14.1.1 Технологическое использование конвертерного газа

Проблема использования конвертерного газа состоит в периодичности его выхода из конвертера, что практически исключает возможность достаточно эффективного использования газа путем непосредственной его подачи потребителю. Все технические решения по энергетическому и технологическому использованию конвертерного газа так или иначе направлены на решение этой проблемы.

Энергетическое использование конвертерного газа при отводе его без дожигания ограничивается на практике применением схемы «охладитель конвертерного газа (ОКГ) - газгольдер», включающей раздельное использование физической теплоты и химической энергии газа. В кислородно-конвертерных цехах предприятий черной металлургии Украины эта схема не применяется в полном объеме из-за отсутствия газгольдерных установок, сооружение которых в нашей стране в ближайшей перспективе технически и экономически не целесообразно. Вследствие этого отводимый из конвертера без дожигания газ после охлаждения и очистки сжигают на свече газоотводящего тракта, а утилизация физической теплоты газа в ОКГ позволяет использовать не более 10% энергии газа.

К технологическому использованию газа путем подготовки конвертерной шихты привлекает внимание возможность сочетания тепловой обработки шихты с рекупера-цией теплоты периодически выходящего из конвертера газа без каких-либо дополнительных средств, связанных с аккумуляцией его энергии, т.к. шихта в этом случае выполняет функцию естественного для кислородно-конвертерного процесса аккумулятора энергии газа.

Основываясь на характеристиках газа и видах потребляемой конвертерным процессом шихты, можно выделить три основных направления по технологическому использованию конвертерного газа: восстановление железорудного сырья с последующим использованием полученного металлизованного продукта в качестве компонента металлошихты конвертерной плавки путем частичной замены им чугуна, обжиг известняка с последующим применением извести в качестве шлакообразующего компонента взамен извести, потребляемой со стороны, и нагрев металлолома с целью увеличения его доли в металлошихте кислородно-конвертерных плавок при соответствую¬щей экономии чугуна.

 

Все три направления позволяют создать энергосберегающие технологии кислородно-конвертерного процесса, обеспечивающие экономию энергии как непосредст-венно в конвертерном переделе, так и в смежных производствах металлургического предприятия (производствах чугуна, кокса, извести и др.).

Схема размещения системы использования конвертерного газа для восстановления железорудного сырья представлена на рисунке 14.1. Одновременно с использованием восстановительного потенциала газа утилизируется его физическая теплота.

 

Рисунок 14.1 - Схема размещения системы использования конвертерного газа для восстановления железорудного сырья:

1 – конвертер; 2 – ОКГ; 3 - основная газоочистка; 4 - подводящий газоход; 5 – бункер; 6 – реактор восстановитель; 7 - питатель; 8 – бункер накопитель с дозатором; 9 – течка; 10 – обводной газоход; 11 – газоочистка системы; 12 – влагоотделитель; 13 - карман для сбора пыли; 14 - течка для удаления пыли

 

Анализ возможности использования конвертерного газа для обжига известняка показал, что обжиг конвертерным газом создает предпосылки для обеспечения кислородно-конвертерного производства известью, или, по крайней мере, ликвидации её дефицита при выплавке конвертерной стали.

Опытно-промышленное опробование обжига известняка конвертерным газом в действующем кислородно-конвертерном цехе с последующим применением продукта обжига непосредственно в цехе для выплавки стали привело к улучшению ряда технологических показателей кислородно-конвертерного процесса (к сокращению продолжительности продувки на 0,8-3,1%, снижению содержания в стали серы на 5,4-20,5% и фосфора на 3,7-34,8%), что подтвердило целесообразность реализации технологии обжига известняка с использованием конвертерного газа. Схема опытно-промышленной установки для обжига известняка конвертерным газом представлена на рисунке 14.2.

 

 

Рисунок 14.2 - Схема опытно-промышленной установки для обжига известняка конвертерным газом:

1 – конвертер; 2 – кессон; 3 – газоочистка; 4 - обжиговый реактор; 5 – скруббер; 6 – влагоотделитель; 7 - регулирующий дроссельный и аварийный отсечной клапаны; 8 - газоход к дымососу

 

Использование конвертерного газа для нагрева металлолома создаёт предпосылки для рекуперации макси-мального количества теплоты газа в конвертер с нагретой шихтой, т.к. доля лома в шихте кислородно-конвертерной плавки наиболее весома по сравнению с другими компонентами.

Подогреватель лома целесообразно разместить на параллельном по отношению к газоотводящему тракту конвертера участке газохода (байпасе); для подачи конвертерного газа в подогреватель лома предпочтительнее применение энжекторной системы; подогрев лома целесообразно осуществлять в переоборудованных совках, используемых для транспортировки и загрузки лома в конвертер. Схема размещения подогревателя металлолома в конвертерном цехе представлена на рисунке 14.3.

 

 

Рисунок 14.3 -Схема размещения системы использования конвертерного газа для нагрева металлолома:

1 – конвертер; 2 – ОКГ; 3 – газоочистка; 4 -обводной газоход; 5 - паровой эжектор; 6 –затвор; 7 – подогреватель лома

 

В результате технико-экономического сравнения установлено, что варианты использования технологического конвертерного газа отличаются значительно меньшими капитальными затратами на сооружение установок по сравнению с газгольдерными установками. В частности, капитальные затраты при сооружении системы использования конвертерного газа для восстановления железорудного сырья по сравнению с сооруже¬нием газгольдерных установок ниже, в зависимости от варианта системы, в 2,7-5,2 раза, при обжиге известняка - в 3,1-5,2 раза, а при нагреве металлолома - в 7,3-8,2 раза. Эксплуатация систем технологического использования конвертерного, газа отличается по сравне¬нию с эксплуатацией газгольдеров значительно меньшими расходами энергоносителей.