Содержание к диссертации
Введение
1. Существующие технологии задувки доменных печей 8
1.1. Особенности задувочного периода и выбора задувочных шихт 8
1.2. Анализ технологий типовых задувок доменных печей
1.2.1. Технология с применением природного газа на ранней стадии раздувки 14
1.2.2. Задувка и раздувка доменной печи с применением азота 21
1.2.3. Задувка доменной печи с вдуванием кислорода в центральную часть горна 2 5
1.2.4. Применение пара при задувке 2 6
1.2.5. Задувка доменной печи с получением ферромарганца 2 9
1.2.6. Задувка с увеличенной нулевой шихтой и подачей природного газа и кислорода 32
1.3. Выводы к главе 1 35
2. Промышленное освоение технологии задувки агрегата ПЖВ 3 8
2.1. Конструктивные особенности агрегата 38
2.2. Выбор материалов для задувочной шихты 40
2.3. Режим газификации при задувке ПЖВ 4 8
2.4. Использование различных источников тепла 50
3. Разработка и освоение новой технологии задувки доменных печей 52
3.1. Расчёт задувочной шихты и расхода кокса 52
3.2. Увлажнение дутья при задувке 54
3.3. Результаты математического моделирования задувки доменной печи 56
3.4. Восстановление кремния при задувке 71
3.5. Расчёт теоретической температуры горения в условиях задувки доменной печи 78
3.6. Шлаковый режим в задувочный период 85
3.7. Задувка доменной печи с применением тиаансодержащей
задувочной шихты 90
4. Получение высококачественного металла 95
5. Основные положения технологии задувки 103
5.1. Основные положения технологии запуска доменной печи 103
5.2. Основные положения запуска агрегата ПЖВ 105
5.3. Основные положения задувки агрегатов для выплавки чугуна
Общие выводы 108
Список использованных источников 110
Приложения.
1. Пример расчёта времени наведения шлаковой ванны для агрегата ПЖВ 116
2. Определение высоты нижней ступени теплообмена 117
3. Расчёт показателей десульфурации 120
4. Расчёт показателей дефосфорации 122
5. Технологическая программа задувки доменной печи № 2 АО «ЧМЗ» после капитального ремонта 2 разряда
- Анализ технологий типовых задувок доменных печей
- Выбор материалов для задувочной шихты
- Восстановление кремния при задувке
- Основные положения задувки агрегатов для выплавки чугуна
Введение к работе
Актуальность работы.
От тщательности подготовки и организации задувочного и последующего за ним раздувочного периода зависят сроки выхода на проектную мощность, продолжительность кампании и производительность такого агрегата для выплавки чугуна, как доменная печь. Задувка и раздувка относятся к периоду эксплуатации доменной печи, когда интенсивность плавки изменяют от минимальной до проектной путём постепенного наращивания основных технологических параметров: расхода дутья, его температуры, расхода дутьевых добавок, рудной нагрузки, давления под колошником. В процессе задувки необходимо обеспечить сохранность кладки, возможно более быстрый переход печи к нормальной работе с получением чугуна и шлака расчётного состава, отсутствие остановок печи в период задувки, так как задувочный период является определяющим этапом в кампании доменной печи.
Получающие широкое распространение процессы жидкофазного получения железа имеют свои особенности проведения запуска. Изучение опыта работы доменных печей даёт возможность усовершенствовать технологию выплавки чугуна в других агрегатах, например, ПЖВ (процесс жидкофазного восстановления - Ромелт1). В свою очередь, использование в доменном производстве элементов технологии запусков печей жидкофазного восстановления даёт возможность выйти на новый качественный уровень развития технологии получения металла. Поэтому разработка оптимальной технологии запуска агрегатов для выплавки чугуна, взаимное использование элементов технологий работы шахтных и бесшахтных печей являются одним из направлений развития металлургии. Реализация технологических решений, направленных на снижение потерь производства и сокращение расхода топлива на первом этапе, а также продление периода устойчивой работы является крупным резервом повышения эффективности получения металла..
Цель работы.
Исследование существующих и разработка новой технологии задувки (запуска) агрегатов для выплавки чугуна, оценка эффективности предлагаемых технологических решений. В рамках этой цели решалась задача о возможности взаимного применения элементов технологий получения чугуна в доменной печи и агрегате ПЖВ.
' Технология Ромелт разработана коллективом учёных МИСиС под руководством акад. В.А.Ромениа и реализована на опытно-промышленной установке на АО «НЛМК»
Научная новизна.
Разработана методика расчёта времени наведения жидкой шлаковой ванны в агрегате ПЖВ.
С помощью программно-измерительного диагностического комплекса для шахтных печей смоделирован ход задувки доменной печи № 5 ОАО «Северсталь». Проведено исследование влияния влажности дутья на ход задувки доменной печи; проведен расчёт по влиянию увлажнения дутья на высоту нижней ступени теплообмена.
Предложены новые формулы для определения теоретической температуры горения кокса в начальный период задувки доменной печи.
Предложен новый критерий оценки хода задувки агрегатов для выплавки чугуна, характеризующий шлаковый режим в задувочный период, -магнезиальный модуль (отношение глинозёма к магнезии А12Оз/МдО).
Проведен термодинамический анализ процессов дефосфорации в задувочный период и показана принципиальная возможность дефосфорации чугуна в доменной печи.
Практическая значимость.
Разработана перспективная технология задувки доменных печей с применением увлажнённого дутья при использовании в задувочной шихте марганецсодержащих материалов, что обеспечивает плавный нагрев незащищённой огнеупорной футеровки с уменьшением теплового удара, ровность хода печи в задувочный и раздувочный периоды, облегчение отработки первых продуктов плавки, постоянство химического состава чугуна по содержанию кремния и способствует интенсификации задувки. Предложена технология задувки агрегатов для выплавки чугуна с использованием материалов, содержащих карбидообразующие элементы, что даёт возможность форсировать ход задувки за счёт быстрого наведения гарнисажа.
Предложена технология утилизации металлургических и бытовых отходов при задувке агрегата ПЖВ и доменной печи. На основании опыта работы доменных печей предложен ряд мер по улучшению работы агрегата ПЖВ за счёт изменений конструкции печи.
На основании анализа процесса дефосфорации в задувочный период предложены меры по улучшению дефосфорации чугуна в доменной печи и печи жидкофазного восстановления.
Апробация и публикация работы.
По материалам диссертации опубликовано О работ. Материалы работы докладывались на Международном семинаре «Моделирование, пере-
довые технологии, экспертные системы и системы управления процессов тепломассообмена» (г.Екатеринбург, 1996 г.). Результаты работы были обсуждены и получили одобрение на технических совещаниях в доменных цехах АО «НЛМК», ОАО «Северсталь», АК «Тулачермет», АО «Косогорский металлургический завод».
Структура и объём диссертации.
Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов, списка использованной литературы из 65 наименований и _5_приложений. Работа изложена на 133 страницах, содержит 26 рисунков, 31 таблицу.
Анализ технологий типовых задувок доменных печей
Опыт эксплуатации и анализ работы отечественных и зарубежных доменных печей показывает, что в межремонтном периоде их производительность и расход кокса не постоянны и изменяются в определённой последовательности.
Несмотря на разнообразие существующих технологий задувки доменных печей, единого представления об оптимальном проведении задувочного и раздувочного периода не существует. Все вышеперечисленные задувки, несмотря на определённые достоинства, обладают и рядом недостатков.
Применение азота для более плавного нагрева футеровки и столба шихтовых материалов (комбинат «Криворожсталь» и ряд металлургических предприятий Украины) требует (особенно для мощных доменных печей) очень большого количества азота, что технически трудно реализуемо.
Вдувание кислорода в центральную часть горна (СП АК «Тулачермет») даёт возможность прогреть осевую зону, но создаёт поле чрезмерно высоких температур, что ведёт к повьшенной возгонке кремния. Количество же образующихся газов при этом сравнительно невелико.
Вдувание природного газа (АО «Северсталь» и др,) обладает рядом достоинств (достаточно большое количество газов, понижение теоретической температуры горения, обогащение горновых газов водородом с высокой проникающей способностью), Однако применение большого количества природного газа, например, для регулирования теплового состояния, особенно для новых печей, увеличивает взрывоопасность (непровар швов кожуха, подсосы в газоотводах и пр,),
Недостатки задувки с получением в качестве первого метал-лопродукта таких ферросплавов, как ферромарганец (АО «Косо-горский металлургический завод) вызваны повышенным нагревом (сильный тепловой удар), а также разъедающим действием горячих шлаков (особенно при большом содержании МпО) при отсутствии слоя защитной футеровки. Задувка на увеличенной «нулевой» шихте (АО «НЛМК», СП АК
«Тулачермет») может вызвать сильный термоудар на футеровку, поэтому требует принятия мер по поддержанию температурного поля в требуемых интервалах.
Прослеживается закономерность, заключающаяся в том, что с увеличением мощности доменных печей возрастает продолжительность раздувки, однако при этом сокращается время формирования рабочего профиля, сокращается длительность этапа с устойчивыми показателями плавки, быстрее изнашивается агрегат и уменьшается в целом межремонтный период. Снижение производительности и увеличение расхода кокса на одной из печей цеха вынуждают интенсифицировать плавку на устойчиво работающих остальных, что сопровождается усилением периферийного хода, ускорением износа стен и лещади, и, в конечном итоге, приводит к сокращению межремонтного периода.
Разработка и реализация технологических решений, направленных на снижение потерь производства и сокращение расхода кокса в первом этапе, а также продление этапа устойчивой работы доменных печей является крупным резервом повышения эффективности плавки.
Следовательно, разработка прогрессивного технологического способа раздувки доменных печей, не обладающего указанными выше недостатками, является актуальной задачей.
На основании анализа опыта раздувки доменных печей можно сделать следующие выводы:
1. Задувка доменной печи после строительства или капитального ремонта I и II разрядов является одним из наиболее ответственных периодов в работе агрегата, определяющим всю дальнейшую работу печи.
2. Расход кокса в задувочных шихтах высокий, что приводит к выплавке чугуна с большим химическим перегревом, однако получаемые (особенно на первых выпусках) продукты плавки физически плохо прогреты, что приводит к ухудшению их отработки. 3. Процесс раздувки происходит медленно при низкой температуре дутья и малом его расходе, что обуславливает периферийное движение газов и приводит к интенсивному износу футеровки, сокращая тем самым межремонтный период. Низкие темпы увеличения расхода дутья сдерживают повьшение давления в печи и использование природного газа на ранней стадии раздувки.
Исходя из вышеизложенного, в работе поставлены следующие задачи: 1. Определение необходимого температурного уровня и разработка методики по расчёту теоретической температуры горения для задувочного периода доменной печи. 2. Выбор оптимального режима задувки, обеспечивающий максимальную форсировку процесса. 3. Обеспечение сохранности огнеупороной футеровки, 4. Разработка методики по расчёту времени запуска автономного агрегата Romelt (ПЖВ). 5. Анализ процессов рафинирования металла при задувке чугуноплавильных агрегатов. 6. Разработка эффективной технологии запуска шахтных и бесшахтных печей для выплавки чугуна, обеспечивающей сокраще ние задувочного и раздувочного периодов, с использованием со временных методов управления процессом.
Выбор материалов для задувочной шихты
Это взаимодействие протекает полнее, чем больше в шихте углеродистого восстановителя, чем более развита его реакционная поверхность, обусловленная крупностью, макро - и микропористостью, чем выше его реакционная способность, чем больше температурный интервал протекания реакции. [4-6]. Твердофазное контактное взаиимодействие Si02TB + SiCTB может происходить при температурах 1800-1996 К. Продуктом такого взаимодействия являются газообразные монооксиды кремния и углерода. Обычно это взаимодействие описывается реакцией 2Si02TB + SiCTB - 3SiOr + СОг, (12) однако соотношение xSi0/xC0 в газовой фазе в процессе восстановления не соответствует стехиометрии реакции [4], а изменяется от нуля до 8, достигая максимума в конце процесса восстановления, и оно тем больше, чем меньше доля Si02 в смеси реагентов, причём максимум скорости образования монооксида углерода всегда наблюдается раньше, чем для монооксида кремния. Это говорит о том, что хотя бы один из конденсированных реагентов имеет переменный состав. Таким образом, взаимодействие [4] следует описывать реакцией Si02TB+mSiCTB= (l-2т) / (1-х) Si02_x(5K)+ (3m-mx-х) / (1-х) SiOr+COr (13) Образовавшаяся кремнекислсродная жидкость Si02 более интенсивно взаимодействует с карбидом SiCTB (за счёт увеличения реакционной поверхности), интенсифицируя таким образом процесс газификации оксида кремния и увеличивая дефииит кислорода I кремнекислородной жидкости, вплоть до расслоения её на две жидких фазы, т.е. практически до образования жидкого кремния. Таким образом, эта схема является одним из механизмов восстановления кремния.
В результате взаимодействий, протекающих в зоне высоких температур (реакционный тигель) между кремнекислородоой жидкостью и твёрдым углеродом или карбидом, в результате которых, вследствие высоких концентраций монооксида кремния в газовой фазе, значительно превышающих равновесные для реакций [1] и [4], кроме монооксидов кремния и углерода, в качестве продукта реакции может образоваться жидкий кремний. [12] . При пониженных температурах ( 1800 К) монооксиды кремния и углерода взаимодействует по реакциям SiOr + С0Г = Si02(TB) + Ств, (14) 3SiOr + С0Г = 2Si02TB + SiCTB, (15) при этом часть конденсированных продуктов реакции возвращается в процесс, оседая на поверхности кусков кварцита и кокса, а часть покидает печь с отходящими газами в виде пыли. Образование пыли возможно также в результате реакции диспро-порционирования монооксида кремния 2SiOr- Si02TB + SiTB. (16)
Процессы конденсации монооксида кремния в количественном отношении не могут иметь большого значения, так как, во-первых, скорость отходящих газов достаточно высока и время, за которое могут осуществляться конденсационные процессы, ограничено (примерно 0.1 - 0.2 с), во-вторых, большая часть монооксида кремния расходуется на образование кремния и карбида .
Необходимо также отметить такие важные, как с точки зрения фазовых превращений, так и с точки зрения энергозатрат, процессы, как плавление оксида кремния [13], возгонки карбида кремния и углерода [14], [15] (обратимые процессы), испарение кремния [16] и последующая конденсация его с выделением теплоты конденсации, за счет чего существенно интенсифицируются процессы газификации кремнекислордной жидкости и образования кремнистого расплава. [17-23]. Процессы возгонки и испарения являются регуляторами температуры. Забирая на своё развитие значительное количество тепла, они перераспределяют его в печи, предохраняя кладку от локальных перегревов и поддерживая за счёт этого постоянную, необходимую для данного процесса температуру.
Процесс постепенного отнятия кислорода от кварцита осуществляется за счёт контактного взаимодействия его поверхностных слоев с углеродом, карбидом, кремниевым расплавом, газовой фазой, содержащей восстанавливающие агенты (Si, Sic, SiO, СО), при этом образуется дефицитная по кислороду кремнекислородная жидкость Si02-x, из которой интенсивно испаряется монооксид кремния, а при значительном пересыщении по кремнию выделяется кремниевый расплав (при х=0 .1-0 .151773к-0 .2-0 . 32130к) .
Кремний хорошо восстанавливается углеродом, кремнием и плохо карбидом кремния в нижней части печи при высоких температурах. Даже при 1500 С кремний восстанавливается в небольшом количестве, но в присутствии железа он восстанавливается при 1300 С.
Железо облегчает восстановление кремния, так как образует силициды FesSi, FeSi, FeSi2, которые распадаются на FeSi и Fe или FeSi и Si. Процесс их образования сопровождается выделением тепла, что облегчает восстановление. Восстановление кремния в присутствии железа облегчается ещё и тем, что восстановленный кремний легко растворяется в железе.
В общем виде восстановление кремния проходит по реакции Si02 + 2С - Si + 2 СО - 634370 кДж; процесс, подобно восстановлению железа и марганца, идёт ступенчато с возникновением промежуточного оксида - монооксида кремния SiO. По мнению ряда авторов, в условиях нагрева системы Si-О—С при взаимодействии кремнезёма с углеродом, по-видимому, имеет принцип последовательности превращений А.А.Вайкова: Si02 - Si203 - Si304 - SiO - SiC Монооксид кремния имеет при 18 60 С упругость паров 7 60 мм.рт.ст., т.е. при этой температуре кипит при атмосферном давлении; при давлении 2.5 ати кипение наступает при 1970 С. Таким образом, в зависимости от разных условий можно обеспечить температуру в фокусе горения кокса ниже той, при которой начнётся интенсивное испарение монооксида кремния 8iO. Это позволит предотвратить возможность нижнего подвисания шихты в ходе задувки. Поэтому необходимо сохранять теоретическую температуру на уровне не вьшю 1800-1850 С до тех пор, пока доля железа в шихте не достигнет того количества, чтобы значительно уменьшить возгонку монооксида кремния (из-за отвлечения углерода на восстановление железа) Содержание кремния в чугуне зависит от большого количества факторов: рудной нагрузки, состава комбинированного дутья и его температуры и пр.
Восстановление кремния при задувке
Таким образом, реализация на практике технологии задувки доменной печи с применением титансодержащих материалов показала, что создание прочного гарнисажа позволяет значительно форсировать задувочный и раздувочный период. Карбидный гарнисаж позволил в короткие сроки перейти на выплавку передельного легированного чугуна при обеспечении высоких технико-экономических показателей плавки . Проведенная задувка показывает возможность применения в задувочной шихте материалов, содержащих титан и хром, что позволяет применять эту технологию в условиях Северного (Чусов-ской метзавод. Нижнетагильский меткомбинат) и Южного Урала (Орско-Халиловский меткомбинат - АО «Носта»). Применение этой технологии на предприятий других регионов при необходимости также позволяет сократить требуемый период работы на литейный чугун.
На опытной установке ПЖВ были проведены плавки, на которых в качестве сырья использовались кеки производства феррованадия, содержащие титан, в смеси с рудой и конвертерным шлаком /55/.
Восстановления титана не получило заметного развития. Содержание титана в чугуне в ходе плавки составляло 0.001-0.002%. Материальный баланс свидетельствует, что переход титана в чугун составлял менее 0.1 % от его прихода с сырьём.
Отсутствие восстановления титана и его перехода в чугун до заметных концентраций предотвращает образование карбидов и нитридов титана и их выделение в виде твёрдой фазы в шлаке. Это препятствует образованию «коротких» шлаков с высокой вязкостью и склонностью к вспениванию.
Если создать условия для восстановления титана (в начале задувочного периода, когда железосодержащие материалы не добавляются, но в шлаковой ванне уже накоплено достаточное количество угля), то возможно навести на кессонах гарнисаж, который может позволить снизить тепловые потери. Устойчивость гар-нисажа к шлакам ПЖВ можно обеспечить при условии поддержания окисленности (FeO) в пределах 1.5-2.0 % (по опыту работы Чу-совского метзавода) /65/. 4. ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО МЕТАЛЛА.
При запуске (задувке) агрегата ПЖВ на НЛМК по традиционной схеме (с использованием огненножидких чугуна и шлака) с использованием в качестве шихтовых материалов шламов кислородно-конвертерного производства и энергетических углей состав первых чугунов и шлаков зависит от используемых при заливке доменных чугуна и шлака. Состав чугуна ПЖВ отличается от доменного очень низким содержанием легкоокисляемых кремния и марганца из-за высокого содержания кислорода в дутье и отсутствия коксовой насадки. При задувке по первому способу первый чугун содержит большое количество кремния (по сравнению с обычным); конечное содержание на выпуске превышает обычные значения. По ходу 4 0-й кампании:
Время заливки доменного чугуна - 1I0 (25.10.97) Содержание кремния в доменном чугуне 0.50 %. Содержание кремния: 1-й выпуск -26 октября 3 - 0.30 % 9 - 0.15 % 1З0 - следы. (По ходу кампании содержание кремния в чугуне обычно находилось на уровне следов и не превышало 0.10 %,). Такое изменение состава чугуна вызвано следующими причинами :
1) Разбавление залитого доменного чугуна чугуном,, образующимся из загружаемой железорудной шихты и золы угля.
2) Окисление [Si] при контакте с ЕеО шлака. За счёт разности в плотности железистый шлак быстро проходит барботажную зону и зону спокойного шлака и располагается на границе слой спокойного шлака - слой металла, где и происходит контакт.
Прямого окисления кремния кислородом дутья не происходит, так как барботажную зону (место ввода в печь дутья) и слой металла разделяет слой спокойного шлака. При задувке ПЖВ по второму способу образующийся чугун, скорее всего, с самого начала будет содержать кремний в незначительных количествах, потому что быстрое наведение шлаковой ванны требует большого подвода тепла, что требует полного сжигания топлива, и даже при избытке угля дутьё окислит кремний загружаемого металла (например, чушкового чугуна). Состав чугуна приведен в табл. 25 и 26.
Основные положения задувки агрегатов для выплавки чугуна 106
Для прогрева осевой зоны горна в чугунные лётки закладываются трубы с таким диаметром, чтобы давление дутья препятствовало «запечатыванию» трубы, при длине 4.5-5.0 м с высовом в горн 1.5-2.0 м.
Выбор количества фурм для задувки должен обеспечивать жёсткость струи, достаточную для проникновения образующихся горновых газов к центру печи. Для условий сверхмощных доменных печей с большим диаметром горна задувку целесообразно осуществлять на половине фурм рабочего диаметра, расположенных равномерно по окружности с некоторой концентрацией открытых фурм в районе чугунных лёток. Фурмы открываются по мере увеличения расхода дутья и достижения рабочей скорости дутья (180-220 м/с) /30/. Для небольших печей задувку можно осуществлять с применением вставок в фурмы для уменьшения диаметра при большем количестве фурм. Эти меры должны препятствовать чрезмерному развитию периферийного хода и обеспечить сохранность кладки при отсутствии защитного гарнисажа.
Предусматривается подача пара, природного газа и обогащение дутья кислородом на ранней стадии раздувки, что активизирует восстановительные процессы в шахте печи, позволяет увеличить нагрев дутья, создать дополнительный резерв тепла в горне и понизить содержание кремния в чугуне /31, 32/.
Сочетание величин расходов таких дутьевых добавок, как водяной пар, природный газ, азот, кислород, и температуры дутья должно обеспечивать первоначальную теоретическую температуру горения на уровне 1650-1800 С с последующим повьшением при подходе расплавов железорудных материалов к уровню фурм до 1900-2000 С.
Чугунные лётки необходимо закрывать после зашлаковывания вставленных труб. Первый выпуск чугуна производится не ранее, чем через сутки после задувки. Возможно накопление жидких первичных продуктов плавки для их лучшего прогрева, однако это требует тщательного контроля за уровнем расплава и его температурой (во избежание заливания фурм и «закозления»).
Основные положения запуска агрегата ПЖВ. Задувка ПЖВ в условиях опытно-промьшленной установки при использовании огненножидких доменных чугуна и шлака проходит в течение 10-12 часов.
1) При задувке предварительный разогрев агрегата с достижением температуры на внутренней стороне подины 1400-1450 С и использование доменных чугуна и шлака с температурой до 1450С позволяет избежать термоудара на кладку, что часто бывает в доменной печи при вырабатывании первого объёма шихты с увеличенным расходом кокса (3-4 т/т чугуна).
2) Задувка ПЖВ включает в себя следующие технологические операции: заливка жидких доменных чугуна и шлака, подача кислородного дутья, загрузка угля в режиме его накопления и последующая постепенная подача рудных материалов с выходом на рабочий режим. Рудная нагрузка зависит от количества угля в шлаковой ванне, так как необходимо создать достаточно прогретый шлак (за счёт сжигания «холостого» угля) при малой окис-ленности ванны (достаточное количество углерода для быстрого восстановления загружаемых железорудных материалов), т.е. получить шлак с низким содержанием FeO.
3) Вопрос о создании устойчивого гарнисажа решается после наведения шлаковой ванны с необходимыми свойствами (температура, содержание FeO в шлаке).
4) В условиях ПЖВ доля серы, переходящей в газ в твёрдом и газообразном виде, очень велика, поэтому обессеривание отходящих газов зависит от дожигания их в печи (будет ли происходить переход пылевидной серы в газ).
5) При задувке промышленного агрегата ПЖВ необходимо использовать «сухой» режим задувки, т.е. без жидких чугуна и шлака, так как большая поверхность подины и большой объём необходимой шлаковой ванны будут требовать скоростной заливки огненножидких материалов, иначе возможно «замерзание» ванны. В этом случае особо актуально будет стоять вопрос о выборе шихтовых материалов для создания жидкоподвижных шлаков.
Основные положения технологии запуска агрегатов для выплавки чугуна. 1) Загрузка печи. Промьшленный агрегат ПЖВ производительностью до 300 тыс. тонн металла в год и более на шихте, состоящей из различных отходов металлургического производства и др., из-за большого объёма шлаковой ванны должен будет запускаться с применением технологии «сухой» задувки (во избежание «замерзания» ванны). Объём расплавляемых материалов будет зависеть от интенсивности подвода тепла. Технология «сухой» задувки применяется и для доменной печи. Для доменной печи высота столба шихты также может варьироваться /61// она будет зависеть от пропускной способности загрузочного устройства, гранулометрического состава и прочности используемых шихтовых материалов. 2) Дутьевые параметры. Для шахтной печи дутьевые параметры должны обеспечивать плавный нагрев шихтовых материалов и футеровки. При этом температурный уровень процесса должен предотвратить тепловой удар. Для условий же бесшахтного агрегата нагрев должен быть максимально быстрым, что должно обеспечиваться высокоинтенсивными источниками тепла. 3) Оптимальный шлаковый режим и создание защитного гарни сажа.
Выбор материалов для задувочного периода должен обеспечивать протекание процессов рафинирования чугуна и быстрое формирование защитного гарнисажа. Повьшюние основности шлака до 1.10-1.17 по CaO/Si02 позволит значительно улучшить десульфу-рацию чугуна шлаком в доменной печи и усилить дефосфорацию в печи ПЖВ. Также можно проводить дефосфорацию и в условиях доменной плавки при повьшенном содержании FeO в шлаке. Для предотвращения разъедания незащищённой футеровки и стабилизации отношения А120s/МдO (магнезиального модуля) на уровне, характерном для нормального хода, необходимо использовать защитную футеровку из магнезиальных огнеупоров.
Анализ показывает, что разжижение шлаков можно осуществить добавками марганецсодержащих материалов и при повышенном приходе щелочей в ПЖВ без нарушения хода процесса. 4) Интенсификация горения топлива.
Структурная активация позволяет значительно интенсифицировать процессы горения при увеличении теплоты сгорания. Это позволяет сократить расход топлива на задувку. Для условий ПЖВ такая активация позволяет использовать в процессе частицы увеличенного, по сравнению с обычной технологией, размера. В свою очередь, применение шихты повышенной крупности снижает пылевы-нос, улучшая тем самым технико-экономические показатели процесса. Для доменной плавки структурная активация даёт возможность применять в больших количествах пылеугольное топливо, а также ускорять сгорание измельчённого фурменного кокса (так называемое «птичье гнездо»). Учитывая, что при загрузке «нулевой» шихты часть кокса измельчается, возможность предотвратить замусоривание горна также позволит интенсифицировать задувочный процесс.
5) Применение современных средств контроля за состоянием процесса. Быстрый выход чугуноплавильных агрегатов на рабочий режим зависит от правильности составления программы задувки и выполнения всех операций. Использование для этих целей экспертных систем обеспечивает программное проведение задувки печи с переходом в нормальный режим работы.