Способ контроля состояния футеровки фосфорной рудно термической печи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН а 1 4 С 22 В 4/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский государственныйнаучно-исследовательский и проектный институт основной химическойпромьппленности(56) Смоляренко В.Д. Математическоемоделирование и расчет дуговых иплазменных сталеплавильных печей,М., 1983, с, 19-20,Авторское свидетельство СССРВ 1046679, кл. О 01 И 33/38, 1982(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ФУТЕРОВКИ ФОСФОРНОЙ РУДНО-ТЕРМИЧЕСКОЙПЕЧИ(57) Изобретение относится к способу контроля состояния футеровки рудно-термической печи, а именно кконтролю за. состоянием футеровкив зонах ее активного разрушения. 801366544 А 1 Целью изобретения является повьппение точности контроля износа футеровки печи в промьппленных условиях,Способ контроля состояния футеровкифосфорной рудно-термической печивключает определение расхода активной электроэнергии за определенный(выбраниьй) период работы печи, определение средней величины рабочеймощности печи, по величине которойопределяют оптимальное содержаниепятиокиси фосфора в шлаковом расплаве по формуле: С = К : Р , где С -оптимальное содержание пятиокисифосфора в шлаковом расплаве; Р -средняя велйчина рабочей мощностипечи, МВт/ч, а К и и - эмпирическиекоэффициенты, зависящие от типоразмера рудно-термической печи. Затемопределяют удельный износ футеровки по графику функции 11 = Г(Р,С) ис учетом выбранного периода определяют фактический износ футеровки печи. Относительная погрешность способа составляет не более 27 2 ил.Изобретение относится к способуконтроля состояния Аутеровки руднотермической печи, а именно к контролю за состоянием Аутеровки в зонахее активного разрушения,Цель изобретения - повышение точности контроля износа Футеровки печи в промышленных условиях,Способ контроля состояния Аутеровки фосфорной радиотермическойпечи включает определение расходаактивной электроэнергии за определенный (выбранный) период работы печи.Определяют среднюю величину рабочей мощности печи, по величине которой определяют оптимальное содержание пятиокиси фосАора в шлаковомрасплаве по Аормуле20 К Р", (2) 366544 2ты фосАорных рудно-термических печей рабочая мощность и содержаниеРО в шлаковом расплавепо различным причинам колеблются в широкихпределах. Так, например, рабочаямощность Фосфорной печи РКЗФМ 2колеблется в пределах 15-45 МВт, апечей РКЗФ и РКЗФИ в пределах20-70 МВт. В зависимости от сложившегося электротехнологического режима содержание РО в шлаке составляет от 0,5 до 3,07 а иногда и более.1 г При моделировании процесса .плавки с целью приближения к реальнымусловиям содержание Р Ов шлакепрогнозируется на основании зависимости, имеющей вид:С=КРгде С - оптимальное содержание пятиокиси фосфора в шлаковом расплаве;Р - средняя величина рабочеймощности печи, МВт/ч;К и и - эмпирические коэффициенты, зависящие от типоразмера рудно-термической печи,затем определяют: износ футеровкипечи по граАику Функции Б = Г(Р,С),г/см Аутеровки.Наблюдения за характером разрушения углеродистых блоков промьппленных печных агрегатов показали, чтопроцесс разрушения определяется восновном химическим взаимодействием,шлаковых расплавов с углеродом блоков.Электрические параметры работы печи характеризуют энергетический (тепловой) режим плавки, а содержание пятиокиси фосфора в расплаве позволяет судить о химическом взаимодействии. Определение содержания РО осуществляют исходя из конкретной реакции взаимодействия огне- упора с расплавом.Так, в случае Аосфатного расплава используют реакцию;ЗСаО РО+6 С = ЗСаО + Р + 5 СО (1)Исходя из этой реакции, контролируют Аосфатный расплав по содержанию РтО. В реальных условиях рабогде С - прогнозируемое содержаниеР О в сливаемом шлаке;25 Р - средняя рабочая мощностьпечи, МВт/ч за выбранныйпериод работы печи;К и и - электрические коэффициенты, зависящие от типораз 30 мера печи, так для печиРКЗФМ 2 К = 0,09 ь и == 0,69; для печей РКЗ в ,72 Фи РКЗ - ЯОФИ К = 0,3, и =0,39.Далее известным способом на известной модели определяют удельныйизнос футеровки в зависимости от температуры сливаемого шлака и содержания в нем РО.40 Для переходя к реальным условиям на известной модели отработалине только оптимальные параметры процесса при одной и той.же мощности,но и при различном содержании РОв шлаке.На Аиг1 показана схема лабораторной установки для моделированияпроцесса плавки в рудно-термическойпечи; на Фиг.2 и 3 - зависимостирасхода Футеровки, ыоленой соответственно из угольного блока и графита СГМ, от количества потребляемой электроэнергии при различном содержании Р О в шлаке,Эта зависимость, построенная поизвестной модели, позволяет определить фактический износ Футеровки рудно-термической печи. ГраАик представляет собой Функцию(3) Ра Рат Ра, ф 40 где Ра, и Р а - соответственно предыдущая и последующие показания счетчика.Потребление активной энергии можно определить и по Формуле(4) Р =Р БК где Ра - среднечасовая мощность печи за выбранный период;К - коэКпп 1 иент использования ремени работы печи. Предположим, что Ри С соответственно составляют 173 МВт (где 1,7% РО в шлаке). По граФику 2 для соответствующих значений определяем износ футеровки, В данном случае он равен 0,25 г/см Аутеровки. Аналогичным образом Йожно определить 1) =(Р, С) ,в где 11 - износ Аутеровки, г/см Аутеровки;Р - средняя величина рабочей 5мощности печи, МВт/ч;С - прогнозируемое оптимальноесодержание РО в сливаемомшлаке расплава.ГраФики, приведенные на фиг.2 и103, являются достоверными для печейразличной мощности, так как оптимальные значения содержания РО в шлаке укладываются в возможный диапа 15зон отклонений, не снижая точностиопределения износа Футеровки.Для определения Аактического износа Футеровки за выбранный промежуток времени определяют потребление20электроэнергии за зто время (по счетчику активной электроэнергии) илисреднечасовую мощность печи за этотже промежуток времени (смена, сутки,месяц и т,д,). Усредняют анализысодержания Р О в сливаемом шлаке заэтот промежуток или находят оптимальное содержание Р Ов шлаке заэтот период по Формуле (2).Пусть, например, время работы печи - сутки, Содержание РО в шлаке быпо,%; 1,2; 1,4; 2,0; 1,8; 1,1;2,2; 2,5; 1,5, т.е. среднее значение 17% РО.Потребление активной энергии мож 35но определить по счетчику активнойэнергии по Аормуле износ Аутеровки за неделю, месяц ит.д. В этом случае можно использовать среднемесячные данные о работе печи, приводимые в техническихотсчетах. Так как толщина Футеровки известна, то можно определитьвремя безаварийной работы печи.П р и м е р. На основании статических данных за длительный период работы АосАорных электропечеймощностью 48 МВт износ Аутеровки внаиболее нагруженном участке (зонавыпуска шлакового расплава) составляет 400 мм за 6 мес при регламентном содержании Р,О, в шлаке 2%,в результате чего появляется необходкчость остановки печи для замены меточных блоков. Удельный весугольного блока 1,85 г/см, нес изношенной части ленточного блока36000 смТаким образом, износ составляет205,5 г/см за 4380 ч, т,е. за6 мес работы печи.Из граАиков (Фиг,2 и 3) следует, что износ Аутеровки при среднемсодержании РОв расплаве 2% исредней рабочей мощности печи26,6 МВт/ч составляет 0,048 г/см ".За 6 мес, т.е. за 4380 рабочих часов износ Аутеровки составляет210,24 г/см . Относительная погрешность предлагаемого способа составляет 2%, что подтверждает возможность использования изобретения дляконтроля износа Аутеровки рудно-термических печей для выплавки АосАора.Таким образом, последовательностьосуществления предлагаемого способаследующая:- за выбранный промежуток времени определяют электротехнические параметры работы печи (расход активной электроэнергии, температуру сливаемого шлака и т.д,);- усредняют величину рабочей мощности печи;- определяют по Формуле (2) оптимальное остаточное содержание РОв шлаке;- известным способом на известной установке определяют удельныйизнос Аутеровки в зависимости оттемпературы сливаемого шлака и содержания в нем Р,О,- по результатам, полученным наизвестной установке строят граАикзависимости прогнозного удельного13665 15 расхода Футеровки в зависимости от рабочей мощности печи и содержания Р, О в сливаемом шлаковом расплаве, т.е, график функции;- усреднявт Фактическую активнув мощность рудно-термической печи за выбранный промежуток времени;- усредняют фактическое содержание РО в сливаемом шлаке за этот же промежуток времени;- по графику (фиг.2 и 3) находят фактический удельный расход футеровКиеДалее можно определить фактический износ Футеровки за выбранный период времени и прогнозировать количество времени безаварийной работы печи. 44 вФормула изобретенияСпособ контроля состояния футеровкн Фосфорной рудно-термической печи, включающий определение удельного износа Футеровки по модели в зависимости от температуры сливаемого шлака и содержания в нем пятиокиси Фосфора, о т л и ч а в щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности контроля износа Футеровки печи в промьпдленных условиях, определяют расход активной электроэнергии за определенный период работы печи, среднвю величину рабочей мощности печи, по величине которой определяют оптимальное содержание пятиокиси фосФора в шлаковом расплаве по формулеПри больших периодах прогнозирования (неделя, месяц и т.д.) необходимо учитывать коэффициент рабочего времени печи, а для меньших периодов этого можно не делать. 20 Предлагаемый способ позволяет осуществлять непрерывный контроль состояния футеровки печи и тем самым предотвратить аварийнув ситуацию. 30 Пользуясь результатами прогнозирования, можно наиболее достоверно составлять графики ППР печей. С=КРгде С - оптимальное содержание пяти.окиси Фосфора в впаковомрасплаве;Р - средняя величина рабочеймощности печи, МВт/ч;К и л - эмпирические коэффициенты,зависящие от типоразмерарудно-термической печи,затем определяют удельный износ фу"теровки по графику функции У == Г(Р, С) и с учетом выбранного периода определяют фактический износФутеровки печи,1 асяод элзнергио, /от/час 006 0 0 Составитель,К,СорокинРедактор М.Недолуженко Техред И.Дидьпс Корректо ипен каз 6777/ роектная, 4 зводственно-полиграфическое предприятие, Г. Ужгоро 140 го 60 40 тираж 593 ИИПИ Государственного комит по делам изобретений и от 3035, Москва, Ж, Раушска