1. Поліпшення підготовки і якості сирих матеріалів: підвищення міцності агломератів, відсів дрібних фракцій, забезпечення однорідності і хімічного складу сировини.
Підвищення вмісту заліза в сировині на 1% супроводжується підвищенням продуктивності печі на 2,5% і зниженням витрати коксу на 1,5 - 2,0%. Заміна звичайного агломерату офлюсованих дозволяє виключити з шихти доменної печі вапняк. Зниження витрати вапняку на 100 кг / т чавуну призводить до зниження витрати коксу на 3%.
Зниження вмісту дрібниці в шихті покращує газопроникність стовпа шихтових матеріалів і забезпечує більш рівномірний хід газів в шахті печі. Зменшення вмісту дрібниці в агломерате на 10% призводить до збільшення продуктивності доменної печі на 10%.
Кожен кілограм сірки, виведений зі складу шихти, дає економію 17 - 20 кг коксу, а зниження вмісту сірки в коксі на 1% призводить до зменшення його витрат на 2,5% і на стільки ж підвищує продуктивність печі.
2. Застосування високонагретого дуття. Дуття створює повітряну подушку, на якій тримається вся маса сировини, що заповнює внутрішній простір печі.
Вперше нагрів дуття до 150 о С застосували в 1829 р У міру розвитку конструкцій повітронагрівачів температура дуття поступово підвищувалася і в даний час досягла 1350 о С. Підвищення температури дуття є одним з найдієвіших чинників щодо зниження витрати коксу. З гарячим дуттям в доменну піч надходить велика кількість фізичного тепла. Це замінює тепло, яке отримують від спалювання коксу.
При підвищенні температури дуття від 1000 до 1200 о С витрата коксу знижується на 4,5%. Найближчим часом температура дуття може досягти 1250 - 1400 о С, що потребують розробки нових конструкцій повітронагрівачів і більш стійких вогнетривів.
3. Вдмухування палива в піч для заміни коксу. Найдорожчою складовою шихти доменного процесу є кокс. На частку коксу припадає 40-50% собівартості передільного чавуну. Оскільки замінити повністю кокс в доменному процесі поки неможливо, вчені і металурги всього світу постійно шукають паливно-відбудовні, що дозволяють знизити витрату коксу (так зване комбіноване дуття). В даний час такими добавками є кисень, природний газ, мазут, пиловугільне паливо.
При збільшенні вмісту кисню в дуття до 30% продуктивність печі підвищується на 10%, а витрата коксу зменшується на 9%. Витрата природного газу на дуття збагаченим киснем до 30% становить 150 - 200 м 3 / т чавуну.
Практично застосування природного газу є зараз ефективним тільки в Північній Америці і Росії (причому використовується газ власних родовищ), а використання мазуту економічно доцільно для умов Західної Європи. В інших регіонах світу, де виробляються чорні метали, основним замінником коксу служить пиловугільне паливо (табл. 8).
Частка від світового виробництва чавуну,%
Витрата мазуту становить 60 кг / т чавуну. Це паливо викликає в доменному процесі ті ж зміни, що і природний газ. Використання мазуту підвищує продуктивність доменних печей на 2% і знижує витрату коксу на 8-16%.
Кількість пилу, що вводиться в піч, становить 60-80 кг / т чавуну, що знижує витрату коксу приблизно на таку ж кількість. Вдування вугільного пилу вимагає розробки процесів її підготовки: подрібнення, осушення, транспортування. Ще більш ефективним є спільне застосування природного газу та вугільного пилу.
У багатьох країнах світу (Японії, Німеччини, Південної Кореї, Бразилії, Китаї та ін.) В даний час ведуться активні дослідження щодо застосування в агломераційному і доменному виробництвах техногенних енергоносіїв. пластмас, деревної тирси, технічних мастил, спиртів, харчових відходів виробництва цукру, рису, борошна і т. п. Найбільш перспективним більшістю фахівців визнається застосування в якості замінника коксу відходів пластмас, як виробничих, так і у вигляді ТПВ. Пластмаси по енерго-металургійним характеристиками не поступаються або перевершують відомі паливно-відновлювальні матеріали (табл. 9).
Зіставлення хімічного складу пластмас з іншими видами палив,%
Складові елементи палив
Паливні добавки до доменного дутью
Теплота згоряння, МДж / м 3
4. Підвищення тиску газів в печі значно збільшує продуктивність печі і трохи знижує витрату коксу.
Для підвищення тиску газу в доменній печі використовується спеціальне дросельне пристрій на газопроводі очищеного колошникового газу. Це дозволяє збільшити кількість повітря, що подається в піч. Витрата коксу знижується тому, що поліпшується використання газів в печі.
Крім підвищення продуктивності печі на 5-7% і зниження витрати коксу, підвищення тиску сприяє зменшенню виносу пилу через зниження швидкості газів на колошнике на 20-50%.