Analysis of Energy Efficiency Increase of Cast Iron Smelting in NLMK Blast Furnaces

Abstract

Металлургические технологии УДК 669.162.283 АНАЛИЗ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА В ДОМЕННЫХ ПЕЧАХ НЛМК Филатов С.В. 1 , управляющий директор ( filatov_sv@nlmk.ru ) Загайнов С.А. 2 , д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Металлургия железа и сплавов» ( zagainovsky@mail.ru ) Гилева Л.Ю. 2 , к.т.н., доцент кафедры «Металлургия железа и сплавов» (ly.gileva@gmail.com ) Курунов И.Ф. 1 , д.т.н., профессор, главный доменщик ( kurunov_if@nlmk.com ) Титов В.Н. 1 , начальник аглодоменного отдела Технического управления ( titov_vn@nlmk.com ) 1 ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (398004, Россия, Липецк, площадь Металлургов, 2) 2 Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина (620002, Россия, Екатеринбург, ул. Мира, 28) Аннотация. Анализ эффектов и рисков основных мероприятий, направленных на снижение энергозатрат показал, что изменение какого-либо одного параметра, направленного на снижение энергозатрат малоэффективно, наибольший эффект достигается при совместном изменении нескольких переменных. Теоретический анализ позволил выявить основные комбинации изменения режимных параметров, которые обеспечивают наибольший эффект от действия того или иного фактора. Влияние гранулометрического состава агломерата на эффективность доменной плавки рассматривается через влияние среднего диаметра кусков на скорость восстановления и газодинамику верхней зоны печи. Показано, что колебания затрат тепла во многом определяются колебаниями восстановительной работы газового потока, которая, в свою очередь, зависит от гранулометрического состава агломерата. Установлено, что при приближении реакции FeO + CO = Fe + CO 2 к равновесию, снижение затрат тепла на выплавку чугуна достигается путем повышения интенсивности плавки. Проанализированы конкретные пути снижения затрат тепла на выплавку чугуна в доменных печах на примере ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат». Показаны основные мероприятия, обеспечивающие снижение затрат тепла в условиях комбината: оптимизация качества железорудных материалов за счет снижения доли фракции +45 мм; повышение интенсивности работы доменных печей до удельной производительности 75 - 90 т/сут с квадратного метра горна печи; работа доменных печей на повышенном до предельно допустимых (по конструкции засыпного аппарата ) значений давления; повышение горячей прочности кокса до 60 - 62 %; вдувание пылеугольного топлива до 140 кг/т чугуна и оптимизация распределения рудной нагрузки по радиусу печи. В результате реализации указанных мероприятий в 2013 - 2016 гг. достигнуто снижение удельного расхода кокса более чем на 10 кг/т чугуна. При этом снижается не только удельный расход кокса, но и расход суммарного углерода топлива. Ключевые слова: доменная печь, расход кокса, суммарный расход углерода, интенсивность плавки, повышенное давление, скорость восстановления оксидов железа, энергозатраты, потери тепла, качество шихтовых материалов, тепловой баланс.