Результаты применения брикетов в доменной печи малого объёма



Проведён анализ успешного опыта применения брикетов из железосодержащих компонентов в доменном производстве. Проведена оценка целесообразности перехода на использовании 100 % брикетов в завалке доменной печи небольшого объёма.

Ключевые слова: брикетирование, доменная печь, экструдер, брэксы, кокс, шихта.

The analysis of the successful experience of using briquettes made of iron-containing components in the blast furnace production is carried out. The feasibility of switching to using 100 % briquettes in the filling of a small-volume blast furnace was assessed.

Keywords: briquetting, blast furnace, extruder, brex, coke, charge.

Технология жёсткой вакуумной экструзии, давно применяемая в керамической отрасли для производства кирпича, получило своё распространение в металлургии лишь в конце XX века. Изначально, были предприняты попытки окускования шламов ферросплавного производства и после успешного опыта технология перешла и в доменное производство. Брикеты, изготовленные данным способом, отличались высокой прочностью и не требовали дополнительной термической обработки. Экструдер обладал относительно высокой производительностью, а смесь имела низкое содержание пустой породы, помимо этого, влага смеси могла колебаться вплоть до 18 % по массе, что сильно упрощало подготовку материала к брикетированию [1]. Все вышеперечисленные достоинства позволили методу жёсткой вакуумной экструзии занять лидирующую позицию в окомковании железосодержащих отходов металлургического производства.

В настоящее время существуют успешные примеры перехода малообъемных доменных печей на 100 % использование брикетов в качестве железосодержащего компонента завалки [2]. Так, в 2011 году была запущена экструзионная линия, вошедшая в состав доменной печи объёмом 45 м ³ индийского металлургического комбината Suraj Products Ltd. Помимо шламов, аспирационной пыли конвертерного и доменного производств, колошниковой пыли, цемента и бентонита, в состав используемых брэксов была включена часть измельченного коксика, играющего роль топлива и восстановителя железа брикетов. До запуска линии доменная печь работала на обогащённой железной руде с использованием в качестве шлакообразующих известняк и доломит. После запуска экструдера 10 % исходной шихты было замещено брэксами. В ходе работы отклонений в протекании плавки обнаружено не было и со временем доля брикетов была увеличена до 80 %, а после и вовсе вытесняла железную руду. На данный момент печь продолжает свою работу на 100 % брэксов, демонстрируя жизнеспособность данной технологии.

Рис. 1. Схема экструзионной линии компании Suraj PL (Индия): 1– склад сырья, 2 — питатель равномерной подачи с участком смешивания связующего и пластификатора, 3 — первичная глиномялка, 4 — глиномялка с вакуумным затвором, 5 — экструдер, 6 — штабеллер, 7 — участок набора прочности

По мере повышения процента брикетов в завалку наблюдалось снижение расхода кокса на 150 и 200 кг/т чугуна при использовании 80 % и 100 % брэксов соответственно [3]. Это явление можно объяснить наличием дополнительного количества углерода находящегося, непосредственно, в самих брикетах, что делает их самовосстанавливающимися. Помимо этого, высокая основность брикетов позволила отказаться от добавления известняка и доломита для наводки шлака, что дополнительно сэкономило энергию, затрачиваемую на диссоциацию данных компонентов. Из-за уменьшения содержания железа в шихте наблюдалось снижение производительности печи. Было отмечено, что с переходом на брикеты газопроницаемость столба шихты увеличилась, за счёт этого и повышения температуры дутья на 100 ^о С производительность печи была восстановлена.

Таким образом, малообъёмная печь индийской компании Suraj Products Ltd на протяжении уже 6 лет демонстрирует стабильную и высокоэффективную работу на 100 % брикетов в шихте. За счёт оптимизации процессов, дополнительного углерода брэксов и улучшения за счёт них газопроницаемости столба шихты удалось снизить расход кокса до 500 кг/т чугуна при температуре дутья 1000 ^о С. Такими показателями могут похвастаться лишь современные доменные печи с высоким уровнем теплоизоляции и температурой дутья 1200 ^о С, работающие на шихте с содержанием железа около 59 %. Можно считать, что использование брикетов в качестве альтернативы привычному агломерату и окатышем является возможным, а направление по повышению доли брикетов в завалке крупных доменных печей перспективным.

Литература:

1. Курунов И. Ф. Жесткая вакуумная экструзия steele — перспективный способ окускования металлургического сырья и отходов / И. Ф. Курунов, А. М. Бижанов // Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2012. № 4 (1348). С. 46–50.
2. Далмиа Й. К. Производство и применение в доменной плавке брикетов нового поколения / Й. К. Далмиа, И. Ф. Курунов, Р. Б. Стил, А. М. Бижанов // Металлург. 2012. № 3. С. 39–41.
3. Курунов И. Ф. Производство и применение в доменной плавке брикетов нового поколения / И. Ф. Курунов, А. М. Бижанов // Металлург. 2014. № 3. С. 49–53.
4. Боброва З. М. Применение отходов горно-металлургических и металлургических производств в целях рационального природопользования / З. М. Боброва, О. Ю. Ильина, А. В. Хохряков, Е. М. Цейтлин // Известия УГГУ. 2015. № 4. С. 40.
5. Каплан А. В., Шаламова Т. В. Оценка экономической эффективности рекультивации шлакоотвалов металлургических предприятий // Вестник ЧелГУ. 2012. № 3 С. 257.