Доменная печь

химический состав с отклонениями от заданного (базового) содержания не более: по железу - от минус 0,5 до плюс 0,5, закиси марганца - от минус 0,2 до плюс 0,2, оксида магния - от минус 0,2 до плюс 0,4%, основности (отношение CaO/SiO2) - от минус 0,05 до плюс 0,05 ед.;

минимальное содержание серы;

оптимальное содержание закиси железа с колебаниями не более  от минус 1,5 до плюс 1,5%;

однородный гранулометрический состав с содержанием мелочи (фракция  менее 5 мм) на ПУ-12 не более 16,0%.

Агломерат стабильного химического  состава должен иметь среднеквадратическое отклонение (СКО):

по содержанию железа - не более 0,350%;

по основности - не более 0,035 ед.;

обобщенный показатель качества - не более 0,40 ед.

Атасуйский железорудный район включает в себя месторождения Западный Каражал и Большой Ктай, руды имеют сложный и переменный минералогический состав из сростков, в основном гематита и частично магнетита.

Руда шахты "Западный Каражал" поставляется крупностью до 60 мм, имеет  содержание железа от 44,0 до 47,0%, повышенное - оксида кальция (до 6%), закиси марганца - до 1,3 % и потерь при спекании (ППС) - до 9 %. Вредной примесью является сера, доля которой настоящее время  составляет от 0,4 до 0,6 %. Несмотря на низкое содержание железа, наличие в руде оксида кальция и закиси марганца повышает ценность шахтной руды.

Китайская (карьерная) железная руда по сравнению с шахтной имеет значительно худший химический состав. Несмотря на сравнительно одинаковое содержание железа в обеих рудах, состав пустой породы китайской руды в основном представлен кремнеземом, доля которого составляет от 19 до 20%, содержание основных окислов (CaO и MgO) в сумме составляет не более 0,6%, закись марганца и сера находятся на уровне 0,150%. Сера представлена в основном в виде сульфата бария, трудно удаляемого при обычном режиме агломерации.

Руды месторождения Кентобе - Тогай представлены в основном первичными магнетитами. Содержание железа по месторождению изменяется от 40 до 62%, в настоящее время заканчиваются богатые участки с содержанием железа в товарной руде от 53 до 55%. Поэтому в дальнейшем планируется бедную по содержанию железа руду обогащать методом сухой магнитной сепарации с получением продукта с содержанием железа не менее 54%.

В руде присутствует большое  количество серы в виде хорошо выгораемых при агломерации соединений - сульфидов железа: пирита (FeS2) и пирротина (FeS). Общее содержание серы в руде Кентобе от 1,5 до 4,5%.

Содержание железа в Жайремской железомарганцевой руде изменяется от 45 до 51%, закиси марганца - от 8 до 10%. Состав пустой породы в основном представлен кремнеземом (до 15%). Содержание вредных примесей фосфора и серы в руде - менее 0,1%. На комбинат руда поставляется крупностью менее 60 мм.

В зимний период работы на аглопроизводство также поступает Жайремская марганцевая руда крупностью от 20 до 100 мм. Содержание железа в марганцевой руде изменяется от 33 до 38%, закиси марганца - от 15 до 19%. Содержание остальных элементов химического состава в обеих рудах практически одинаково.

Лисаковское месторождение обладает крупнейшими запасами бурых железняков. Руды подвергаются обогащению с использованием гравитационных и магнитных способов. Производимый гравитационно-магнитный концентрат в среднем содержит железа 49,16%, кремнезема - 11,28%. ЛГМК имеет повышенное содержание глинозема и фосфора соответственно 4,71% и 0,742%, потери при спекании составляют 11,82%.

ЛГМК имеет повышенное содержание глинозема и фосфора  соответственно 4,71% и 0,742%, потери при  спекании составляют 11,82%. Концентрат обладает мелкозернистой оолитовой структурой (90% фракции от 0,2 от 0,65 мм), что оп определяет его плохую комкуемость. При влажности менее 5,0% угол естественного откоса концентрата составляет 40%, вследствие чего он склонен к повышенной сыпучести.

Соколовско - Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение (ССГПО) поставляет на комбинат концентрат, который представляет собой продукт обогащения магнетитовых руд месторождений - Сарбайского, Соколовского, Качарского и Куржункульского.

Содержание железа в концентрате  ССГПО находится на уровне от 65 до 67%, кремнезема - от 3,5 до 4,5%, окиси кальция - от 0,8 до 1,3% и серы - от 0,2 до 0,4%.

Магнетитовый концентрат ССГПО принципиально отличается от лисаковского концентрата и других железорудных материалов, применяемых в агломерационном производстве. В гранулометрическом составе концентрата преобладают фракции крупностью менее 0,074 мм (95%), т.е. он практически на 100% состоит из зерен активно участвующих в окомковании.

Руда месторождения Атансор относится к окисленным (мартитовым) рудам. Разработка месторождения начиналась с Восточного участка, представленного наиболее богатыми рудами. Их характеризовало высокое содержание железа - от 58 до 64% и низкое вредных примесей (S, P менее 0,1%). Пустая порода была представлена в основном диоксидом кремния (от 3 до 6%) и глиноземом (от 2 до 4%) при очень низком содержании оксидов кальция (до 1%), магния и марганца (до 0,2%).

За время разработки месторождения  содержание железа в руде снизилось  до 52,5%, а диоксид кремния и  глинозем выросли до 12,5% и 8,0% соответственно. Руду месторождения Атансор также характеризует крайне низкая стабильность по основным элементам химического состава.

Обогащенная атасуйская руда получается из шахтной руды АГОКа путем отмывки и отсадки. Простая технология обогащения обуславливает то, что данная руда по минералогическому составу аналогична шахтной руде. Обогащенная атасуйская руда по сравнению с шахтной имеет содержание железа выше от 6 до 10%, диоксида кремния меньше от 2 до 7%, а также отличается более низким содержанием оксидов кальция, магния, марганца, ППС и основности. Содержание серы в обеих рудах практически одинаково.

Используемое в агломерационном  производстве железорудное сырье по мере снижения металлургической ценности можно расположить в следующей  последовательности: наиболее ценным является концентрат ССГПО, затем по мере снижения ценности идут: обогащенная  атасуйская руда, шахтная руда АГОКа, руда Кентобе, руда Атансор, ЛГМК.

В агломерационном производстве также используются железосодержащие отходы: различные виды окалины прокатных  цехов, колошниковая пыль и отсевы доменного  цеха, шламы УПШ и скрап со сталеплавильных  отвалов.

Окалина из первичных отстойников  прокатных цехов характеризуется  высоким содержанием железа до 75,0%, представленного в основном в  виде закисного железа, низким содержанием  окислов и вредных примесей.

Окалина из вторичных отстойников (замасленная окалина) по химическому  составу идентична окалине из первичных отстойников, кроме того, содержит до 5% масел и имеет широкий  диапазон изменения влажности от 12 до 19%. С целью придания ей сыпучих  свойств по месту образования  смешивается с известью в соотношении 2:1.

Колошниковая пыль является железосодержащим отходом доменного  производства и содержит до 40% железа и до 20% углерода. По месту образования  колошниковая пыль увлажняется до содержания влаги от 8,0 до 12%.

Химический состав шламов УПШ зависит от состава агломерационной  шихты. Содержание железа в них составляет от 46 до 52%, кремнезема - до 12%, оксида магния - до 3%, окиси кальция - до 13%. Колебания влажности шламов составляют от 12 до 28%. Высокая влажность шлама, обуславливает его неудовлетворительные транспортабельные свойства.

Обезвоживание шламов УПШ  аглопроизводства осуществляется в соответствии с требованиями ТИ АО-01-2003.

Отсев агломерата из доменного  цеха является оборотным продуктом  и по своим физико-химическим свойствам  аналогичен возврату. Образуется отсев  агломерата в результате вторичного грохочения агломерата перед загрузкой в доменную печь.

В соответствии с требованиями ЗТУ/КарМК 309-206-89 содержание фракции более 5 мм в отсеве агломерата не должно превышать 7,0%.

Сталеплавильный скрап (промпродукт марки А), получается путем магнитной сепарации сталеплавильных шлаков. Содержание железа составляет не менее 35%, основность - не менее 1,2 ед., оксида магния - до 5%, закиси марганца - до 2%, фосфора - до 1%. На комбинат скрап поставляется крупностью менее 15 мм.

В качестве флюсов используются:

известняк - Южно-Топарский;

доломиты - Алексеевский и Балхашский;

комовая известь шахтных  печей ЦОИ-2;

отсевы извести ЦОИ-1 и  ККЦ.

Известняк Южно-Топарского месторождения характеризуется высоким содержанием основных окислов, невысоким - кремнезема и глинозема, соединения серы и фосфора отсутствуют. В известняке содержание оксида кальция составляет 53,87%, кремнезема - 1,07%, оксида магния - 0,48%. Алексеевский доломит отличается от балхашского меньшим содержанием оксида кальция (27,71 против 33,43%) и большим - оксида магния (19,58 против 17,96%), а также наличием серы на уровне 0,355%.

Флюсы месторождений Казахстана характеризуются высокой степенью мраморизации и вследствие этого обладают высокой крепостью.

Доломиты по сравнению  с известняком являются более  прочными горными породами, поэтому  показатели их дробимости в сравнении с известняками ниже в 1,5 раза.

Известь применяется для  интенсификации процесса спекания и  попутно является одним из флюсующих  материалов. В аглоцехе применяется известь шахтных печей ЦОИ-2 крупностью от 10 до 60 мм. Поступающая известь должна соответствовать требованиям ЗТУ 309-259-98.

Отсевы извести с ЦОИ-1 и ККЦ отличаются от комовой извести  шахтных печей, как по химическому, так и гранулометрическому составам. Известь шахтных печей содержит оксида кальция от 80 до 85% и оксида магния - от 0,5 до 1,1%. Содержание оксида кальция в отсеве извести ЦОИ-1 - до 75, с ККЦ - до 62%. Отсевы извести  являются отходами производства доломитизированной извести (обжига смеси доломита и известняка), поэтому имеют высокое содержание оксида магния - до 15%.

В аглоцех поступает отсев извести ККЦ крупностью менее 10 мм, а отсев извести ЦОИ-1 в виде известковой пыли крупностью менее 2 мм.

В качестве агломерационного топлива используются: коксовая мелочь коксохимического производства (КХП) крупностью менее 10 мм, отсев металлургического  кокса из доменного цеха фракций  от 10 до 25 и от 0 до 40 мм, крупный доменный кокс, коксовый шлам, образующийся при  мокром тушении кокса и тощий  уголь разрезов Кузбасса.

Химический анализ проб сырых  материалов и агломерата в соответствии с утвержденным регламентом проводит агломерационная экспресс-лаборатория ЦЗЛ с определением содержания массовой доли в %:

• рудная смесь - Fe, S, SiO2, CaO, W, ППС, MnO, MgO, Al2O3;
• концентрат ССГПО - Fe, S, SiO2, CaO, MgO, W, ППС;
• ЛГМК - Fe, SiO2, W, ППС, P;
• окалина - Fe, SiO2, W, ППС;
• комбинированный флюс - Fe, SiO2, CaO, MgO и W;
• известь - SiO2, CaO, MgO и ППС;
• топливо - АС (зольность) и W;
• агломерат - Fe, FeO, S, SiO2, CaO, MnO, MgO, P, Al2O3.

 

2.2 Технология доменной  плавки

 

2.2.1 Прием шихтовых материалов

Качество кокса и агломерата, поступающих по конвейерам с коксохимпроизводства и аглопроизводства, контролируется круглосуточно работниками соответствующих участков ОТК.

Привозное доменное сырье, которое  поступает в шихту в небольших  количествах, контролируется выборочно, контрольное опробование осуществляется контролерами ОТК аглодоменного участка.

При приеме кокса с коксоразгрузочного устройства (КРУ) или аварийного разгрузочного устройства (АРУ) бригадир бункеров визуально оценивает его качество (влажность, крупность, недопал) и предупреждает мастера печи о количестве и качестве загруженного в бункера кокса.

 

2.2.2 Загрузка материалов  в бункера

Загрузка материалов в  бункера производится путем равномерного заполнения всей группы бункеров, отведенных под данный материал на каждой печи. Забор из бункеров производится в  соответствии с установленным для  каждой печи порядком. Это обеспечивает дополнительное усреднение материалов перед подачей в скип.

Заполнение бункеров материалами  должно быть максимально возможным. Опорожнение бункеров допускается  только до уровня нижних датчиков. Полностью  материал из бункеров выбирается только по указанию заместителя начальника цеха по шихте.

 

2.2.3 Загрузка шихтовых  материалов в доменные печи

Система шихтоподачи установлена в подбункерных помещениях доменных печей и обеспечивает полную автоматизацию набора, взвешивания и загрузки в скип шихтовых материалов, а также отсев и удаление мелочи железорудных материалов и кокса.

Загрузка печи осуществляется отдельными подачами, тип которых  характеризуется числом скипов с  коксом и железорудными материалами, а также порядком их набора.

Кокс в бункера доменных печей подается транспортерами непосредственно  с коксосортировок или через разгрузочные устройства (КРУ или АРУ) из вагонов. От способа подачи кокса в бункера зависит его фракционный состав.

Набор кокса производится в автоматическом режиме с коррекцией дозы по влажности, ошибке дозирования  и массе пустой весовой воронки. Предел основной относительной погрешности, вносимой системой в процессе дозирования, не должен превышать 0,2%.

Загрузка железорудных материалов должна производиться в строгом  соответствии с заданным весом каждого  компонента шихты и в порядке  установленной очередности их набора. Порядок набора материала в подачу должен соответствовать установленной  системе загрузки.