Способ регулирования хода доменной печи

СОЮЗ СОЕЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 19) (111 51)5 С 21 В 3/О ГОСУД ПО ИЗО ПРИ ГНН АВТО л.98ский металлургич и 4 (0888)идетельство СССР1 В 3/00, 1985.РОВАНИЯ ХОДА ДОМ относится к че нои доменному- к способамелью изобреконкрет ж печей ится к черно тение .от ии, а им Изобр металлур производ работы д Цель и изводителнно к доменномуретно - к спбсобамчи. к меннои п зобретен ьности и- повьппение проижение расходачугуна в доменучшие техник ели в работе их доменн-образномтока по ротдушины оль П г чие бяельноеЗа осе еч сток стнтальном у щих.гори АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ СССР(54) СПОСОБ РЕГУЛИНОИ ПЕЧИ.ной печи.Известно, что нэкономические пока и печеи достигаются распределении газоводиусу колошника, Кали в осевой части печи - ловие ровности хода"отдушину" принимаетба шихты, имеющий в ечении круг с цен 1 тения является повышение производи тельности и снижение расхода кокса за счет повьппения ровности хода доменной печи. За показатель ровности хода печи принимают количество снижений температуры осевой зоны за цикл загрузки, превышанипих 50 С, прио чем в случае, когда это число меньше или равно количеству порций шихты в цикле, снижают рудную нагрузку в осевой зоне, а если больше, то снижают расход атмосферного дутья, или уменьшают содержание кислорода в нем с одновременным уменьшением расхода вдуваемых добавок и общей руд - ной нагрузки. Измененный режим сохраняют до достижения величин снижения температуры осевой зоны меньше 25 С.1 табл. ром на оси печи, в пределах которогонаходится шихта с низкой трудной нагрузкой и наблюдается интенсивныйгазовый поток, В пределах осевойотдушины выделяют зону, для которойрудная нагрузка и температура независят от радиуса ограничивающейокружности. Эта зона названа осевойзоной. Осевая зона имеет в горизонтальном сечении круг с центром на осипечи и радиусом 0,15 Кк/К (радиусколошника). На доменной печи Р 9 комбината "Криворожсталь" с помощью математической модели определяли руднуюнагрузку в пределах осевой зоны. Онаоказалась постоянной. Измеряли такжетемпературу поверхности засыпи .в зонах, прилегающих к оси печи и имеюрадиусы ограничивающих окружностей 0,5 и 0,7 м. Произведено 240 замеров с дискретностью 20 с, При интервале варьирования температур 300-б 00 Са5 разница температур в анализируемых зонах не превышала 0 С, а величины средних квадратичных отклонений совпали.При ровном ходе доменной печи, когда газ-теплоноситель Йильтруется через слой равномерно опускающейся шихты, температура в осевой зоне колошника между загрузками порций шихты не может понижаться (в соответ ствии с вторым законом термодинамики). Фиксируемые снижения температуры в осевой зоне при ровном ходе печи обусловлены только погрешностями контроля,Исследования динамики температуры в осевой зоне колошника доменной печи Р 9 комбината "Криворожсталь" показали, что в период между выгрузками порций шихты имеют место периодические снижения температуры в осевой зоне, превышающие погрешность измерения. Установлено, что когда такие снижения температуры становятся достаточно больиими, ровность хода печи нарушается. На этой же печи проводилось определение величин снижений температуры в осевой зоне, при которых наступают расстройства хода доменной печи.Результаты исследований приведены в таблице. ОчевидНо, что, когда величины снижений температуры в осевой зоне колошника превышают 50 С, необходиамо принятие действенных мер по пре дотвращению расстройств хода доменной печи.Исследования показали, что снижения температур осевой зоны колошника, имеют разную периодичность. Частые 45 снижения температур осевой зоны между выгрузками порций шихты в печи имели место при чрезмерной интенсификации процесса. Так как в осевой зоне находится шихта с низкой рудной нагрузкой, то чрезмерное количество газов приводит к переходу шихты осевой зоны в псевдоожиженное состояние и последующему расстройству хода доменной печи. Псевдоожижение является в этом. случае причиной появления снижений температур в осевой зоне колошника при отсутствии выгрузки шихты. Происходят снижения температуры вследствие попадания в осевуюзону менее прогретых порций шихтыиз смежных .участков колошника. Когдаснижения температуры осевой зоныпревышали 50 С, те. "кипение" приобретало интенсивный характер, наступали расстройства хода печи, В таких случаях для предупреждения расстройств хода при использовании атмосверного дутья уменьшали его расход, а при использовании комбинированного дутья снижали содержаниекислорода в дутье с одновременнымуменьшением расхода вдуваемых добавок и общей рудной нагрузки, обеспечивающих сохранение теоретическойтемпературы и теплового балансаплавки. В этом случае шихта осевойзоны переходила в устойчивое состояние, а величины снижений температуры становились меньше 25 С. Уменьшение интенсивности плавки для ликвидации снижений температуры осевойзоны колошника при использовании комбинированного дутья производили засчет снижения содержания кислородав дутье, так как это позволяло сохранить скорость истечения дутья,не нарушая распределение газовогопотока по радиусу печи,Число снижений температур осевой зоны между выгрузками шихты в печь меньшее или равное количеству порций шихты в цикле имело место при перегрузке осевой зоны рудными материалами. Это обусловлено неравномерным опусканием шихты в центральной части печи при высокой рудной нагрузке в этой зоне "отдушина" осевой зоны засыпается скатываощейся по откосу шихтой, что приводит к снижению температуры осевой зоныаболее чем на 50 С при отсутствии загрузки (в период прогрева шихты), Дпя ликвидации таких снижений температуры, выравнивания хода печи умень,шали рудную нагрузку в осевой зоне печи без изменения общей рудной нагрузки путем изменения системы загрузки, пока снижения температур осевой зоны не становились меньше 25 С.Для предлагаемого способа регулирования хода доменной печи были оп,ределены пределы управляющих воздействий, обеспечивающие повышение ровности хода. Определение проводили на доменной печи объемом 5000 мз,откуда 1,209 + 0,791 ф50 55 5 163109оборудованной бесконусным загрузочным устройством и работавшей со следующими параметрами; расход дутья7500 нм /мин; температура дутья1150 С; давление дутья 4,3 МПа; влаж 5ность дутья 1,0 Х, содержание кислорода в дутье 30%; расход природного газа 750 нм /мин, Доменную печь загружали шихтой с общей рудной нагрузкой3,70 т/т, используя следующий порядок загрузки: К 9-6; А 9-7; К 8-5;А 9-7; К 9-6; А 9-7; К 5-4; А 9-6.уровень засыпи 1,6 м, масса руднойпорции 100 т.15При величине снижений температурыосевой зоны между загрузками порций,превышающей 50 С.и числе сниженийее больше количества порций шихтыв цикле загрузки, уменьшали содержание кислорода в дутье на 0,5; 1,0;1,5; 2,0; 2,5 Х. Для сохранения наисходном уровне теоретической температуры одновременно уменьшали, расходприродного газа соответственно на30,5; 61,0; 91,5; 122,0; 152,5 нмз /мин,а для сохранения теплового балансаплавки уменьшали общую рудную нагрузку на 0,02, 0,05, 0,08, 0,1 и 0,12 т/тсоответственно. При этом количествофурменного газа уменьшалось на 100,200, 300, 400, 500 ими /мин. Количество фурменного газа рассчитывали поформуле9, - 011 + (1 -ц +(3+ 0, 1 ю 99где Ч г - количество фурменного газа, нмз/мин,Г( - расход дутья, нм/мин;ф - влажность дутья, м /м: 40д - содержание кислородав дутье, мз/м;Н - содержание водорода в природном газе, мф/мз;Г - расход природного газа, 45нм /мин,. Величину изменения общей рудной нагрузки определяли исходя из фактического коэффициента замены кокса природным газом, равного 0,.7 кг/м .Быпо установлено, что при уменьшении содержания кислорода в дутье на величину менее 1 Х и соответственно снижении расхода природного газа (количество фурменного газа снижалось менее, чем на 200 ими /мин), величина снижений температуры осевой эоны межпу загрузками шихты заметно 5 6не менялось. 11 ри уменьшении содержания кислорода более чем на 2 Х и соот; - ветствующем снижении расхода природного газа (количество фурменного газа уменьшалось на 400 нм /мин), Наряду с ликвидацией снижений температуры осевой зоны происходили существенное снижение интенсивности плавки и перераспределение газового потока,Наилучшие результаты по эФФективности ликвидации снижений температуры в осевои зоне и восстановлению равного хода печи получены при уменьшении содержания кислорода в дутье на 1,5 Х и соответствующем снижении расхода природного газа (количество фурменного газа уменьшалось на 300 нм /мин) .Граничные пределы управляющих воздействий при использовании атмосферного дутья находили из условия необходимости уменьшения количества фурменных газов на ту же величину, что и в случае использования дутья, обогащенного кислородом, т.е. на 200- 400 нм /мин. Изменение количества фурменных газов при использовании атмосферного дутья определяли из вы- ражения Д 9 = Д 0 1 +(1 - 0,209 +(Д,Для влажности дутья, равной 0,01 мз /мз, граничные пределы регулирующих воздействий при использовании атмосферного дутья составляют 164,3-358,7 нм /мин, Опытная проверка полученных значений Д 0( в период раздувки доменной печи позволила уточнить граничные пределы регулирующих воздействий при использовании атмосферного дутья с учетом возможности регулирования расхода дутья воздуходувной машиной. Эти пределы составили 150-350 нм /мин при лучшем значении 250 нм /мин.При снижении температуры в осевой зоне между загрузками порций шихты на величину более 50 С и числе таОких снижений меньшем или равном количеству порций шихты в цикле в качестве регулируююрх воздействий были испытаны уменьшения рудной нагрузки в осевой зоне от 0,09 до 0,72 т/т включительно при неизменной общей руднойнагрузке. Рудная нагрузка в осевой зоне определялась за цикл подач с помощью математической модели.Испытания показали, что когда рудную нагрузку в осевой зоне уменьшали на величину меньше 0,21 т/т, характер изменения температуры осевой зоны не менялся, т.е. явление "заваливаевои отдушины руднымилами не устранялось, Снижение рудной нагрузки в осевом зоне на величину больше 0,59 т/т приводило к уменьшению насыпной массы шихты, усилению осевого потока газов, переходу шихты в псевдоожиженное состояние, что усугубляло расстройство хода 0,59 т/т, происходило постепенное уменьшение величины снижений температуры осевой зоны между загрузками шихты до значе-ний, меньших 25 фС. Нарушений ровности хода не происходило. Наилучшие результаты с точки зрения скорости ликвидации аномальных снижений температур и хорошего использования энергии газового потока достигались при уменьшении рудной нагрузки осевой зоны на 0,39 т/т.Для проверки возможности получения положительного эдкЪекта на доменной печи В 9 комбината "Криворожсталь" проводили испытания предлагаемого способа регулирования хода доменной печи.Температуру осевой зоны измеряли с дискретностью 20 с при помощи термовизорной системы. Замеры вели мея;- ду выгрузками порций шихты: начинали через 20 с после закрытия шихтового затвора и прекращали перед разгруэ- , 4 О кой очередной порции (по сигналу "Подъем зондов")Между выгрузками порций шихты определяли текущую разность температур первого порядка6 = Е;458-1 где 6 С - текущая разность первого порядка;е - текущее и предыдущее9 (-1значения температуры осе вой зоны соответственно, .Проверяли Справедливость неравенств:ДЙО 1 /ДС50 С.55Если оба неравенства выполнялись, включали счетчик и йиксировали количество снижений температуры в осевой зоне на величину больше 50 С за цикл загрузки. Цикл включал восемь порций загружаемых шихтовых материалов. Когда количество снижений температуры, превращающих 50 фС, было от 1 до 8, уменьшали рудную, нагрузку, а когда количество снижений температуры было 9 и более, то уменьшали содержание кислорода в дутье на 1,5 с одновременным уменьшением расхода природного газа на 91,5 нм /мин и общей рудной. нагрузки на 0,08 т/т.Такое изменение параметров комбинированного дутья позволяло теорети 2 ескую температуру сохранять практи,чески постоянной (2225,5 С до измеФнения и 2222,0 С после изменения).,Уменьшение рудной нагрузки компенсироало недостаток восстановителей и ем самым обеспечило стабильность нагрева нижней зоны печи. Уменьшение содержания кислорода на 1,5 и расхода природного газа на 91,5 нм/мин сокращало объем йурменных газов на величинуМ(р,г = 8009 1 +(1 - 0,01) 0,317 + + 0,01 2 + 2,08 9032 " (8009 б 1 +(1-0,01) 0,302 + 0,011 + 2,08 811, ф щ 12462,1-12155,3=307,4 нм /мин,В случае работы доменной печи на атмосйерном дутье для уменьшения объема йурменных газов на 307 нм /мин необходимо было бы количество дутья уменьшить на величину307К -1,209 + 0,7910,01= 252 нмз/мин.регулирующие воздействия сохраняли, пока величины снижений температуры осевой зоны не становились меньше 25 ОС,Полученный положительный эййект от применения предлагаемого способа регулирования хода доменной печи позволил за счет стабилизации хода и лучшего использования газов увеличить производительность печи на 192 б 9 снизить расход кокса на 1,8, кг/т.формула изобретенияСпособ регулирования хода доменной печи, включающий контроль технологических показателей плавки, воздействие на параметры дутья при от1631095 Вероятностьпоследующихнарушенийхода печи, Е Число последующих нарушенийхода печи Общее числослучаев Величина снижений температуры( 25 34Составитель А, Гудковактор С. Лисина Техред Л.Сердюкова Корректор С. Ше Заказ 524 Тираж 387 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 клонении их от заданных значений,о т .и и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения производительностии снижения расхода кокса, измеряютвеличины снижений температуры поверхности шихтовых материалов в осевойзоне колошника между загрузками порций шихты, Фиксируют за цикл загрузки число снижений температуры осевойзоны, превышающих 50 С, причем вслучае, когда это число меньше илиравно количеству порций шихты в цикле, уменьшают рудную нагрузку в осевой зоне на 0,21-0,59 т/т без изменения общей рудной нагрузки, а когда больше, то при использовании атмос-Ферного дутья уменьшают его расход на 150-350 мм /мин, а при использовании комбинированного дутья уменьшают содержание кислорода в нем на 1-2 Е с одновременным уменьшением расхода вдуваемых добавок и общей рудной нагрузки, обеспечивающих поддержание теоретической температуры горения на постоянном уровне, причем изменен" ный реяаж сохраняют до достижения величин снижения температуры осевой зоны меньше 25 С.о