P1010211

■

Mirosław Cholewa, Józef Gawroński, Marian Przyty

Do paliw zastępczych zalicza się między innymi:

- gaz ziemny,

- oleje opalowe,

- pył węgla kamiennego.

W wyniku ich rozkładu gaz wielkopiecowy ulega wzbogaceniu w wodór do 7%, zwiększając zdolność redukcyjną gazu, a tym samym zmniejszając zużycie koksu. Proporcje zastępowania koksu innymi paliwami są następujące:

1) 1 kg oleju opałowego zamiast 1,5 kg koksu,

2) 1 m³ gazu ziemnego zamiast 1,1 kg koksu,

3) 1 kg pyłu węglowego zamiast 0,9 kg koksu.

Wartości opałowe paliw zastępczych wynoszą odpowiednio:

1) 39,5 MJ/kg,

2) 34,3 MJ/m³,

3) 25 MJ/kg.

Ola porównania wartość opałowa koksu wynosi 29,3 MJ/kg.

Każda dodatkowa substancja wprowadzona obok typowych materiałów wsadowych pobiera ciepło lub wymaga jego zwiększonego wydatkowania. Jest to spowodowane] koniecznym wyrównaniem temperatur do poziomu temperatur wsadu i powietrza dmuchu: oraz ubytkiem ciepła spowodowanego reakcjami rozkładu. Ponadto, paliwa zastępcze.! powinny dostarczać gaz w ilości większej niż spaliny koksu. W celu uzyskania pożądanego j poziomu cieplnego wsadu z paliwami zastępczymi konieczne jest zwiększenie temperatury j dmuchu lub dodatek tlenu. Zatem, obecność tlenu w dmuchu zmniejsza ilość tworzącego się gazu.

Spadek temperatury w strefie dysz jest tym większy, im większy jest stosunek zawartości j H/C w rozpatrywanym paliwie. Z uwagi na ten iloraz najlepiej byłoby przy spalaniu paliw gazowych wdmuchiwać pył węglowy. Jednak z punktu widzenia redukcji pośredniej lepsze jest wdmuchiwanie gazu ziemnego, a nawet koksowniczego, gdyż wodór jest lepszym reduktorem niż tlenek węgla. Przy spalaniu paliw gazowych powstaje ok. 70% więcej gazów niż przy spalaniu węgla. Nadmierna ilość gazów prowadzi do zawieszenia się wsadu, dając niestabilną pracę. Przy wdmuchiwaniu paliw zastępczych wymagana jest zwiększona przewiewność wsadu. Dla przykładu, gaz ziemny wprowadza się w ilości 70 m³ na 11 surówki ; bez dodatku tlenu lub 100 + 110 m³ na lt surówki przy dodatku tlenu.

MMMM

Podstawy procesów metalurgicznych

Olej opałowy jest wprowadzany w ilości 40 + 45 kg na 1 t surówki lub 70 kg na 1 t surówki w przypadku wzbogacenia dmuchu w tlen. Wzbogacenie pyłem węglowym jest rzadko stosowane. Obecnie wdmuchiwanie paliw stanowi zręczne narzędzie sterowania biegiem wielkiego pieca, ułatwiając w ten sposób działanie układów automatycznej regulacji pracy wielkich pieców.

Istnieją także rozwiązania technologiczne poddające rozkładowi czy to olej opałowy, czy gaz ziemny przed ich dostarczeniem dyszami do wielkiego pieca. Gaz powstały z rozkładu tych paliw wdmuchiwany jest w temperaturze 1100°C. Metodę tę opracowały i stosują koncerny Fuji i Taxaco.

Ponadto, opracowano ciekawe koncepcje wykorzystania gardzielowego, wielkopiecowego gazu jako paliwa zastępczego. Można go stosować po oczyszczeniu z CO2 i ogrzaniu do temperatury 900 ⁺ 1000°C. Jest to temperatura odpowiadająca strefie rezerwy cieplnej.

Poza stosowaniem czynników fizykochemicznych, dających zwiększenie wydajności, istnieją także możliwości przedłużania okresu międzyremontowego pieca, co także istotnie intensyfikuje produkcję. Okres ten nazywany jest kampanią i przy bardzo nowoczesnych konstrukcjach wielkich pieców wynosi nawet 1S lat, dając produkcję 1S min ton surówki przy piecach o dużej objętości.

Przykładem najnowszych światowych tendencji w konstrukcji pieca - głównie systemów chłodzenia oraz rodzaju użytych materiałów ogniotrwałych - są rozwiązania zastosowane w wielkim piecu nr 3 w Hucie Katowice. Zmiany polegają na wprowadzeniu wodnego łub powietrznego chłodzenia trzonów. Ściany garów są chłodzone płytami z wewnętrznymi kanałami wodnymi lub przez pancerz pieca natryskiem wodnym. Stosuje się także kesony wodne w ścianach garu.

Wyłożenie garu i trzonu - to domena węglowych materiałów, głównie grafitowych, ale spotyka się wyłożenie korundowe, mulitowe tworzące tzw. „filiżanki ceramiczne” w bezpośrednim styku z ciekłą surówką i żużlem

Systemy chłodzenia obejmują;

a) system otwarty wodą przemysłową: zestawy dyszowe, zraszanie pancerza pieca,

- technologiczne zalewanie wsadu wodą,