Способ ведения доменной плавки

Способ ведения доменной плавки, включающий загрузку шихтовых материалов различного гранулометрического состава в вертикально концентрические зоны площади колошника, отличающийся тем, что, с целью снижения удельного расхода кокса и увеличения производительности печи путем повышения оперативности регулирующих воздействий на доменный процесс, отношение глубины профиля поверхности загруженных шихтовых материалов на колошнике к его диаметру поддерживают в пределах 0,13-0,21, причем данные о профиле поверхности загруженных шихтовых материалов на колошнике усредняют за период, равный 0,05-0,20 времени пребывания шихтовых материалов в печи.

Изобретение относится к черной металлургии и может использоваться в доменных цехах.
Известны способы ведения доменной плавки путем регулирования степени неравномерности распределения шихтовых материалов по радиусу колошника при загрузке в зависимости от показателей радиального газораспределения [1] При этом распределение материалов изменяют таким образом, чтобы, с одной стороны, были достаточно развиты периферийный и центральный потоки газа и тем самым обеспечен ровный ход печи, а, с другой стороны, чтобы не допустить чрезмерное развитие этих потоков, ухудшающее использование тепловой и химической энергии газов.
Однако ведение доменной плавки по информации о параметрах радиального газораспределения приводит к значительному запаздыванию регулирующих воздействий и, следовательно, к недостаточной степени использования энергии газов, повышению расхода кокса и снижению производительности.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ доменной плавки, включающий загрузку шихтовых материалов различного гранулометрического состава в вертикальные концентрические зоны площади колошника [2]
Недостаток известного способа состоит в запаздывании необходимых регулирующих воздействий в системе загрузки при отклонении показателей радиального газораспределения от оптимальных значений, что приводит к повышению расхода кокса и снижению производительности доменной печи.
Целью изобретения является снижение удельного расхода кокса и увеличение производительности печи путем повышения оперативности регулирующих воздействий на доменный процесс.
Цель достигается тем, что в способе ведения доменной плавки, включающем загрузку шихтовых материалов различного гранулометрического состава в вертикальные концентрические зоны площади колошника, отношение глубины профиля поверхности загруженных шихтовых материалов на колошнике к его диаметру поддерживают в пределах 0,13- 0,21, причем данные о профиле поверхности загруженных шихтовых материалов на колошнике усредняют за период, равный 0,05 0,20 времени пребывания шихтовых материалов в печи.
Предлагаемый способ может быть реализован при использовании средств оперативного контроля поверхности загруженных материалов на колошнике доменной печи, например гамма-локатора профиля поверхности шихтовых материалов.
Предлагаемый способ основан на взаимосвязи профиля поверхности шихтовых материалов с показателями радиального газораспределения, выявленной при исследованиях доменного процесса с помощью гамма-локатора профиля поверхности шихтовых материалов на колошнике.
В табл. 1 дано изменение показаний контрольно-измерительных приборов при нарушениях распределения газовых потоков в доменной печи (отсчет времени производится от регистрации профиля поверхности шихты).
В результате исследований установлено, что профиль поверхности шихтовых материалов на колошнике свидетельствует о характере газораспределения в доменной печи на 0,5 4 ч раньше, чем остальные контролируемые технологические параметры работы печи.
Исследования на доменной печи показали также, что при уменьшении отношения глубины профиля поверхности шихтовых материалов на колошнике к его диаметру до значения ниже 0,13 ослабляется центральный поток газов в печи и получает излишнее развитие периферийный газовый поток, что приводит к снижению степени использования тепловой и химической энергии доменного газа в печи, следствием чего является повышение удельного расхода кокса и снижение производительности доменной печи. В этом случае принимаются технологические меры по развитию центрального потока газов и ослаблению периферийного газового потока, например устанавливают систему загрузки, погружающую периферийную и раскрывающую центральную зоны печи типа n КРРК m РРКК, где n + m a 1, a число станций работы вращающего распределителя шихты, или (n) приближают уровень засыпи к точке встречи материалов с колошниковой защитой при их разгрузке с засыпного аппарата.
При указанных режимах загрузки железорудные материалы, содержащие значительное количество мелких фракций, преимущественно располагаются в периферийной концентрической площади колошника, ослабляя периферийный газовый поток. Более крупный материал кокс загружается в центральную зону колошника, способствует развитию центрального потока газов.
Повышение указанного отношения до значения выше 0,21 свидетельствует о чрезмерном развитии центрального потока газов в печи и ослаблении периферийного газового потока, что также приводит к снижению степени использования энергии доменного газа в печи (см. табл. 2). В этом случае принимаются технологические меры по ослаблению центрального потока газов и усилению периферийного газового потока, например устанавливают систему загрузки, разгружающую периферийную и подгружающую центральную зоны печи типа n КРРК m ККРР, или (и) удаляют уровень засыпи от точки встречи материалов с колошниковой защитой при их разгрузке с засыпного аппарата.
При этих режимах загрузки крупный материал кокс загружается преимущественно в периферийную концентрическую площадь колошника, способствуя развитию периферийного газового потока. Железорудная часть шихты, содержащая мелкие фракции, загружается в центральную зону печи, ослабляя центральный газовый поток.
После восстановления оптимального отношения глубины профиля поверхности шихтовых материалов на колошнике к его диаметру (0,13- 0,21) ведение доменной плавки осуществляется традиционными способами.
Изменения показателей доменной плавки при различных профилях поверхности шихты на колошнике доменной печи (исследования проведены на доменной печи объемом 1385 м³) даны в табл. 2.
Профиль поверхности шихтовых материалов на колошнике может измениться в сторону увеличения или уменьшения глубины из-за резкого разового изменения состава шихтовых материалов. Поэтому при периоде усреднения данных о профиле поверхности шихтовых материалов менее 0,05 времени пребывания их в печи возможно принятие ошибочных решений по изменению технологических параметров работы доменной печи, что вызовет ухудшение технико-экономических показателей работы печи.
Увеличение периода усреднения до значения более 0,2 времени пребывания шихтовых материалов в печи приводит к запаздыванию регулирующих воздействий на газовый поток в печи, а также к перерасходу кокса и снижению производительности доменной печи (см. табл. 2).
Доменная печь работает на шихте, состоящей из агломерата и окатышей. Установленный уровень засыпи 2,0 м (на 0,5 м ниже точки встречи шихтовых материалов с колошниковой защитой при из разгрузке с засыпного аппарата) при системе загрузки КРРК. Время пребывания материалов в доменной печи составляет 7 ч. Вращающий распределитель шихты работает на 6 станций.
Определение шихты поверхности шихтовых материалов на колошнике производилось при помощи гамма-локатора, смонтированного на колошнике доменной печи.
Ход печи характеризуется оптимальным развитием периферийного и центрального газовых потоков. Отношение глубины профиля поверхности шихтовых материалов на колошнике к его диаметру составляет 0,13 0,21.
Пример 1. В результате изменения режима доменной плавки величина отношения глубины профиля к диаметру колошника уменьшилась до 0,11 и сохранялась на этом уровне. Через 84 мин после уменьшения (0,20 времени пребывания шихтовых материалов в печи) установили систему загрузки 4 n КРРКI 3 n PPKKI.
После загрузки 7 подач шихтовых материалов в печь восстановилось оптимальное газораспределение в печи, величина отношения глубины профиля шихтовых материалов на колошнике к его диаметру увеличилась до 0,15.
Пример 2. Величина отношения глубины профиля к диаметру колошника уменьшилась до 0,05 0,06 и сохранялась на этом уровне. Через 42 мин после уменьшения (0,10 времени пребывания шихтовых материалов в печи) установили систему загрузки РРККI и уменьшили уровень засыпки до 1,5 м, установив его на уровне точки встречи шихтовых материалов с колошниковой защитой при их разгрузке с засыпного аппарата. В результате принятых мер через 1 ч в печи восстановилось оптимальное газораспределение, величина отношения глубины профиля шихтовых материалов на колошнике к его диаметру увеличилась до 0,14.
Пример 3. Величина отношения глубины профиля к диаметру колошника увеличилась до 0,24. Через 35 мин (0,08 времени пребывания шихтовых материалов в печи) установили систему загрузки 2 n КРРКI 3 n ККРРI
После загрузки 5 подач шихтовых материалов в печь восстановилось оптимальное газораспределение в печи, величина отношения глубины профиля к диаметру колошника уменьшилась до 0,21.
Пример 4. Величина отношения глубины профиля к диаметру колошника увеличилась до 0,31. Через 21 мин (0,05 времени пребывания шихтовых материалов в печи) установили загрузки печи по системе ККРРI и опустили уровень засыпи до 2,5 м (удалили уровень засыпи от точки встречи материалов с колошниковой защитой при их разгрузке с засыпного аппарата).
Через 70 мин восстановилось оптимальное газораспределение в печи, величина отношения глубины профиля к диаметру колошника уменьшилась до 0,20.
В табл. 3 приведены технико-экономические показатели работы доменной печи в базовый (без использования предлагаемого способа доменной плавки) и опытный периоды (с поддержанием отношения глубины профиля поверхности загруженных шихтовых материалов на колошнике к его диаметру в пределах 0,13 0,21.
Применение предлагаемого способа позволяет значительно улучшить использование химической и тепловой энергии газов, снизить удельный расход кокса на выплавку чугуна на 2 2,5% и повысить производительность доменных печей на 1,5 2,0%
Способ ведения доменной плавки, включающий загрузку шихтовых материалов различного гранулометрического состава в вертикально концентрические зоны площади колошника, отличающийся тем, что, с целью снижения удельного расхода кокса и увеличения производительности печи путем повышения оперативности регулирующих воздействий на доменный процесс, отношение глубины профиля поверхности загруженных шихтовых материалов на колошнике к его диаметру поддерживают в пределах 0,13-0,21, причем данные о профиле поверхности загруженных шихтовых материалов на колошнике усредняют за период, равный 0,05-0,20 времени пребывания шихтовых материалов в печи.