Способ регулирования теплового состояния доменной печи

Способ регулирования теплового состояния доменной печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1) 883181

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 010280 (21) 2877294/22-02 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Опубликовано 231181. Бюллетень Мо 43

Дата опубликования описания 231181 (51)М. Кл.з

С 21 В 7/24.

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 669.162. .263.2(088.8) (72) Авторы изобретения

М.Ф. Казанский, Г.В. Журавлев, Э.Н.: Кульпа, Н.Н. Попов, В.Н. Андронов, В.Н. Никифоров, В.В. Лифар, И.М. Пефтиев, Е.И. ХруЩев и К.A. Шумилов (71) Заявитель

Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (54 ) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ

ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к регулированию теплового состояния доменной печи, и может быть использовано в других шахтных печах.

Известен. способ регулирования доменной печи, в котором расход кокса меняют в темпе с загрузкой в зависимости от удельной продолжительности истечения кокса иэ весовой воронки, c/T. От снижения расхода кокса и цовышения производительности печи получен экономический эффект 130 тыс.руб. в год (1j. 15

Недостатком этого способа является то, что в нем учитывается только свойства кокса и только свойства, отражаемые продолжительностью его йстечения (влага, крупность ). 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ регулирования теппового состояния доменной печи, включающий изменение расхода кок- 25 са в темпе загрузки в зависимости от нагрева горна (2).

Недостатком известного способа яв ляется запаздывание регулирэвания, что не поэвол1тет стабилизировать йа- З0 грев горна, снизить расход кокса и улучшить качество чугуна.

Цель изобретения - поддержание баланса прихода и расхода тепла в горне при изменении объемной массы шихты, улучшение качества чугуна и экономии расхода кокса на плавку.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования теплового состояния доменной печи увеувеличивают вес кокса на 0,2-10% при уменьшении объема загружаемой шихты на 1% по сравнению с заданным объемом шихты, отнесенном к 1000 нм Э приве- денного кислорода дутья и наоборот., Воэможность регулирования теплового. состояния доменной печи и стабилизации нагрева горна предлагаемым способом подтверждается длительными опытами измерения удельной продолжительности истечения кокса и агломерата (c/ò) из весовой воронки. Оказалось, что при уменьшении продолжительности истечения нагрев горна при проплавке этих материалов снижается. В противном случае - нагрев горна повышается. Эти же исследования установили, что колеба ния продолжительности истечения кокса и агломератд отражают в основном изменения их объемной массы. Увели88 3181 чение продолжительности истечения свидетельствовало об уменьшении объемной массы, уменьшение - об. увеличении объемной массы. Было установлено, что влияние колебаний объемной массы загружаемых материалов на нагрен горна объясняется нарушением баланса тепла доменной печи, возникающем под воздейтвием изменения скорости загрузки

Материалов по отношению к скорости поступления тепла в доменную печь. Чем меньший объем занимают загружаемые материалы и чем быстрее освобождается объем доменной печи, тем больше скорость загрузки материалов и тем, следовательно, больше будет потребность н тепле, так как эта потреб- 15 ность прямо пропорциональна массе загружаемых материалов. Понятно, что если вследствие увеличения объемной массы объем загружаемых подач стал меньше, например на 5%, н один и тот gg же освобождающийся объем доменной печи их будет .загружено на 5Ъ больше.

Естественно, что для подогрева до нормального уровня эти подачи должны за весь период опускания от уровня засыпи до зоны горения получить и тепла на 5Ъ больше. Скорость освобождения объема доменной печи при постоянном расходе природного газа и других топливных добавок к дутью (именно так работают доменные печи ) прямо пропорциональна расходу кислорода с дутьем и обратно пропорцио- нальна объемной массе сжигаемого кокса и переплавляемой железорудной ших ты. 35

Таким образом, скорэсть загрузки материалов в доменную печь и, следовательно, скорость потребления тепла в доменной печи прямо пропорциональна объемной массе загружаемых и gg обратно пропорциональна объемной массе переплавляемых материалов. Скорость же прихода тепла в доменную печь при постоянном соотношении добавок к дутью прямо пропорциональна только расходу кислорода с дутьем.

На единицу кислорода дутья, таким образом, выделяется одинаковое количество тепла. Взяв отношение массовой загрузки материалов в доменную печь к поданному за тот же период кислороду дутья, получим отношение потребности в тепле к единице полученного тепла. При увеличении этого отношения следует ожидать снижения нагрева горна, в противоположном случае — повы- 55 шения нагрева горна.

Именно на этом принципе основан предлагаемый способ регулирования, Анализ этого соотноШения, однако, по> казал, что массовую скорость загруз- @ ки материалов в доменную цечь следует заменить прямо пропорциональным ей объемом загружаемой шихты, причем объем вычисляется исходя иэ принятия объемной массы каждого компонента шихты постоянным. Указанная замена необходима для того, чтобы изменения массы кокса, производимые мастером из-за нлияния на тепловое состояние доменной печи факторов, не учитываемых предлагаемым способом, а также самы изменения массы кокса в подачу согласно способу, не отражались на величине коррекции кокса. Именно этим требованиям удовлетворяет эта замена, так как изменение массы кокса вызывает прямо пропорциональное изменение как объема загружаемых материалов (числитель), так и времени их срабатывания (знаменатель на одну и ту же величину.

Пределы изменения массы кокса на 1Ъ отклонения объема загружаемой шихты от эталонного 0,2-1,0Ъ установлены в основном исходя из опыта работы доменной печи с регулированием массы кокса предлагаемым способом. В этих опытах на 1Ъ разности между измеренным объемом шихты, отнесенным к

1000 нм кислорода дутья и эталонз ным объемом,. массу кокса в последующую серию подач изменяли с учетом знака на 0,5%. При возрастании измеренного объема но сравнению с эталонным на 1,0% массу кокса увеличивали на 0,5Ъ, при уменьшении на 1,0Ъ уменьшали на 0,5Ъ. В опытной плавке колебания кремния н чугуне снизилась по дисперсии на 22%, расход кокса снизился на 1,0% производительность печи возросла на 0,4Ъ, Домецная печь в период опыта работала на коксе мокрого тушения и агломерате без отсева мелочи. Поэтому изменение 0,5Ъ раствора кокса на 1,0Ъ изменения объема шихты согласно предлагаемому способу, как опробированное, принято в качестве среднего значения.

Установлено, при стабилизации железорудной шихты и сильных колебаниях влаги н коксе (случай с хорошим отcehoM мелочи от агломерата) необходимо на 1Ъ изменения объема шихты. расход кокса изменять на 1Ъ (+1,0% влаги в коксе увеличивает объем загружаемой шихты на 1,0%), при стабилизации кокса и сильных колебаниях гранулометрии железорудной шихты (случай работы на коксе сухого тушения) необходимо на 1,0Ъ изменения объема шихты расход кокса изменять меньше, чем на 0,5Ъ и принять это снижение до 0,2Ъ °

Эталонный объем загружаемой шихты — это среднее значение текущих объемов загружаемой шихты на единицу приведенного кислорода дутья.. Он определяется условиями регулирования и при необходимости незначительно изменяется для центровки коррекции кокса около нулевого значения. В случае однозначного отклонения на длительное время коррекций от нулевого значения

883181

ад

К K

C „«, /» о»1(»» ) %la

К д6

К где К

0,7

5,5

5 5

17,5

0,5

0,55

2,0

2,0 где

2300 бО

26,5

4,95 эталонный объем соответственно изменяют, одновременно перенося постоянную однозначную коррекцию в постоянное задание. Иэ опыта по регулированию теплового состояния доменной печи путем коррекции кокса предлагаегым способом и по продолжительности истечения кокса иэ весовой воронки рекомендуется суммарные коррекции предлагаемым способом ограничить в начальАыи период регулирования пределами 3-5Ъ.

Для реализации способа необходима всегда имеющаяся информация о составе шихты, числе загруженных подач, расходе приведенного дутья и содержании в нем кислорода. Из изложенного ясно, что способ может быть реализован в повседневной практике с помощью укаэанного в формуле порядка действия или осуществлен в виде автоматической системы коррекции в соответствии к 20 приведенным ниже алгоритмам.

Способ реализуется следующим образом.

Коррекция массы кокса в последующую подачу или серию подач Gno произ-25 водится по формуле

G „= Й„+ас „,T (() пос» зад

ЗО где скорректированная масса кокса в последующую подачу или серию подач, т, заданная масса кокса в подачу, т, 35 величина коррекции кокса в подачу, т. ((ЧФ - ) э ггг 1 g o T ) под (2)

40 изменение расхода кокса на

1Ъ отклонения объема загружаемой шихты от эталонного, Ъ; объем загружаемой шихты, 45 приходящийся на единицу приведенного кислорода дутья, м /нм (1000 нгл5), эталонный объем загружаемой шихты приходящийся на едини-50

9 З цу кислорода дутья, м /нм (1000 нм >) . "Р - 1 1 " 55

ЧФ ц» о а м 11000 м

C»""Р— скорректированная масса кокса в предыдущую подачу,, т, „ „ ги. — соответственно масса кокса, агломерата, известняка, руды, прочего компонента в подачу, т, 7 < "о с»Я„»» ««(>g„- объемная масса, соответственно, кокса, агломерата, известняка, руды, прочего компонента, т/м, приведенный средний ра- пР сход дутья за период загрузки одной подачи, нм /мин, 0 — средняя концентрация кислорода в дутье за период загрузки одной подачи, Ъ,. продолжительность пери- ода загрузки одной подачи, мин, 100000. — произведение 100 1000 пеоехола от Ъ 02 к м иотмС к 1000м 0

Подставив. (3) во (2), а (2) в (1) получим алгоритм коррекции кокса

«К к + a г"««м р .„+ - +,„, +...+ —.)

1 V 9yn

Б случае подсчета коррекции серии подач коррекции за каждую подачу суммируются, а затем определяется средняя величина, которая вводится в последующую равную серию подач.

П Р и м е Р 1. Объект — доменная печь М 1 Ждановского металлургического завода им. Ильича, полезным объемом 1033 м5, изменение расхода кокса на 1Ъ отклонения объема загружаемой шихты от эталлоного (принимается) К, Ъ заданная масса кокса в подачу 6, «, т масса кокса в подачу, 0пР масса агломерата в подачу е, Т масса известняка в по иьв т объемная масса кокса (принимается ) „, т/и

Ъ объемная масса агломерата, щ», т/г»3 объемная масса известняка,» „, т/гл

Ъ приведенный расход дутья Q+ нм /мин концентрация кислорода в дутье Qo», Ъ продолжительность подачи загрузки t„ мин эталонный объем загружаемой шихты9»д, мэ

883181

< 5,5 (7,5 0,5 1 Ф + — ) 100000

055 20 2о

-495 5P--;

2300 2615 6

Формула изобретения

Составитель B. Раковский

Редактор T. Киселева Техред A. Aû Корректор E.Ñòåö

Заказ 10126/38 Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",, r. Ужгород,. ул. Проектная, 4

Подставим значения указанных вели,чин в алгоритм (4)

G „=,5+

4,95

=5, ) . TlnoAI

П р и м.е р 2. При тех же условиях„ о что в примере 1 время загрузки одной подачи увеличилось до 0,2 мин, а заданная масса кокса в подачу составила 5,7 т. Подставим значения в алгоритм (4) 15

gП"ОС 57+

А э,7 17 5 0,5 — -+ — + 300000

2,о О, 265 2 20

Щ 5;1=5,85т ПОА

i95

При автоматической реализации алгоритм величины 6к <а в иьв <р в

ЪОд

Тк 3а Эиьвяо,Ж задаются вручную, o" F, Оп, t вычисляется системой на ос-5 основании показаний приборов и зависимости 0 от 0 с учетом отклоневр ния фактических температур и давления дутья на измерительной шайбе от расчетных и вместе с GP вводится ав-30 томатически. При этом йадо иметь в виду, что неточность в выборе,, з"с,, д практически.не внесет ошйбки в коррекцию, поскольку V принимается при этих же значениях объ35 емной массы.

Как видно в алгоритме не предусмотрен учет ряда факторов, влияющих на интенсивность доменной плавки и, следовательно, на объем загружаемой ших- 4О ты, приходящийся на 1000 нм кислорода дутья К этим факторам относятся температура дутья, расход природного газа, железорудная шихта. Поэтому при значительном изменении расхода природного газа, температура дутья, же- 45 лезорудной шйхты (например, переход с агломерата на железную руду или окатыши) временно коррекцию не проиэводят до получения новых данных об установлении эталонного объема загружаемой шихты (например, в течение 2-х смен). Расход кокса не следует корректировать также при неровном сходе шихты (с подстоями, осадками).

Очевидно, что изобретение не ограничивается вышеописанным примером реализации, исходя из него могут быть предусмотрены и другие варианты осуществления, не выходящие за рамки формулы изобретения.

Предлагаемый способ испытан на доменной печи Ждановского метзавода им. Ильича. В период испытания коле бания содержания кремния в чугуне снизились на 223 (по дисперсии), расход кокса снизился на 1%, а производительность печи возросла на 0,4%. В расчете на 1 млн. т. чугуна экономи- ческий эффект в доменном производстве составил около 225 тыс. руб.

Способ регулирования теплового состояния доменной печи, включающий изменение расхода кокса в темпе с загрузкой в зависимости от нагрева чугуна, отличающийся тем, что, с целью поддержания баланса прихода и расхода тепла в горне при изменении объемной массы шихты, улучшения качества чугуна и экономии расхода кокса на плавку, увеличивают вес кокса на 0,2-1% при возрастании объема загруженной шихты на 1Ъ по сравнению с заданным объемом шихты, отнесенным к 1000. нм приведенного кислорода дутья и наоборот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. НИР "Разработка и, внедрение способа стабилизации рудной нагрузки доменных печей путем корректировки расхода скипового кокса по колебаниям его свойства", Отчет 750 29661, инв. Р Б 591005 ДонНИИчермет, 1975.

2. Типовая технологическая инструкция. Днепропетровск, 1967.