1

1. Eficientizarea proceselor de elaborare a aliajelor feroase prin utilizarea cocsului brichete

Cu ceva timp n urm se existau puine informaii concludente despre proprietile cocsului brichete produs n alte ri, precum SUA, Germania, etc. Mai trziu n urma rezultatelor obinute de uzina japonez Sumitomo-Kotura, la un furnal de 1500 m3, care a utilizat cocs brichete n cantiti diferite la realizarea unor experimente pe perioade scurte de timp, nsumnd 53 de zile s-a observat c furnalul i-a meninut indicatorii la valori normale. Pentru c furnalul de asemenea dimensiuni a rezistat acestui proces dei perioadele de funcionare au fost scurte, experimentul a fost considerat un succes.

Datele obinute au artat c cocsul brichete japonez a dovedit o durabilitate mrita fa de cocsul clasic, avnd granulaia foarte uniform ( 90 ... 97 % ntre 25 ... 50 mm ), greutate volumetric mare ( 690 kg/m3 ), porozitatea sczut ( 33 % ) i reactivitate comparabil cu a cocsului clasic.. De asemenea s-a mai observat c probele extrase de la gurile de vnt au artat o frmiare n furnal relativ sczut ( 1/3 din cocsul de 25 ... 50 mm a trecut n clase de 15 ... 25 mm ).

n ara noastr experimetele realizate pe cocs brichete la Reia i Huneduara n furnale de 700 m3 i respectiv 1000 m3, au fost diferite din cauza calitilor, rezistenei i granulaiei cocsului brichete studiat.

n urma studiilor realizate pe cinci tipuri diferite de cocs : R1, R2, H3, ( brichete mari ), H1 ( brichete mici ) i H2 ( brichete mici i mari ), la cele dou furnale din Reia i Hunedoara s-au obinut urmtoarele rezultate :

cocsul brichete R1, studiat la furnalul di Reia, a dovedit cea mai bun rezisten i o grupare favorabil a indicatorilor M40 i M10, n proporie de 30 %. Funcionarea furnalului cu 40 % cocs brichete timp de 3 zile a fost considerat operioad mult prea scurt pentru a se trage o concluzie n legtur cu cantitile mai mari de 30 %.

cocsul brichete R2 a fost considerat mai slab dect R1, dar s-a observat c indicatori

M40 i M10 au avut valori mai grupate. R1 a fost susinut de furnal la proporia de 33 %, dar a provocat deranjamente la o cantite de 50 %.

cocsul brichete H3, utilizat de furnalul de 1000 m3 a oferit rezultate slabe att la proporia de 12,5 % ct i a valorilor indicatorilor M40 i M10 prezentnd o mprtiere cu totul anormal; nici o valoare a indicatorului M10 i numai 19 % din valorile indicatorului M40 au fost considerate acceptabil.

nici studiul cocsul brichete H1, n furnalul de la Hunedoara, nu a raportat rezultate mulumitoare, proporia de 20 %, intrnd n deranjamente la scurt timp dup ce a nceput s fie utilizat. H1 a prezentat valori grupate acceptabile pentru M40, dar valorile indicatorul M10 au fost considerat nesatisfctoare.

2

la studiul cocsului brichete de dimensiuni mici, n cazul experimentrii H2, s-au obinut caliti inferioare cocsurilor utilizate la experimentrile R1 i R2. Ca i n cazul cocsul brichete H1 furnalul nu a putut susine cocsul la proporia de 20 %.

n urma acestor rezultate s-a constatat c condiiile de rezisen pe care ar trebui s le ndeplineasc cocsul brichete ar trebui s se fac pe baza experimentelor R1 i R2. Condiiile minimale de existen acceptate pentru cocsul brichete ( la skip ) : - indicatorul de rezisten M40 = minim 82 % - indicatorul de friabilitate M10 = maxim 7 % O alt serie de concluzii la care s-a ajuns, n timpul experimentrilor R1 i R2, arat un grad de sfrmare destul de mare care provoac mrirea suprafeei specifice a bucilor de cocs brichete iar experimentrile H1 i H3 au dovedit c sunt mai puin reactive fa de cocsurile clasice folosite la furnalul respectiv. Studiile efetuate asupra cocsurilor brichete utilizate la experimentrile R1 i R3 au la conclizia c dein o reactivitate aproximativ asemntoare sau chiar mai bun fa de cocsurile clasice, n schimb cocsurile brichete de la experimentrile H1 i H3 au dovedit o reactivitatea sczut n comparaie cu cocsurile clasice folosite la acelai furnal. Determinrile efectuate pe buci de cocs brichete, aruncate prin orificiul de evacuare a fontei cu ocazia suflrii vetrei la experimetrile H1 i H2. Au raportat o cretere dramatic a reactivitii, care a ajuns pn la valori de 74 ... 80 %, n timp ce la cocsurile clasice s-a constatat c nregistreaz valori mai ridicate cu 35 %. Unele dintre cele mai mari importante valori n cazul acestor experimente, fr de care nu se puteau efectua, au fost : - mrimea bucilor, compoziia granulometric, porozitatea i greutatea volumetric.

1.1. Concluzii rezultate n urma utilizrii cocsului brichete pe plan mondial n urma studiului realizat la nivel mondial asupra cocsurilor brichete, obinute prin diferite procedee, pe baza utilizrii crbunilor slab cocsificabili i necocsificabili, s-a constatat c n anumite situaii utilizarea cocsului brichete mbuntete funcionarea furnalelor i c o perfecionare a calitii acestora ar putea nlocui utilizarea cocsului clasic. Prin folosirea cu regularitate, n timpul experimentelor, a cocsului brichete s-a observat c, productivitatea furnalelor a fost satisfactoare , iar n cazul unor ncercri individuale, s-a constatat o productivitate mrit. Uneori s-au obsrevat scderi drastice ale productivitii furnalelor din cauza nrutirii condiiilor gazodinamice.

Utilizarea unor ncrcturi mai mari de cocs brichete din furnal i-a determinat pe spescialiti s considere c acesta, fa de cocsul clasic, este mai bun n scderea permeabilitii la gaze n furnal. Un alt factor a fost considerat modul n care se repartizeaz umplutura de cocs brichete fa de cel obinuit.

3

n final s-a ajuns la concluzia c rezultatele obinute n urma experimentelor efectuate asupra cocsului brichete sunt destul de ncurajatoare i s-a czut de acord c mrimea variabilei acceptate de nlocuire a acestuia, n funcie de tipul i calitile acestuia ar trebui sa fie cuprins in intervalul 25 ... 30 % i realizarea de noi experimetele pentru a dezvolta tipuri mai complexe de crbune cocsificabil n vederea lrgirii bazei de materii prime.

2. Eficientizarea procesului de eleborarea fontei prin insuflarea mixt la gurile de vnt ale furnalului

a prafului de crbune n amestec cu minereuri

2.1. Avantajele tehnologiei de insuflare mixt la gurile de vnt ale furnalului a prafului

de crbune n amestec cu minereuri Dei de ansamblul proceselor insuflare mixt a pulberilor este o tehnologie relativ recent se consider c aplicaiile sale acoper o palet variat de domenii dintre care enumerm :

creterea permeabilitii la gaze a coloanei de materiale prin mbuntirea raportului grosimii straturilor minereu/cocs - prin aceasta se permite creterea cantitii de praf de crbune insuflat la gurile de

vnt ceea ce provoac scderea consumului specific de cocs i ofer posibilitatea de a se crea un mediu propice creterii productivitii furnalului

mbuntirea calitii fontei prin diminuarea coninutului de siliciu

- cu ajutorul unui calcul estimativ se poate dovedi c prin scderea coninutului de siliciu se poate ajunge la o reducere semnificativ a costurilor de producie la producerea oelului cu 0,3 ... 0,5%/t pentru fiecare 0,1% Si redus n font

creterea gradului de ardere a crbunelui pulverizat insuflat la gurile de vnt

- creaz posibilitatea de a mbuntii legtura dintre cocs/praf crbune i creterea cantitii de praf de crbune insuflat la gurile de vnt.

Prin utilizarea n mod direct a minereurilor fine i foarte fine la furnale, fr realizarea procesului de aglomerare naitea unei proceduri principale se poate obine o diminuare costurilor de exploatare i energetice, dar i la reducerea polurii mediului nconjurtor. Ansamblul proceselor de insuflare a pulberilor poate fi aplicat cu ncredere i la insuflarea ilmenitului n furnal pentru protecia zidriei creuzetului.

4

2.2. Fundamentarea teoretic a insuflrii combinate n furnal Se tie c una din trsturile tehnologie de insuflarea pulberilor este reprezentat de unele reacii de reducere i topire n perioade foarte scurte de timp. Prin succesiunea etapelor de disociere i reducere care au loc la insuflarea mixt se produc modificri asupra proprietilor de ardere a crbunelui. La introducerea sub presiune a unor cantiti mici de minereu reaciile cu crbunii sunt accelerate. Prin insuflarea unor cantitai ridicate de minereu reaciile de ardere sunt oprite datorit consumurilor mari de cldur pentru nclzirea materialelor introduse sub presiune i a scderii nivelului absorbiei de cldur. Datorit experimentelor efectuate de Institutul din Aachen (Germania), la utilizarea unei instalaii care simuleaz procesul de ardere din faa gurilor de vnt, s-a constatat c pstrarea unei cantiti adecvate de minereuri de fier n amestec, dar i un raport O/C ntre limite potrivite, puterea de combustie crete, minereul de fier obinnd proprieti catalitice. Dac se dorete a insufla cantiti ridicate de minereu de fier n amestec cu crbune, este importanta ca i crbunele s prezinte un procent mrit de elemente volatile i materia prim din fier s fie uor de redus. n cazul n care este necesar meninerea regimului de combustie i a temperaturii, n condiii optime de funcionare a furnalului se utilizeaz materiale cu granulaie foarte fin (< 0,1 mm), determinarea cantitii indicate de minereu sau fondant n amestec cu crbunele pulverizat, reglarea parametrilor de insuflare (temperatura aerului, coninutul de O2 n aerul insuflat etc) i probabil suplimentarea combustiei. Ansamblul proceselor de introducere sub presiune a minereurilor de fier i a fondanilor la gurile de vnt au avantajul c permite ajustarea zonal a umpluturii de siliciu, fr a modifica procesul de funcionare a furnalului i pstra temperatura fontei la un nivel optim.