Способ регулирования теплового состояния доменной печи

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. К .з С 21 В 7/24. Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(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, с/т. От снижения расхода кокса и цовышения производительности печи получен экономический эффект 130 тыс.руб, в год 1). 15Недостатком этого способа является то, что в нем учитывается только свойства кокса и только свойства, отражаемые продолжительностью его йстечения влага, крупность ). 20Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ регулирования теппового состояния доменной печи, включающий изменение расхода кок са в темпе загрузки в зависимости от нагрева горна 121.Недостатком известного способа является запазрывание регулирэвания, что не поэвол 1 тет стабилизировать йа грев горна, снизить расход кокса иулучшить качество чугуна,Цель изобретения - поддержание баланса прихода и расхода тепла в горнепри изменении объемной массы шихты,улучшение качества чугуна и экономиирасхода кокса на плавку.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу регулированиятеплового состояния доменной печи увеувеличивают вес кокса на 0,2"10 приуменьшении объема загружаемой шихтына 1 по сравнению с заданным объемомшихты, отнесенном к 1000 нм Э приве-денного кислорода дутья и наоборот.,Воэможность регулирования теплового.состояния доменной печи и стабилизациинагрева горна предлагаемым способомподтверждается длительными опытамиизмерения удельной продолжительностиистечения кокса и агломерата 1 с/т) извесовой воронки. Оказалось, что приуменьшении продолжительности истечения нагрев горна при проплавке этихматериалов снижается, В противном случае - нагрев горна повышается. Эти жеисследования установили, что колебания продолжительности истечения кокса и агломератд отражают в основномизменения их объемной массы. Увели 88 3181чение 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 воздей.твием 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 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 20 же освобождающийся объем доменной печи их будет загружено на 5 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 5 больше. Скорость освобождения объема доменной печи при постоянном расходе природного газа и других топливных добавок к дутью именно так работают доменные печи) З 0 прямо пропорциональна расходу кислорода с дутьем и обратно пропорцио- нальна объемной массе сжигаемого кокса и переплавляемой железорудной ших ты, 35Таким образом, скорэсть загрузки материалов в доменную печь и, следовательно, скорость потребления тепла в доменной печи прямо пропорциональна объемной массе загружаемых и 40 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 шения нагрева горна.Именно на этом принципе основан предлагаемый способ регулирования, Анализ этого соотноШения, однако, показал, что массовую скорость загруз- ц 0 ки материалов в доменную печь 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 зта замена, так как изменение массы кокса вызывает прямо пропорциональное изменение как объема загружаемых материалов числитель), так и времени их срабатывания (знаменатель 1 на одну и ту же величину.Пределы изменения массы кокса на 1 отклонения объема загружаемой шихты от эталонного 0,2-1,0 установлены в основном исходя из опыта работы доменной печи с регулированием массы кокса предлагаемым способом, В этих опытах на 1 разности между измеренным объемом шихты, отнесенным к 1000 нм кислорода дутья и эталонзным объемом,. массу кокса в последующую серию подач изменяли с учетом знака на 0,5. При возрастании измеренного объема по сравнению с эталонным на 1,0 массу кокса увеличивали на 0,5, при уменьшении на 1,0 уменьшали на 0,5. В опытной плавке колебания кремния н чугуне снизилась по дисперсии на 22, расход кокса снизился на 1,0 производительность печи возросла на 0,4. Домецная печь в период опыта работала на коксе мокрого тушения и агломерате без отсева мелочи, Поэтому изменение 0,5 Ъ раствора кокса на 1,0 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 отсевом мелочи от агломерата) необходимо на 1 изменения объема шихты. расход кокса изменять на 1 Ъ+1,0 влаги в коксе увеличивает объем загружаемой шихты на 1,0), при стабили зации кокса и сильных колебаниях гранулометрии железорудной шихты 1 случай работы на коксе сухого тушения) необходимо на 1,0 изменения объема шихты расход кокса изменять меньше, чем на 0,5 и принять это снижение до 0,2Эталонный 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 значенияк 11 оф(1 ДцР о Б случае подач коррек мируются, а няя величина ледующую рав де 6 п касса подачу скорректированная мкокса в последующуили серию подач, тзаданная масса кокдачу, т,величина коррекциив подачу, т. ъсаК а в по 35коксаф )ЭГгЪСО кокса бъеиа кокса н где изменение расход 0,7 ем ф 5 в 7,5 т э ш Ц"О "ЪЗВфР 1 объем загрухты 9 м, мв 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 предлагаемым способом и по продолжительности истечения кокса иэ весовой воронки рекомендуется суммарные коррекции предлагаемым способом ограничить в начальАыи период регулирования пределами 3-5.Для реализации способа необходима всегда имеющаяся информация о составе шихты, числе загруженных подач, расходе приведенного дутья и содержании в нем кислорода. Из изложенного ясно, 15 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 спос производится по формуле отклонения объема загружой шихты от эталонного, Ъ;бъем загружаемой шихты,риходящийся на единицу приеденного кислорода дутья,/им(1000 нглЪ),талонный объем загружаемойихты приходящийся на един/э эу кислорода дутья, м /нм1000 ни). к) кща фа+Р",и ьЬ фижвР) Ж+"1 Ж)" и 7,7 дЯвДд - объемная масса, соответственно, кокса, агломерата, известняка,руды, прочего компонента, т/м ,1 - приведенный средний раПРсход дутья за периодзагрузки одной подачи,ни /мин,02 - средняя концентрациякислорода в дутье запериод загрузки однойподачи, Ъ,.продолжительность пери-ода загрузки одной подачи, мин,100000. - произведение 100 1000пеоехопа от02 к миотмС к 1000 м ОПодставив (3) во (2), а (2) в О)получим алгоритм коррекции кокса подсчета коррекции серии ции за каждую подачу сум затем определяется средкоторая вводится в пос ную серию подач. П р и м е р 1, Объект - доменная печь М 1 Ждановского металлургического завода им, Ильича, полезным объемом 1033 мВ,изменение расходана 1 отклонения озагружаемой шихты отэталлоного (принимается) К, Ъзаданная масса коксав подачу 6(с, тмасса кокса в подачу,,и)масса агломерата вподачу в, Тмасса известняка в по. дачу фив тобъемная масса коксапринимается ) , т/иЪ объемная масса агломерата, щ, т/гВ объемная масса известняка,Диу т/иЪ приведенный расход дутья 5+ нм/мин концентрация кислорода в дутье Яс,продолжительность подачи загрузки с, мин эталонныйжаемой ши8831818 е условиях зки одной н, а эа- составия в алгоПриме что в примере подачи увелич данная масса ла 5,7 т. Под ритм (4) ри тех жмя загрдо 0,2 мив подачузначен 2. П1 врелосьоксатавимэпосА ф,7 1760,%6 2,02.ЪОО 2 7=5,85 тп О 4,2 рмула изобретения Составитель Б. Раковскийа Техред А.Ач Корректор Е.Стец Редактор Т. Кисе аказ 10126/3 8 Тираж 621ВНИИПИ Государственнпо делам изобрете 113035, Москва, Ж, Р ПодписноеССР го комитета С ий и открытий аушская наб.,илиал ППП "Патент" г. Ужгород,. ул. Проектная, 4 Подставим значения указанных вели,чин в алгоритм (4)Й =Бб+ 55 175 0,5 10,55 20 2,0 /Ф + -1000002 300 26 56496=5) тиОД 95При автоматической реализации алгоритм величины 6щс щивщрЪОд,цкуу, з урзадаются вручную,ОР, Оп,вычисляется системой на ососновании показаний приборов и зависимости О от 09 с учетом отклонеОР ния фактических температур и давления дутья на измерительной шайбе от расчетных и вместе с 6 Р вводится автоматически. При этом йадо иметь в виду, что неточность в выборе О , )"д, МиЪв 3"р ял практически.не внесет ошйбки в коррекцию, поскольку уз принимается при этих же значениях объ 35 емной массы,Как видно в алгоритме не предусмотрен учет ряда Факторов, влияющих на интенсивность доменной плавки и, следовательно, на объем загружаемой ших О ты, приходящийся на 1000 нм 9 кислорода дутья " К этим Факторам относятся температура дутья, расход природного газа, железорудная шихта, Поэтому при значительном изменении расхода природного газа, температура дутья, же лезорудной шйхты например, переход с агломерата на железную руду или окатыши временно коррекцию не проиэводят до получения новых данных обустановлении 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 22 по дисперсии), рас" ход 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 1 по сравнению с заданным объемом шихты, отнесенным к 1000. нмприведенного кислорода дутья и наоборот. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. НИР "Разработка и, внедрениеспособа стабилизации рудной нагрузкидоменных печей путем корректировкирасхода скипового кокса по колебаниямего свойства", Отчет 750 29661,инв. Р Б 591005 ДонНИИчермет, 1975.2. Типовая технологическая инструкция. Днепропетровск, 1967.