2.6.2. Комбинированное дутье

Применение с дутьем природного газа, мазута, коксового газа, пылеугольного топлива, (ПУТ), генераторного газа, кислорода должно сопровождаться определенными технологическими условиями:

• сохранением постоянства объёма горновых газов;

• постоянный уровень нагрева горна;

• соотношение расхода кислорода и водородсодержащей добавки должно соответствовать величине рассчитанной по формулам (1.111) и (1.107÷1.110);

• для большинства доменных печей России Украины и Казахстана расход природного газа (Q_п.г.) к расходу О₂ равно 0,5-0,6;

• на каждый 1% природного газа необходимо повышать температуру дутья на 72⁰С;

• при соблюдении соответствия между увеличением расхода природного газа и температуры дутья (на 1% Q_п.г.; t_д > на 72⁰С) расход кокса уменьшится на 4,2 %;

• природный газ разлагается с затратой тепла (953 ккал/м³ или 3,99 Мдж/м³) и увеличением объема в 1,7раза по сравнению с горением кокса.

При вдувании комбинированного дутья кинетическую энергию определяют по уравнению:

(2.17)

где Q_a, Q_k, Q_п.г. – расходы воздуха, технического кислорода и природного газа, м³/мин;

Р₀ и Р_д – нормальное и абсолютное давление дутья, кПа;

Т – температура дутья, К;

n – число фурм;

S_ф – площадь сечения фурм, м².

Длину окислительной зоны можно определить из формулы (2.15) или по другим эмпирическим формулам [38].

Кислород на обогащение дутья подается от кислородной станции под давлением 0,004 МПа. Если при этом не изменяется расход дутья и природного газа, то увеличивается выход горновых газов, температура горения (t_гор.) увеличивается на 53⁰ на каждый процент О₂ в дутье. Температуры по высоте печи и колошника снижаются.

Для сохранения температурного режима горна увеличивают расход Q_п.г. на 0,5м³ на каждый 1% кислорода. При этом каждая добавка О₂ не должна превышать 50 м³/мин. Причем за 4 часа до подачи О₂ снижают расход кокса на ½ расчетной величины его экономии, если изменение расхода О₂ предусматривается не менее на 100м³/мин.

Через 4 часа после уменьшения расхода кокса:

• увеличивают расход природного газа по расчету;

• также увеличивают расход О₂;

• уменьшают расход кокса на вторую половину расчетной величины, учитывая при этом тепловое состояние печи;

• принимают меры к недопущению периферийного хода газов.

Уменьшение расхода природного газа допускается в случаях:

• значительного понижения температуры дутья;

• расстройств хода печи (резкое похолодание с подвисанием шихты и др.);

• сокращения расхода О₂ или полном прекращении его подачи в дутье.

При отключении природного газа не более 2-х часов перешихтовка не производится, в зависимости от нагрева печи загружается две, три холостых подачи. Во время длительного отключения природного газа отключается подача О₂ в дутье, загружаются холостые подачи в зависимости от нагрева печи, снижается рудная нагрузка и температура дутья при условии сохранения постоянной t_t и t_гор. (таблица2.21).

Таблица 2.21 – Изменения теоретической температуры горения

Температура дутья		Кислород		Природный газ		Мазут		Влажность
Тд,0С	Тт,0С	%	Тт,0С	%	Тт,0С	г/м3	Тт,0С	г/м3	Тт,0С
800	-164	21	0	0	280	0	0	0	+46,0
850	-123	22	63	1	224	5	-20	2	+34,5
900	-82	23	106	2	168	10	-40	4	+23,0
950	-41	24	159	3	112	15	-60	6	+11,5
1000	0	25	212	4	56	20	-80	8	0
1050	41	26	265	5	0	25	-100	10	-11,5
1100	82	27	318	6	-56	30	-120	12	-23,0
1150	123	28	371	7	-112	35	-140	14	-34,5
1200	164	29	424	8	-168	40	-160	16	-46,0
1250	205	30	477	9	-224	45	-180	18	-57,5
1300	246	31	530	10	-280	50	-200	20	-69,0
1000	820	1%	530	1%	-560	1г/м3	-40	1г/м3	5,750

Обслуживающий персонал ежемесячно обязан пересчитывать содержание О₂ в дутье по формуле:

(2.18)

где 21 – содержание О₂ в воздухе, %;

q_T.O2. – количество О₂ в техническом кислороде;

S_O2 – расход О₂ в комбинированном дутье, м³/мин;

К – коэффициент приведения расхода О₂ к нулевой температуре по шкале Цельсия, С;

Q_д – расход дутья на ТВД, м ³/мин.

При остановках печи природный газ закрывается за 15-20 минут до прекращения подачи дутья. После остановки печи сначала полностью восстанавливается дутье, затем в два три приема расход О₂ при одновременном увеличении расхода природного газа.

Подача О₂ на обогащение дутья прекращается в случаях:

• расстройства хода печи (тугой ход с обрывами шихты, подвисания шихты и т.д.);

• длительной работы печи при пониженном расходе дутья;

• продувов на тракте горячего дутья;

• прекращении подачи природного газа на печь;

• перед остановкой печи;

• необходимости снижения форсировки хода печи.

Как уже было указано, при отключении подачи О₂ в дутье снижается расход природного газа из расчета 0,5-0,6 м³/мин на каждый 1 м³/мин О₂. Для сохранения температуры дутья (t_д) увеличивают расход пара из расчета на каждый 1г/м³ влаги t_д повышается на 9⁰. При полном прекращении расхода природного газа целесообразно увеличить объём дутья за счет подачи с дутьем азота. Содержание О₂ в дутье понижается до 19-20%. Количество вдуваемого азота, а следовательно и снижение в дутье О₂, зависит от t_T и t_гор. которые должны оставаться постоянными. Соответственно корректируется расход кокса.