Способ ведения доменной плавки

Способ ведения доменной плавки

Реферат

 

Сущность изобретения: изменяют содержание кислорода, обогащающего дутье, циклом на каждом шаге изменения уровня засыпи в пределах 1,8 - 5% от среднего содержания кислорода в дутье, при этом содержание кислорода определяют по следующей зависимости O₂= O_{2 cp}+ 6,11h - 1,2h²- 4,2-K, где h - заданный уровень засыпи шихты, м; K - коэффициент, учитывающий средний уровень засыпи; 0_2ср среднее содержание кислорода в дутье. 6 табл. 3 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству чугуна в доменных печах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ регулирования распределения шихты на колошнике доменной печи, включающий вдувание подогретого обогащенного кислородом дутья, загрузку шихты, циклическое изменение шагами уровня засыпи от верхнего предела до нижнего и обратно такими же шагами. Основным недостатком этого способа является то, что эффект растягивания по радиусу печи мелких фракций материалов, перемешивания разнородных компонентов шихты и повышения степени использования газа снижается по той причине, что при понижении уровня засыпи уменьшается общая высота столба шихтовых материалов. В этом случае в силу конструктивных особенностей доменных печей, где геометрия циркуляционной зоны печи располагается ближе к стенке печи, усиливается периферийный поток газа, что снижает степень использования газа и ухудшает технико-экономические показатели. Отрицательный фактор снижения уровня засыпи в цикле изменения уровня засыпи усугубляется, особенно при обогащении дутья кислородом. Цель изобретения снижение расхода кокса и повышение производительности печи за счет увеличения степени использования газов. Для этого в способе регулирования распределения шихты на колошнике, включающем вдувание подогретого, обогащенного кислородом дутья, загрузку шихты, циклическое изменение шагами уровня засыпи шихты, от верхнего предела до нижнего и обратно такими же шагами, изменяют содержание кислорода в дутье, циклически на каждом шаге изменения уровня засыпи пропорционально уровню засыпи шихты по следующей зависимости: О₂ О_{2 ср} + 6,11 h 1,2h² 4,2-K, где h уровень засыпи, м; К коэффициент, учитывающий средний уровень засыпи; О_{2 ср} среднее содержание кислорода в дутье, О₂ содержание кислорода в дутье, соответствующее заданному уровню засыпи, и поддерживают содержание кислорода в дутье в пределах 1,8-5,0% от среднего содержания кислорода в дутье. При выполнении данных условий доменной плавки содержание кислорода в дутье при пониженном уровне засыпи постепенно увеличивается. При повышении уровня засыпи, согласно сочетанию циклов, содержание кислорода в дутье постепенно уменьшается. Исходя из этого самой низкой степени обогащения дутья соответствует наиболее высокий уровень засыпи в цикле; самой высокой степени обогащения дутья кислородом соответствует наиболее низкий уровень засыпи в цикле. При более высокой степени обогащения дутья реакционная способность дутья возрастает, более интенсивно протекают реакции горения с поступающим коксом и образовавшиеся газы поднимаются по пути наименьшего сопротивления, каким является зона, прилегающая к кладке печи периферийная зона. Уменьшение степени обогащения приводит к увеличению инертного газа в дутье и наблюдается явление, обратное описанному. Таким образом, при осуществлении данного способа содержание кислорода в дутье за цикл может изменяться в пределах 0,9-2,5% от среднего значения степени обогащения дутья. Указанное изменение содержания кислорода в дутье позволяет в темпе со сдвигом гребня шихтовых материалов изменять конфигурацию кривой газораспределения, сдвигая максимум содержания СО₂, что дает возможность добиться соответствия расстояния от стенки колошника до гребня расстоянию от стенки до пика содержания СО₂ на кривой газораспределения (фиг. 1). Зависимость между содержанием кислорода в дутье и расположением пика содержания СО₂ на кривой газораспределения по диаметру колошника печи выражается следующим уравнением l 0,351 0,117 О₂, (1) где l расстояние от стенки колошника до максимума СО₂ на кривой газораспределения, м; О₂ изменение содержания кислорода в дутье, Полученная зависимость представлена на фиг. 2. При построении не учитывалось общее содержание кислорода в дутье, а принималось его изменение. Зависимость носит линейный характер, а при работе с переменным уровнем засыпи по прототипу гребень шихтовых материалов (при изменении уровня засыпи одинаковыми шагами) сдвигается по квадратичной, нелинейной зависимости, которая описывается следующим уравнением: z 0,8425 0,715 h + 0,14 h², (2) где h уровень засыпи; z расстояние от стенки колошника до гребня. Графическая интерпретация данной зависимости приведена на фиг. 3, откуда следует, что чем ниже расположен шаг изменения уровня засыпи, тем на более меньшую величину сдвигается гребень шихтовых материалов. Для обеспечения более полного использования газов в доменной печи необходимо, чтобы гребень шихтовых материалов находился на одной оси с пиком СО₂ по кривой газораспределения. Исходя из этого и уравнений (1) и (2) получена зависимость изменения содержания кислорода в дутье О₂ О_2ср + 6,11 h 1,2 h² 4,2 K. (3) Данное уравнение позволяет учесть нелинейность при сдвиге гребня в зависимости от изменения уровня засыпи и в нужной мере отреагировать на сдвиг гребня изменением содержания в дутье. В полученное уравнение (3) введен также коэффициент К, который позволяет учесть средний или исходный уровень, от которого ведется циклическое изменение уровня засыпи шихтовых материалов. Данный коэффициент получен, исходя из условия 6,11 h 1,2 h² 4,2 0 и выбирается по табл. 1. В данном случае h_ср это исходный, т.е. средний уровень засыпи, от которого ведется циклическое его изменение. Необходимо отметить, что в реальных условиях на доменных печах установлены уровни засыпи в пределах 0,5-1,75, так как снижение уровня засыпи до 2 м и ниже ведет к сдвигу гребня шихтовых материалов вплотную к стенке колошника, что приводит к ухудшению работы защиты футеровки колошника и образованию отраженных гребней, формирование которых затрудняет оценку газодинамики столба шихтовых материалов, а также приводит к снижению степени использования газа в печи. Подъем уровня засыпи до 0,25 м и выше осложняет работу конуса, поскольку в ряде случаев наблюдается касание конуса поверхности шихтовых материалов и неполное его раскрытие, что приводит к затруднению выхода шихтовых материалов из межконусного пространства. Таким образом, исходя из сказанного в приведенной таблице взяты практически все применяемые на доменных печах уровни засыпи. Способ реализуется следующим образом. На доменной печи, работающей с постоянным уровнем засыпи и определенным (средним) содержанием кислорода в дутье, устанавливают переменный уровень засыпи, меняющийся равными шагами от верхнего до нижнего значения при среднем исходном уровне. При этом согласно предлагаемому способу устанавливают изменение содержания кислорода в дутье циклом, сочетающимся вершинами с циклом изменения уровня засыпи и амплитудой 1,8-5,0% от среднего значения степени обогащения дутья. Содержание кислорода в дутье на каждом шаге изменения уровня засыпи рассчитывают по приведенной зависимости О₂ О_2ср + 6,11 h 1,2 h² 4,2 K. Таким образом, способ включает следующие операции: задание среднего уровня засыпи и соответствующего ему среднего значения содержания кислорода в дутье; задание изменения содержания кислорода в дутье циклом, сочетающимся вершинами с циклом изменения уровня засыпи; расчет содержания кислорода в дутье на каждом шаге изменения уровня; корректировку результатов расчета (при необходимости) в случае, если амплитуда изменения содержания кислорода в дутье не попадает в заявленные пределы 1,8-5,0% Указанную корректировку проводят следующим образом. При значении амплитуды изменения содержания кислорода в дутье за цикл выше 5% снижают изменение содержания кислорода на каждом шаге на вершину а , где х величина превышения амплитудой допустимых значений; n количество шагов в цикле изменения уровня засыпи. При значении амплитуды изменения содержания кислорода в дутье за цикл ниже 1,8% превышают изменение содержания кислорода на каждом шаге на величину а. П р и м е р 1. Печь объемом 2000 м³ грузили подачами КРРК. Уровень засыпи составляет 1 м, содержание кислорода в дутье (О_2ср) 30% Установили цикл изменения уровня засыпи от 0,5 до 1,5 м с шагом 0,25 м. Исходя из полученной зависимости (3) рассчитали содержание кислорода в дутье на каждом шаге изменения уровня засыпи (см. табл. 2). Амплитуда изменения содержания кислорода в цикле составила 3,7% (заявленные пределы 1,8-5,0%). П р и м е р 2. Печь объемом 2000 м³ грузилы подачами КРРК. Уровень засыпи составлял 1 м, содержание кислорода в дутье 30% Установили цикл изменения уровня засыпи от 0,25 до 1,75 м с шагом 0,25 м. Исходя из зависимости (3) аналогично примеру 1 рассчитали содержание кислорода на каждом изменении уровня засыпи (см. табл. 3). Амплитуда изменения содержания кислорода в цикле составила 5,6% что не попадает в заявленные пределы 1,8-5,0% Следовательно, в данном случае амплитуду необходимо снизить до 5% т.е. на 0,6% Для этого изменение содержания кислорода на каждом шаге ( О₂) снижают на 0,1 где n количество шагов изме- нения уровня засыпи. С учетом этого содержание кислорода на каждом шаге изменения уровня засыпи составит величина, приведенная в табл. 4. Амплитуда изменения содержания кислорода в цикле с учетом корректировки составит 5,0% П р и м е р 3. Печь объемом 2000 м³ грузили подачами КРРК. Уровень засыпи составлял 1,25 м, содержание кислорода 30% Установили цикл изменения уровня засыпи от 1,0 до 1,5 м с шагом 0,25 м. Аналогично примерам 1 и 2 рассчитали содержание кислорода на каждом шаге (см. табл. 5). Амплитуда изменения содержания кислорода в цикле составила 1,6% что ниже заявленных пределов (1,8-5,0%). Следовательно, в данном случае амплитуду необходимо повысить до 1,8% т.е. на 0,2% Для этого изменение содержания кислорода на каждом шаге ( О₂) повышают на 0,1 С учетом этого содержание кислорода на каждом шаге изменения уровня засыпи составит (см. табл. 6). Амплитуда изменения содержания кислорода в цикле с учетом корректировки составит 1,8% Предлагаемый способ позволит добиться соответствия конфигурации кривой газораспределения на колошнике доменной печи конфигурации гребня шихтовых материалов, что повысит степень использования газа в печи, а следовательно, приведет к снижению расхода кокса и повышению производительности печи.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ, включающий вдувание подогретого, обогащенного кислородом дутья, загрузку шихты, циклическое изменение шагами уровня засыпи шихты от верхнего предела до нижнего и обратно такими же шагами, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода кокса и повышения производительности печи за счет увеличения степени использования газов, содержание кислорода в дутье изменяют циклически на каждом шаге изменения уровня засыпи пропорционально уровню засыпи шихты по следующей зависимости: О₂ = О_{2 ср} + 6,11h - 1,2h² - 4,2 - К, где h - уровень засыпи шихты, м; О_{2 ср} - среднее содержание кислорода в дутье, %; К - коэффициент, учитывающий средний уровень засыпи, и поддерживают в пределах 1,8 - 5% от среднего содержания кислорода в дутье.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5