Время пребывания материалов в печи регулируется маятниковым питателем. По данным ОЭМК, при средней производительности печи 57 т/ч оно составило 14 ч±20 мин, в том числе в зоне восстановления 7—8 ч. По другим данным (шахтная металлизация на заводе в Гамбурге, ФРГ), оъщая длительность пребывания материалов в печи составляла 8-12 ч, в том числе в зоне восстановления 4—6 ч. Такая разница, по-видимому, обусловлена условиями работы печей и, в первую очередь, температурой процесса, являющейся ключевым фактором, влияющим на показатели работы установки.
Однако повышение температуры процесса металлизации в шахтной печи ограничивается развитием такого процесса как спекание губчатого железа. В связи с этим на ОЭМК для предотвращения интенсивного образования спеков вынуждены были снизить температуры восстановительного газа с 760 (по проекту) до 700-710 0C, что сказалось на показателях работы установки. Кроме этого, отрицательное влияние Mz них оказала неравномерность газового потока по сечению печи (рис. 42). Расчет степени металлизации по изменению состава газа по высоте печи (рис. 43) показал, что водород и монооксид углерода по высоте печи проявляют себя неодинаково: если в верхней части зоны восстановления они работают примерно одинаково (отнимают равное количество Кислорода), то в нижней части монооксид углерода отнимает большую часть кислорода. Степень использования газа при восстановлении железа из вюстита составила 29—31% (приближение к равновесию 96-97 %), а общая степень использо – Вания газа в печи составила 40-41 %. При этом водородом и Монооксидом углерода отнимается соответственно 60 и 40% Кислорода оксида железа.
При указанной температуре и других проектных парамет-
187
О
Pmc. 42. Изменение состава газа по высоте и сечению печи:
1,1′ – метав; 2,2′ – оксид углерода; 3, 3′ – водород; 1-3 – периферия;
L’—З’ — пентр
Рве. 43. Изменение степени металлизации по высоте печи
Рах установки металлизации ОЭМК за первый год получены следующие показатели ее работы;
Производительность установки, т … Фактическое время работы установки, сут Удельная производительность, т/(м3 ‘ сут)
Степень металлизапни, %…………………………
Содержание углерода в окатышах, % . .
Количество мелочи < 3 мм, %…………………..
367500
311 3,2 92,9 1,55 2,2 200 387 5,0
Расход природного газа 387 м3/т (14,4 ГДж/м) является в этом случае цеховым показателем и включает расход на очистку от серы в режиме регенерации молекулярных сит. При определении нетто-расхода энергии расход на очистку от серы вычитается, и таким образом получается расход энергии 10,8 ГДж/т.
Суммарный расход энергии составил 11,5 ГДж/т, в том числе энергия природного газа 10,8 ГДж/т.
В дальнейшем за счет освоения технологии расход природного газа был снижен до 320-340 м3/т металлизованных Окатышей. Влияние производительности установки на удельный расход природного газа показано на рис. 44.
Расход электроэнергии, кВт • ч/т. . Расход природного газа, м3/т…. Расход воды, м3/т
420
^ 400 \ 380 1360 340 В 320 ? 300 280
25 30 35 40 45 50 55 60 Производительность, т/ч
Рас. 44. Влияние производительности шахтной иечи на удельный расход природного газа
Для сравнения в табл. 14 приведены параметры процессов металлизации в шахтных печах по основным способам. Повышение температуры процесса металлизации является мощным резервом увеличения производительности печей незаввек^с от способа металлизации.
Повышение температуры восстановления имеет большое значение для экономии природного газа и повышения устойчивости металлизованного продукта к вторичному окислению. По данным работы установки ХиЛ-Ш, при повышении температуры восстановления с 850 до 960 0C расход газа снижался на 0,625 ГДж, а производительность печи возрастала на 17 % (при степени металлизации продукта 90 % и содержании углерода 1,7%).