Способ регулирования вдувания пара в доменную печь

Способ регулирования вдувания пара в доменную печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВДУВАНИЯ ПАРА В ДОМЕННУЮ ПЕЧЬ, включающий использование топливных добавок к дутью, обогащение дутья кислородом и добавк5{ пара, отличающий-с я тем, что, с целью повьппения производительности и эконо1иа1И топлива, при повелении или умены11ении расхода пара одновременно соответственно повьваают или уменьшают расход кислорода на 0,1-2,0 м на 1 кг .

СОЮЗ СОВЕТСНИМ

Ю4ВЗЮ

PKCfIVSJlHK

3(я) С 21 В 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21/ 3262727/22-02 (22) 24.03 ° 81 (46) 30.04.83. Бюл. Р 16 (72) A. В. Ченцов,, В. В. Фролов, С. В. Шаврин, В. С. Новиков, В. В. Филиппов, И. Н. Ломака, В. С. Ефремов, A. Г. Иихалевич, Б. Л. Жураковский, Г. И. Степин, В. И. Нетронин и В. A. Улахович (71) Институт металлургии Уральского научного центра AH СССР (53) 669.162, 267.4(088.8) .(56) 1. Типовая технологическая конструкция по доменному проиэводст

:ву. Днепропетровск, 1977, с. 98-100.,SU„„1014892 А

;(54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВДУВА- НИЯ.GAPA В ДОМЕННУЮ ПЕЧЬ, включающий испольэование топливных добавок к дутью, обогащение дутья кислородом идобавку пара, отлич ающий-; с я тем, что, с целью повышения производительности и экономии топлива, при повьпаении или уменьшении расхода пара одновременно соответственно повышают или уменьшают расход кислорода на 0,1-2,0 м на 1 кг лара.

1014З92

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению чугуна в доменных печах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ регулирования вдувания пара в доменную печь, включающий использование топливных добавок к дутью, обогащение дутья кислородом и добавку пара. Способ регламентируется, в частности, типовой технологичес- 10 кой инструкцией по доменному производству. Согласно способу расход технического кислорода и расхода пара на увлажнение дутья являются нез ависимыми параметрами. Например, при разогреве печи увеличивают расход пара на увлажнение дутья, не изменяя расход кислорода, при похолодании — уменьшают вплоть до полного закрытия, также не изменяя расход кислорода, и только в случае недостаточности этой меры уменьшают расход дутья, природного газа (или других топливных добавок) и кислода (1$

Неизбежным следствием изменения расхода пара на увлажнение дутья являются изменение теоретической температуры горения, что в некоторых случаях, например, при периферийном ходе печи в сочетании с пониженным расходом дутья может отрицательно повлиять на стабильность гарниссажа.

Поэтому предпочтительнее такой способ доменной плавки, при котором регулирующие свойства пара сохранялись бы в.полном объеме, а теорети-. 35 ческая температура горения оставалась практически постоянной, т.е.

:не зависела от расхода пара.

Ислользование пара для регулирования теплового состояния доменной 4р печи приводит к перерасходу кокса, в связи с чем верхний предел расхода пара ограничивают, т.е. работают с ограниченным резервом по регулирующему паРаметРУ (пару) ° Это пРиводит 45 к тому, что снижение влажности дутья до естественной (т.е. закрытие пара) часто оказываетая недостаточной мерой, похолодание печи продолжает развиваться и в этом случае уменьшают расход кислорода, снижая тем самым интенсивность плавки. Это способствует устранению похолодания, но ценой недоиспользования имеющегося кислорода и соответствующего снижения средней производительности печи. В тех случаях, когда интенсивность плавки снижают слишком, и по этой причине эта мера также оказывается уже недостаточной, повышается содержание серы в чугуне. Имеют мес- 60 то также тяжелые расстройства, в результате которых количество использованного кислорода оказывается в конечном итоге меньше заданного и повышается расход кокса, в частности за счет использования холостых подач.

Цель изобретения - повышение производительности и экономия топлива.

Поставленная цель достигается тем, что в способе регулирования вдувания пара в доменную печь, включающем использование топливных добавок к дутью, обоГащение дутья кислородом и добавку пара, при повышении или уменьшении расхода пара одновременно соответственно повышают или уменьшают расход кислорода на 0,1-2,0 м на 1 кг пара.

Верхний предел расхода кислорода ограничивается тем, что его превышение связано с заметным отклонением теоретической температуры горения

Ьт оптимального уровня 1900-2200 С, что связано с опасностью подвисания шихты, особенно при горячем ходе печи. При расходе кислорода меньше нижнего предела преимущества предлагаемого способа становятся уже неощутимыьж.

Таким образом, один недостаток прототица может быть практически полностью устранен тем, что расходы пара и кислорода изменяются одновременно в отношении (примерно 1,5), обеспечивающем поддержание теоретической температуры горения в оптимальном диапазоне. При этом регулирующее воздействие пара на печь (в калориях) полностью сохраняется, так как обогащение дутья кислородом как таковое, мало или вообще не изменяет приход тепла в доменную печь.

Поэтому в случае использования кислорода совместно с паром изменяется лишь механизм воздействия на тепло,вое состояние печи. Охлаждение ее теперь происходит в основном за счет повышения интенсивности плавки и соответствующего повышения тепловой нагрузки на горн.

Второй недостаток устраняется частично, тем, что низкочастотные, эпизодические, но существенные, а по этой причине не некомпенсируемые уменьшения расхода технического кислорода при глубоких похолоданиях печи, заменяются высокочастотными незначительными уменьшениями, которые компенсируются повышениями при разогревах. При этом глубокие похолодания, а следовательно, и потери кислорода, не устраняются полностью, но частота таких похолоданий уменьшается, так как предлагаемый способ предусматривает более энергичные меры в самом начале любых похолоданий: уменьшают не только влажность дутья, но одновременно и интенсивность плавки, с последующей, однако, компенсацией этого уменьшения в периоды горячего хода печи.

1014892

Энергичное исправление горячего хода печк с помрщью одновременного . воздействия двумя факторами (пар и повышение интенсивности плавки) также должно, в конечном счете, способствовать увеличению средней производительности печи.

- Поскольку колебания расхода кислорода в предлагаемом способе будут сравнительно высокочастотными, то в условиях современного завода, особенно при наличии нескольких доменных печей, работающих rro этому способу, специальной буферной емкости для кислорода не требуется, в качестве таковой может использоваться существующая сеть потребителей кисло:,рода.

Особенно эффективен предлагаемый способ доменной плавки при систематическом недоиспользовании мощностей по производству кислорода, т.е. при степени использования имеющегося кислорода значительно меньше единицы..В этом случае возникает задача освоения избыточного кислорода, которая по каким-либо причинам не может быть решена с помощью известного способа использования кислорода, согласно которому повышение расхода кислорода. на 1 м должно сопровождаться повышением расхода природного газа на О,б5-0,7 м3.

Иногда этот способ не может быть использован по причине отсутствия природного газа (особенно зимой), иногда по техническим причинам (техническое состояние печи, особенно воздушных фурм) и иногда по технологическим — например, при доменной плавке титаномагнетитовых руд.

В последнем случае по мере повышения расхода кислорода и природного газа, иэ-эа температурных и концект.рационных неравномерностей по окружрости печи усиливаются. процессы греналеобразованйя, ухудшается отработка продуктов плавки, растут потери металла со шлаком. В результате повышение производительности печи (LLfl :) часто оказывается значительно ниже ожидаемого, равного

1-1,3 т на 1 тыс. м кислорода.

Значения дП для варианта использования кислорода совместно с паром выше и составляют при прочих равных условиях (в том числе и при постоянном расходе кокса) 1,5-1,7 т на 1 тыс. м кислорода. Причем эта цифра более стабильна, так как пар подается в дутье и поэтому он, так .же как и кислород, распределен в ° нем равномерно.

Таким образом, привязка дополнительного кислорода к пару, начиная с нулевого значения последнего, означает дополнительное освоение кислорода в количестве (0,1-2) ПАР,м /ч, где ПАР - средний расход пара на увлажнение дутья в кг/ч. Причемзтот кислород используется с максимальной эффективностью, так как рас- ход его повышается при прочих равных условиях,. в том числе, при постоянном расходе кокса.

Например, s условиях НТМК расход пара в среднем по цеху составляет в настоящее время 5,5 т/ч, При сред10 нем коэффициенте связи между паром и кислородом 1,5 дополнительно может быть, освоено 1 5 5,5 8,2 тыс. м3/ч кислорода,;за счет чего прирост производства составит 8,2 > (1,5" 1,7)»

15 <24 360 = 100-120 тыс. т. в год.

Такой способ использования кислорода в отличие бт обычного, стационарногого (прототипа ) целе сообраз но назвать нестационарным.

g0 Дополнительные 1,5-1,7 т чугуна будут получены при нулевом расходе на них природного rasa, так как в периоды горячего хода- нет необходимости повышать его расход, несмотря на Убыстрение схода подач. В периоды же холодного и нормального хода печи пар и связанная с ним часть кислорода не используются.

При базовом расходе природного га за 100 M3/т чугуна зкономия его со-.

З0 ставит, очевидно, 150-170 м на

1 тыс. мЗ кислорода.

В том случае, когда общий расход кислорода не изменяется, но часть

его используется нестационарно, З5 прироста производства не будет, а экономия природного газа по указанной причине составит те же 150170 м на 1 тыс. м 3 кислорода.

Если расход пара не равен нулю, 40 как при нормальном, таки при холодном ходе печи, то из-за симметричности (равновероятноати) разогревов и похолоданий явной экономии топлива не будет, но на 20-25% рас45 чаиряется диапазон регулирования, обеспечиваемый тем же средним рас-ходом пара. Объясняется это той же .причиной: в периоды горячего хода печь охлаждается не только паром, но и тем, что она недополучает 150170 м3 природного газа на 1 тыс.м

Ъ кислорода, что увеличивает охлаждающее действие пара, а в периоды холодного — наоборот ° Уменьшение диапазона регулирования до прежнего уровня, т.е. уменьшение среднего расхода пара на 20-25% обеспечит ту же самую экономию топлива, при- чем в приведенной размерности она не зависит от среднего расхода пара

60 и коэффициента связи между паром и кислородом.

При повышении температуры дутья диапазон регулирования, обеспечиваемый паром и кислородом, расширяет65 ся в большей мере из-за продолжи1014892

Составитель Б. Раковский

Редактор Е. Лушникова Техред Ж.Кастелевич Корректор 0 Макаренко

Заказ 3134/21 Тираж 568

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тельного влияния на тепловой баланс доменной плавки азота дутья. Соответственно увеличивается (при сохранении диапазона регулирования постоянным) экономия топлива.

Пример осуществления способа. 5

:В качестве базового объекта принимаем доменную печь 96 НТМК, объемом

2700 м3, выплавляющую 5300 т передельного чугуна в сутки. Допустимый предел расхода пара на увлажнение tO дутья установлен равным 3 т/ч, средний фактический расход равен ,1,5 т/ч, расход кислорода 20 тыс.м/ч, расход природного газа 22 тыс. мЗ/ч или 100 мЗ/т чугуна. 15

Одновременно с паром изменяют расход кислорода на К- м на 1 кг .3 пара, где К - коэффициент связи между паром и кислородом, числейное значение которого зависит от числа доменных нечей, работающих с использованием обсуждаемого способа и являющихся одна для другой дополнительной буферной емкостью для кислорода (вероятностного характера), от частоты колебаний теплового состояния печей и т.д. Для условий HTNK значение К принимаем равным 1,0.

Следовательно, нестационарно может быть использовано в среднем

1,5 тыс. м, /ч кислорода или

13000 тыс. мз в год (13 млн м ). Так как этот кислород будет использоваться только в периоды горячего хода печи, когда нет необходимости повышать расход природного газа, то экономия последнего составит 13(0,15+

0,17) = 1,9-2,2 млн. м- в год, где б,15-0,17 -- экономия природного газа в м на 1 м кислорода при базовом его расходе;100 м /т; чугуна.

Экономию природного газа можно оставить в качестве таковой, или преобразовать в экономию кокса., сохранив, средний расход природного газа на прежнем уровне. При коэффициенте за-. мены кокса газом 0,7 экономия кокса составит 1,3-1,5 тыс. т в год, или в денежном выражении 55-65 тыс.руб.

Если диапазон регулирования, обес печиваемый средним расходом пара

1,5 т/ч, был достаточным, то средний расход пара объективно уменьшается до 1,1-1,2 т/ч, или на 2,6-3,4 тыс. т в.год. Это уменьшение находится в соответствии с указанной выше экономией кокса.

В результате уменьшения расхода топлива и частоты расстройств печи,, сопровождающихся уменьшениями расхода дутья и кислорода, увеличится производительность печи.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить расход кокса, повысить производительность доменной печи и дает годовой экономический эффект 55-56 тыс. руб.