DOI: 10.52150/2522-9117-2023-37-26-49
Альтер Михайло Аронович, к.т.н., Президент і Експерт з виробництва чавуну в доменних печах, “ALTER Blast Furnace consulting”, Гринвейл, 8, Вернон Хілс, Іллінойс, 60061, США. ORCID: 0009-0009-3709-5449. E-mail: alter.ma@gmail.com
Чайка Олексій Леонідович, к.т.н., с.н.с., зав. лабораторією, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0003-1678-2580. E-mail: chaykadp@gmail.com
Корнілов Богдан Володимирович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0002-5544-3023. E-mail: balesan2209@gmail.com
Москалина Андрій Олександрович, к.т.н., н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0001-9552-2853. E-mail: moskalina.aa@gmail.com
АНАЛІЗ РОЗВИТКУ ТЕХНОЛОГІЙ ЗАДУВКИ ДОМЕННИХ ПЕЧЕЙ В 20-21 СТЛІТТЯХ
Анотація. В статті обговорюються тенденції та класифікація задувок доменних печей за останні 100 років. Розвиток технології задувок поділяється на 3 періоди: 1-й – тривав до кінця 30-х років XX століття, який характеризується відсутністю наукових знань, містицизмом та заснований на попередньому досвіді; 2-й період – до початку 70-х років, коли було освоєно «традиційну» технологію задувок з однією проблемою – складнощами з відкриттям перших випусків та одночасним перегрівом верху; 3-й період триває і сьогодні, він включає розробку нових методів інтенсифікації теплообміну при задувці та наукового узагальнення прийомів задувок. Основними задачами задувки є виведення доменної печі в короткі терміни до нормального режиму роботи, з дотриманням правил безпеки, без значних витрат, а також збереження доменної печі та допоміжного обладнання для тривалої продуктивної експлуатації. Ці задачі тісно пов’язані з конструктивними особливостями доменних печей, включаючи систему охолодження, тип футерування та розміри печей, які неухильно збільшувалися з менш, ніж 500 м3 до 5600 м3. Складність розуміння процесів нагрівання стовпа шихти в період задувки з утворенням у ньому газового потоку та зони когезії є причиною численних дискусій про раціональні методи задувки: методи розрахунку та розміщення шарів задувної шихти в доменній печі, використання різних добавок до гарячого дуття (азот, природний, доменний або коксовий газ, кисень, пара та ін.), швидкість збільшення витрати гарячого дуття та підвищення його температури, тренд перепаду тисків по висоті стовпа шихти. Обговорюється використання деревини в задувній шихті, встановлення звужувальних кілець в повітряні фурми або закриття частини фурми для задувки. Подано рекомендації щодо задувок доменних печей. Наведено порівняння «традиційної» задувки з «прогресивною» та задувки з азотом, розробленої в Інституті чорної металургії НАН України.
Ключові слова: доменна піч, технологія задувки, труби Дюрфі, дрова, природний газ, азот, вдування.
DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-26-49
Посилання для цитування: Аналіз розвитку технологій задувки доменних печей в 20-21 століттях / М. А. Альтер, О. Л. Чайка, Б. В. Корнілов, А. О. Москалина // Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2023. Вип. 37. С. 26-49. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-26-49
Перелік посилань
1. Урбанович Г. И., Альтер М. А., Капорулин В.В., и др. Изменение температуры в горне доменной печи во время длительной остановки и пуска после нее. Металлург. 1992. № 5. С. 23.
2. Чернобривец Б. Ф., Альтер М. А., Емельянов В. Л., Капорулин В. В. Особенности задувки доменной печи после длительной остановки без выпуска козлового чугуна и заливки печи водой. Металлург. 1995. № 10. С. 20–21.
3. Китаев Б. И., Ярошенко Ю. Г., Лазарев Б. Л. Теплообмен в доменной печи. М. : Металлургия, 1966. 355 с.
4. Жендзян С. В. Устройство и ведение доменных печей. Харьков : Пролетарий, 1927. 774 с.
5. Красавцев Н. И., Сировский И. А. Очерки по металлургии чугуна. Москва : Металлургиздат, 1947. 492 с.
6. Резолюции, принятые Всесоюзной конференцией металлургов : материалы всесоюз. конф., г. Магнитогорск, 1951. Москва : Металлургиздат, 1951. С. 9–12.
7. Rorick F. C. Lecture 14 – Challenging Blast Furnace operation. Blast Furnace and Iron-making an intensive course. McMaster University, Hamilton, Ontario, Canada, 2006, P. 1–65.
8. Кудояров М. С., Жигулев П. Г., Парфенов Е. Г. и др. Задувка доменной печи после капитального ремонта. Металлург. 1968. № 10, С. 10–11.
9. Proceedings of the AIME Blast Furnace, Coke Oven and Raw Materials Conference : Session: Blowing in Practice, Apr. 21 1953. Buffalo : AIME, 1953. P. 216–245.
10. Кутнер С. М. Технология задувки доменных печей за рубежом: Обзорн. информ. сер. «Подготовка сырьевых материалов к металлургическому переделу и производство чугуна». Москва : ин-т «Черметинформация», 1984. Вып. I. 43 с.
11. Жеребин Б. Н. Практика ведения доменной печи : монография. М., 1980. С. 73–98.
12. Остроухов М. Я. Газовщик доменного цеха : 3-е изд., перераб. и доп. Харьков, 1937. 246 с.
13. Alter М., McGovern С. The Best way to Blow-In of Blast Furnace: Definition, Philosophy, Theory, and Practical Approach. AISTech-2013 Proceedings, 6-9 May 2013. Pittsburgh, 2013. P. 367–379.
14. Method of blowing in Blast Furnace: пат. 2468738 США. № 722174; заявл. 15.01.1947; опубл. 03.05.1949. 5 с.
15. Геердес М., Токсопеус Х. Введение в современный доменный процесс : монография. Липецк, 2004. С. 105–110.
16. Wakelin D., Fruehan R. Making, Shaping and Treating of Steel (Iron Making) : monography. Pittsburgh : The AISE Steel Foundation, 1999. P. 699-739 (chapter 10).
17. Металлургия чугуна / Вегман Е. Ф. и др. ; под общей ред. Ю. С. Юсфина (3-е изд., перераб. и доп.). М. : ИКЦ «Академкнига», 2004. 774 с.
18. А. с. 1424342 СРСР. Спосіб задувки доменної печі / В. В. Капорулін, Б. Ф. Чернобривець, Г. І. Урбанович, В. Л. Ємельянов, М. А. Альтер, В. І. Козодеров. № 4137910; заявл. 17.07.1986; опубл. 15.05.1988.
19. Галиев Г. Г., Кривоносов В. И., Пономарев Ф. П. и др. Задувка доменной печи с применением природного газа. Металлург. 1976. № 2. С. 15–17.
20. Спосіб задувки доменної печі: пат. 519474 СРСР: С21 B3/00. № 2036204/02; заявл. 14.06.1974; опубл. 30.06.1976. 2 с.
21. Григорьев В. Н., Яриков И. С., Альтер М. А. и др. Принципы расчета задувочной шихты и выбора дутьевого режима при пуске доменной печи. Сталь. 1999. № 2. С. 1–6.
22. Kaпорулин В. В., Урбанович Г. И., Альтер М. А. и др. Некоторые вопросы технологии задувки доменных печей. Сталь. 1989. № 6, С. 17–20.
23. Kaпорулин В. В., Григорьев В. Н., Альтер М. А. и др. О рациональной тепловой подготовке горна при задувке доменной печи. Сталь. 1989. № 10. С. 9–12.
24. Чернобривец Б. Ф., Kaпорулин B. B., Завидонский В. А. Практика доменного производства. М. Металлургия : 1992. 111 с.
25. Спосіб задувки доменної печі: пат. 1225858 СРСР: С21 B7/24. № 3757566/22-02; заявл. 22.06.1984; опубл. 23.04.1986. 3 с.
26. Жембус М. Д., Монаршук А. П., Огурцов А. П., Васюченко А. И. Форсированная раздувка доменных печей с пониженным расходом кокса. в кн. «Экономия кокса в доменных печах». М. : Металлургия, 1986. С. 23–28.
27. Жембус М. Д., Монаршук А. П., Зуенок Г. А. Применение азота при раздувке доменных печей. Металлургическая и горнорудная промышленность. 1986. № 2. С. 7–9.
28. Бородулин А. В., Васюченко А. И., Дмитренко К. А., Костенко Г. П. и др. Задувка доменной печи объемом 5000 м3 с применением нагретого азота. Сталь. 2006. № 9. С. 6–9.
29. Жембус М. Д., Монаршук А. П., Бородулин А. В. Тепловая работа доменной печи в период раздувки. Изв. ВУЗов.Черная металлургия. 1987. № 6. С. 145–146.
30. Янковский А. С., Марьясов М. Ф., Бородулин А. В. и др. Раздувка доменной печи с применением азота. Металлург. 1988. № 11. С. 29.
31. Демидов В. А., Таранец А. И., Котов В. В. Технология выдувки и задувки доменной печи с использованием азота. Металл и литье Украины. 2005. № 5. С. 16–20.
32. Пареньков А. Е., Мишин Ю. П., Вегман Е. Ф. и др. Исследование доменного процесса в задувочный период при вдувании кислорода в центральную часть горна. Изв. ВУЗов.Черная металлургия. 1983. № 5. С. 20–24.
33. Пареньков А. Е., Ростовский А. В., Михайлов А. В. Задувка доменной печи на паровоздушном дутье. Материалы 51-й студенческой научно-технической конференции МИСиС, Москва, 1997.
34. Михайлов В. Г., Семенов О. А., Гавриков Ю. В., Прохорова Т. В., Иноземцев Н. С. Опыт промышленного производства агломерата для задувки доменных печей. Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия». 2014. № 10. С. 34–38.
35. Щеглов Э. М., Холодный Д. П., Грачев С. Н., Титов В. Н., Бурмыкин В. Б., Ивлева Л. С., Иноземцев Н. С., Михайлов В. Г., Дубровский С. А. Совершенствование технологии задувки доменных печей после капитальных ремонтов I и II разрядов. Металлург. 2013. № 12. С. 40–43.
36. Саркисянц А. С. Некоторые выводы из теории доменного процесса. Сталь. 1937. № 1.
37. Бородулин А. В., Горбунов А. Д., Романенко В. И., Сущев С. П. Домна в энергетическом измерении. Днепродзержинск : ДГДУ, 2006. 542 с.
38. Спосіб задувки доменної печі: пат. 2132390 Росія: С21 B3/00. № 98104665/02; заявл. 12.03.1998; опубл. 27.06.1999. 5 с.
39. Спосіб задувки доменної печі: пат. 2164242 Росія: С21 B3/00. № 99111395/02; заявл. 31.05.1999; опубл. 20.03.2001. 5 с.
40. Пишикин А. А., Альтер М. А., Щеглов Э. М., Семенов О. А., Логвинов Н. В., Титов В. Н., Иноземцев Н. С. Анализ отклонений в ходе доменной плавки в задувочном периоде и меры по их предотвращению и устранению. Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия». 2022. Том 78, № 8. С. 3–11. DOI: 10.32339/0135-5910-2022-8-671-681
