Исследование возможностей повышения эффективности использования в доменной плавке природного и техногенного сырья и топлива

• Автор: Береснева, Мария Петровна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ СЫРЬЯ И ТОПЛИВА ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ И ТРАДИЦИОННЫХ

ПУТЕЙ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

1.1. Традиционные технологические схемы подготовки и использования природных сырьевых материалов доменной плавки

1.1.1. Производство агломерата.

1.1.2. Производство окатышей

1.2. Техногенные сырьевые материалы и технологии их подготовки к

доменной плавке.

1.3. Топлива и кислород в доменной плавке.

1.3.1. Твердые топливные добавки

1.3.2. Пылеугольное топливо. .

1.3.3. Газообразное топливо
1.3.4. Жидкое топливо.
1.3.5. Восстановительные газы.г.
1.3.6. Применение кислорода в доменной плавке.
1.4. Постановка задач исследований
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Выбор математической модели для компьютерного моделирования доменного процесса и ее характеристика
2.2. Оценка адекватности математической модели
2.3. Коррекция модели применительно к поставленным задачам исследования
2.3.1. Учег неполноты сгорания природного газа в фурменном очаге
2.3.2. Разработка методики учета в математической модели
вдувания в фурмы железорудных материалов
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ И
ЭФФЕКТИВНОСТИ ДИВЕРСИФИКАЦИИ ПРИМЕНЯЕМЫХ
ТОМЛИВ В ДОМЕННОЙ ПЛАВКЕ
3.1. Исследование возможности и эффективности применения низкосортных бурых углей и отходов
нефтепродуктов в доменной плавке. .
3.1.1. Эффективность применение жидкого топлива из бурого угля
3.2. Технологические и экономические аспекты применения в доменной
плавке природного газа и топлив из высококачественного энергетического угля
3.2.1. Применение пылеугольного и жидкого топлива.
3.2.2. Получение и использование в доменных печах
восстановительного газа из энергетического угля
3.2.3. Сравнение показателей доменной плавки с вдуванием
природного газа, ПУТ, ВУМТ и ГВГ
3.2.4. Баланс топлива и кислорода для рассмотренных технологий
доменной плавки.
3.2.5. Экономические показатели доменной плавки для рассмотренных технологий с учетом капитальных
затрат на их реализацию.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА И
КИСЛОРОДА И СТРАТЕГИЯ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В
ДОМЕННОЙ ПЛАВКЕ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ
4.1 Пути повышения эффективности применения природного газа.
4.1.1. Механизм реализации энергетического потенциала
природного газа в доменной печи.
4.1.2. Исследование влияния на коэффициент замены кокса
природным газом полноты его сжигания и и эффективности
восстановительных процессов в печи
4.1.3. Влияние условий сжигания природного газа и условий
восстановления в доменной лечи на суммарный расход топлива
4.1.4 Влияние на расход условного топлива.
4.1.5. Влияние на удельную производительность печи
4.2 Исследование предельных возможностей снижения расхода кокса в доменной плавке за счет вдувания природного газа
4.2.1. Анализ газодинамических и температурных ограничений
по расходу природного газа для нижней и верхней частей доменной печи
4.2.2. Анализ влияния расхода природного газа на распределение параметров газового потока по высоте
и радиусу доменной печи
4.3. Ориентировочная оценка экономической эффективности применения
природного газа и ПУТ при прогнозируемом изменении цен на уголь и природный газ.
4.4. Исследование механизма и оценка влияния обогащения
дутья кислородом на расход кокса в доменной плавке
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВДУВАНИЯ В ГОРН ДОМЕННОЙ ПЕЧИ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ,
СОДЕРЖАЩИХ ОКСИДЫ ЖЕЛЕЗА
5.1. Теоретические основы и механизм влияния вдуваемых оксидов
железа на процессы теплообмена, восстановления и газодинамику в шахте и горне доменной печи.
5.2. Методика исследования влияния расхода вдуваемых
в горн железорудных материалов на показатели доменной плавки
5.3. Результаты моделирования вдувания в гори железорудных материалов.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Имеются возможности, также диверсификации технологических схем подготовки и использования в доменном процессе природного и техногенного железосодержащего сырья. В данной диссертационной работе сделана попытка оценить эффективность использования применяемого в доменном процессе природного газа и кислорода, предложить пути повышения этой эффективности, оценить возможности и эффекгивность применения в доменных печах новых видов топлива, получаемого из угля и отходов нефтепродуктов, а также оценить эффективность новых технологических схем применения в доменной плавке природного и техногенного железорсодержащего сырья. Основным компонентом металлошихты при выплавке стали является жидкий чугун, расход которого на тонну жидкой стали составляет в среднем кг и варьирует в различных странах мира от кгт Северная Америка до кгт Азиатские страны и Австралия и, даже, до 0 кгт Бразилия. По прогнозным оценкам на ближайшие лет доля жидкого чугуна в металлошихте для выплавки стали будет превышай 5. Ведущую роль в мировом производстве чугуна попрежнему прочно занимает доменный процесс. Разработанные в конце XX века бескоксовые процессы выплавки чугуна, некоторые из которых не требуют подготовки используемого в них железорудного сырья, Ромелт Россия, Согех Австрия, i ГерманияАвстралия, Австралия, Германия, Бразилия, II I i I США, I Япония , Италия, II i i США, v Нидерланды пока не шрают серьезной роли в мировом производстве чугуна. Из них только процесс Согех вышел на промышленный уровень, а процесс Ромелт находится на пути промышленного внедрения. Остальные новые процессы выплавки чугуна находятся в стадии доработки и полупромышленных испытаний 6,7. Таким образом, производство чугуна в мире попрежнему тесно связано с производством кокса, а также, агломерата и окатышей основных компонентов подготовленного железорудного сырья для доменной плавки. Единственными сырьевыми материалами в доменной плавке в течение нескольких веков после ее появления были железные руды и известняк, используемый в качестве флюса 8. Необходимость окускования железорудной мелочи, образующейся при добыче руды, а в дальнейшем после разработки и начала широкого применения процессов обогащения железной руды железорудного концентрата, а также мелких железосодержащих промышленных отходов привела к разработке процессов окускования этих материалов и агрегатов для реализации этих процессов. Другие процессы окускования железорудного сырья брикетирование и производство безобжиговых окатышей практически не применяются для подготовки сырьевых материалов к доменной плавке. Производство агломерата и обожженых окисленных окатышей осуществляется по достаточно сложным технологическим схемам, включающим несколько высокопроизводительных агрегатов. На современных аглофабриках и фабриках окомкования управление технологическими процессами, контроль параметров процессов, состава шихтовых материалов и получаемых продуктов, а также контроль материальных потоков осуществляется с помощью компьютерных систем автоматиз ированного управления. Агрегатами, завершающими технологические схемы производства агломерата и окатышей, являются агломерационная машина и обжиговая машина обжиговая шахтная печь, установка решетка трубчатая печь. Производительность современных агломерационных машин достигает 5,,5 млн. Вместе с тем, эти высокоэффективные и высокопроизводительные традиционные схемы подготовки природного железорудного сырья являются достаточно энергоемкими и требуют дополнительных материальных и энергетических затрат для уменьшения их вредного воздействия на окружающую среду. Процессы подготовки природных сырьевых материалов к доменной плавке производство агломерата и окатышей являются одними из наиболее загрязняющих окружающую среду технологических процессов в черной металлургии. Попытаемся охарактеризовать эти процессы с позиции использования в них топливных и экологических ресурсов. Производство агломерата. При производстве агломерата в качестве топлива в шихте используется в основном коксовая мелочь и, в незначительных количествах, антрацитовый штыб. В зажигательных горнах применяют главным образом газообразное топливо .