса пылеугольным топливом, как правило, был равен или превышал 1, производитель­ ность печи и качество чугуна существенно не изменились. Фактическая эффективность применения комбинированного дутья увеличилась вдвое по сравнению с плавкой при вдува­ нии одного природного газа [53, 60, 120].

Расчет эффективности применения природного газа в сочетании

с пылеугольным топливом выполнен 3. К- Афанасьевой (ДонНЙИ-

.чермет).

20

ной печи различных сортов каменного угля.

По данным [92], наибольшее снижение расхода кокса наблюдается при применении углей с максимальным содер­ жанием углерода. В частности, вдувание антрацита обеспе­

Расход пылеугольного т оплива.кг/т 'чугуна

Рис. 3. Графики зависимости основных технико-экономических пока­ зателей плавки от расхода пылеугольного топлива:

Д — длиннопламенный уголь; Г — тощий; А — антрацит. Снижение показателя I — 0; II — 2% на каждые 100 кг/т чугуна угольной пыли; III — 5% на

каждые 100 кгіпг чугуна угольной пыли.

По данным расчета английских исследователей, выпол­ ненного для условий металлургического завода в Стентоне, замена тощих углей с содержанием 6,2—6,9% летучих углями с содержанием 27,2—33,3% сопровождалась сокра­ щением расхода кокса от 87,5—86,5 до 69,5—77,0 кг/т чугуна при практически постоянной производительности печей [16]. Вывод об экономических преимуществах вдува­ ния углей с минимальным содержанием летучих подтвер­ ждается и другими исследователями [98, 99, 117].

Проведенные во Франции длительные промышленные испытания подтвердили высокую экономическую эффектив­

21

ность вдувания в горн доменной печи как лотарингских углей, содержащих 34,5% летучих; 7,9% золы; 0,8% серы;

мых углей не дают оснований отдать предпочтение тощему или длиннопламенному углю [16, 951. Таким образом, тео­ ретически полученный вывод о преимуществах углей’ с по­ вышенным содержанием углерода не подтвержден опыт­ ными плавками. Полученное противоречие, видимо, можно объяснить недостаточно строгим учетом влияния летучих угольной пыли на показатель rd и расход кокса.

При работе доменных печей с вдуванием природного газа и угля вопрос о предпочтительности того или иного вида угля решается более определенно. Позже нами будут рассмотрены технологические преимущества вдувания в горн

как и углерод кокса эквивалентен углероду угольной пыли. Данное предположение сделано на основании анализа опыта применения пылеугольного топлива в СССР и за рубежом

[3, 92, 95, ПО, 118].

Длительный опыт применения природного' газа для выплавки чугуна показал наличие экстремальной зависи­ мости между расходом природного газа и расходом кокса [47, 67, 87, 115]. Поэтому в выполненном нами расчете при­ нято условие сохранения на исходном уровне прихода

При сложившемся соотношении цен на природный газ, каменный уголь и кокс и работе доменной печи с примене­ нием природного газа наибольшее снижение расхода кокса и себестоимости чугуна может быть получено при вдува­ нии углей с минимальным содержанием летучих и макси­ мальным — нелетучего углерода (см. рис. 3).

22

Вопрос о содержании золы в углях, вдуваемых в горн, не является дискуссионным, несмотря на успешный опыт вдувания в горн углей с содержанием золы до 40%. Как расчеты, так и практика работы печей подтверждают эко­ номическую и технологическую целесообразность приме­ нения углей с минимальным содержанием золы и макси­ мальным содержанием углерода. Как правило, эффек­ тивность применения угольной пыли при увеличении содержания в угле углерода значительно возрастает, что полностью окупает высокую стоимость этих углей.

В силу минимального влияния пылеугольного топлива на снижение нагрева горна и изменение выхода горновых газов применение данного вида топлива является пред­ почтительным и даже единственно целесообразным в не­ которых специфических условиях доменной плавки. Так, пылеугольное топливо может обеспечить значительное снижение расхода кокса при выплавке специальных видов чугуна, требующих высоких нагрева горна и относитель­ ного расхода кокса.

Имеется успешный практический опыт применения пы­ леугольного топлива для выплавки ферромарганца на Ново-Тульском заводе, ферросилиция — на металлургиче­ ском заводе им. Дзержинского, литейного чугуна — на металлургических заводах в Стентоне (Англия) и Уиртоне (США). В то же время применение, например, природного газа в тех же условиях нецелесообразно или малоэффектив­ но, что подтверждается как теоретически, так и опытом работы печей [87].

При выплавке передельного чугуна с высоким исходным расходом кокса и при недостаточных возможностях ком­ пенсации охлаждающего влияния дополнительного топ­ лива применение пылеугольного топлива является наи­ более эффективным, поскольку обеспечивает как общее сокращение расхода углерода, так и замену значительной части кокса углем. При работе доменной печи на частич­ но металлизированной шихте отмечается значительное со­ кращение потребности в газе-восстановителе. Вдувание природного газа в данных условиях становится нецеле­ сообразным, а применение пылеугольного топлива являет­ ся единственно возможным и эффективным, поскольку не вызывает существенного изменения выхода восстанови­ тельных газов и температурного режима горна. Условия использования восстановительной энергии горнового газа

23