Способ ведения доменной плавки

(2) (22) (46) Ленин цкий ордена ьской Револю комбинат им,В.Анд ова72 н 3,и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 4( ) В.В,Капорул Г.И.Урбанович, А бривец, В.А.Зави (53) 669,162.267 (56) Авторское В 390579, кл. СЗаявка Японии кл. С 21 В 5/00, (54) СПОСОБ ВЕДЕ (57) Изобретение черной металлург н, В.И.КозодеровП.Пухов, Б.Ф.Черонский и В.А.Губ4 (088.8)видетельство СС1 В 3/00, 1973.Р 57-40248,опублик. 20,09.8ИЯ ДОИЕННОИ ПЛАВотносится к облаии, в частности к доменному производству, и может бытьиспользовано для управления доменнойплавкой. Целью изобретения являетсяснижение колебаний нагрева доменнойпечи и улучшение ее технико-экономических показателей. Для достиженияцели контролируют отношение скоростисхода шихты к расходу кислорода дутьяи при его отклонении от заданногоуровня на каждый Х уменьшают прямопропорционально расход кокса на 1,21,3 Х и расход природного газа на 323 от исходного уровня. Приращенияприродного газа ограничивают величиной 5-373, а время изменения расхода - величиной 0,4-0,6 времени пре-бывания шихты в печи. 1 з.п. ф-лы,табл.12718Изобретение относится к чернойметаллургии, преимущественно к способам управления доменной плавкой.Цель изобретения - снижение колебаний нагрева печи и улучшение технико-зкономических показателей ее работы,. Выбор отношения скорости сходашихты к расходу кислорода дутья вкачестве показателя, характериэующе Ого тепловое состояние. печи, основывается на том, что практически любое возмущение, влияющее на теплопроводность процесса 2 приводит к из"менению количества вюстита, вос 1станавливаемого прямым путем, и, сле"довательно количества кислородашихты и дутья, участвующих в газификации углерода.. Таким образом, существует связь 2 Омежду изменением теплопотребностинижней части печи и изменением количества дутья, требуемого на газификацию углерода, Эта связь можетбыть формализована с помощью ряда1стехиометрических и статистическихсоотношений,Количество кислорода, участвующего в газификации кокса, определяетсявыражениемЗОпк А ОМ). О, м(1)2 2 2г.ьгд О в .количество кислоРода дутьвф2.мФ;Апг)35- количество кислорода дутья,грасходуемого на окислениеуглерода природного газа,3м02 - количество кислорода прямого восстановления железа(кислорода шихты, участвующего в газификации углерода кокса), м.Для углерода кокса, газифицнруемо 45го кислородом дутья и шихты, принятана основе многочисленных балансов углерода и кислорода равной 0,85 С,где С, - количество углерода кокса, кгС учетом стехиометрического соотношения углерода кислород в реакцииС1/2 02 - СС 2,по которому- =1,0714 кг/м, выражение (1 )г.будет -иметь вид 7620 7934 Ск 0--- - + -ф-. (2)2 од оф2 2При выражении величин С в мг/мини 02 в м 1/мин уравнение (2) связывает отношение скорости газификацииуглерода кокса, которая пропорциональна скорости схода шихты к минутномурасходу количества кислорода дутьяс расходами кислорода дутья, окисления углерода природного газа икислорода прямого восстановления,отнесенными к расходу кислородадутья,При использовании измеряемыхна практике величин, а также с учетом тесной статистической зависимостимежду0ои степенью прямого восстановления х иэ выражения (2) имеет видО Ч 2 808 97 п.г.ф 1 - - - +Рд йо, ЧЗ О+ (0,00722 х 2 - 0,0289),где Мщ - скорость схода шихты,м/минЧд- расход .дутья, мз/мин,ХО - содержание кислорода в2дутье, М;Чп,г- расход природного, газатыс, мф/ч;Х, - степень прямого восстановления, Х;4- коэффициент, учитывающийгеометрические размерыпечи:с 129411 Р;где 0 " диаметр колошника, м;коэффициент, учитывающий рудную нагрузку (Р/К), отношение объемаподачи к объему кокса в ней и долюокатьппей в шихте (Ок). При насыпныхмассах кокса. 0,5 т/м, агломерата1,7 т/м и окатышей 2,1 т/мп+ Р/К (0,294 - 0,054 Ок),Уравнение (3) справедливо для условий любой доменной печи при пос-тоянных температуре и влажности дутья.При постоянном отношении природафпг,ньй гаэ в . кислород дутья в в- отд .02Мц ношение --- связано со следующей Чд %02 зависимостью:(8)Рт чугуна,(9) Ь --- = 0,00722 Ь гс У"5 ЧАо(4) Таким образом, отношение скорости схода шихты к расходу кислорода 5Иидутья(Л в ) при постоянном от - 7 дСношении природный гаэ - кислород дутья позволяет оперативно оценивать, изменения теплопотребности ни ц за печи.На основе многочисленных практических данных установлены следующие зависимости между изменениями степени прямого восстановления, удельно го расхода кокса и удельного расхода природного газа:(6)Ъ 25 где 4 г - изменение степени прямого восстановления в абсолютных процентах;,ВК " изменение расхода кокса, кг на т чугуна; 4 ПГ - изменение расхода при 30 родного газа, м /т чугу ь на,Условия компенсации колебаний нагрева выражены объединением формулы (4) и связей (5) и (6) через контКоличественная взаимосвязь контролируемых и регулирующих параметров показана в таблице, в которой абсо-, лютные и относительные изменения параметров определены для реальных доменных печей при г= 10 и неизменном расходе .кислорода дутья на каждой доменной печи.Путем обработки данных таблицы получают зависимости регулирующих воздействий при отклонении отношенияскорости схода шихты к расходу кислорода дутья на каждый 17 от заданногоуровня: ВК = 0,27 + 0,00225 К,или при К = 400-500 кг/т ЛК = 1,2:1,ЗХ, (10) где ЬК - изменение расхода кокса с 1.на каждый 17 отклонения л- ---чо 2от заданного уровня, 7; К - удельный кграсход кокса,т чугунаДПГ = 15- 0,06 ПГ,или при удельном расходе природногогаза ПГ = 50-200 м /т Ь ПГ (3-12) 7 7где ЙПГ - изменение расхода природного газа на каждый 17. отклоненияЬ от заданного нормальногоАуровня, 7; ПГ - удельный расход примродного газа на печь, ---т чугунаМаксимально допустимое изменение расхода природного газа ЬПГв определено с учетом допустимых огклонений теоретической температуры горения от уровня 250 С и выраже но зависимостью ЬПГцрд = 45 - 0,15 П 1, (2) где ьПГдр - максимально допустимоеизменение расходаприродного газа, 7.,или ЬПГ = 15-377 (при ПГ = 50200 м /т),Изменение расхода природного газа при регулировании ограничено периодом 0,4 - 0,6 времени пребыванияшихты в течение этого времени шихтас измененной рудной нагрузкой приходит в зону, где начинает проявлятьсяэто изменение.Способ может быть реализован с помощью известных технических средств:скорость схода шихты непосредственноизмеряют, например, применяя эондовую лебедку, которая имеет дистанционную передачу вращения барабанапри помощи сельсинов. Сельсин-приемник соединяется с поворотным датчи1271876 кг 430 т чугунаприродногогаза,3 154 40 1,015 шлак, тКоксовая подача, тРасход дутья,мЬ /минСодержание кислорода в дутье, 7.Расход природногогаза, и /чТемпературадутья, СВлажностьдутья, г/мУдельный расходкокса,5300 32 45000 1150 12 5ком, выход которого представлен вформе 600 импульсов на один оборотдатчика и поступает на входы специального блока обработки и управления,функции которого может выполнить5микропроцессор. В этот блок обработкии управления (БОУ дополнительнопоступает также информация о следующих параметрах плавки, расход дутьяи содержание кислорода в нем, расход природного газа, В него вводятвручную: удельные расходы кокса иприродного газа, задание величиныотношения природный газ " кислороддутья и заданный уровень отношения 15скорости схода шихты к расходу кислорода в дутье,БОУ поддерживает заданное отно, шение природный газ - кислороддутья,вычисляет среднюю скорость схода 20шихты, расход кислорода дутья и ихотношение, сравнивает его с заданнымуровнем этого отношения. В случаеотклонения этого отношения от за"данного уровня БОУ либо в автоматическом режиме изменяет расход кокса и расход природного газа, либовыдает рекомендации на их изменение. П р и м е р, Способ реализуется 30 на доменной печи объемом 3200 м", которая выплавляет предельный чугун из шихты, состоящей из агломерата, окатышей и конверторного шлака, используемого в качестве флюса.Нормальный уровень технологических параметров плавки характеризуется величинамиРудная нагрузка 4,0Рудная подача, т 60в том числе:агломерат, т, 40окатыши, т 20Конверторный т чугунаСкорость сходашихты, см/мин 14,5Устройство реапиэующее способ, в темпе с процессом определяет изменение отношения скорости схода шихты к расходу кислорода в дутье. Для нормального заданного уровня это отношение равно 0,0085 см/мин м /мин.Например, обнаружено, что расход дутья увеличился с 5300 до 5350 м /мин а скорость схода шихан3от 14,5 до 5,5 см/мин, т,е. отношение скорости схода шихты к расходу кислорода дутья увеличилось с 0,0085 до 0,0091 см/мин мз /мин или на 7 Е при постоянстве остальных технологических параметров.В соответствии с последовательностью действий, необходимо увеличить расход кокса на 8,77., т,е. на 1,3 т/подачу, а расход природного газа на 21,97, т.е. увеличить с учетом поддержания заданного соотношения природный газ - кислород в дутье увеличить значения до 54855 мэ /ч на период 0,5 времени пребывания шихты (для данной печи это время составляет 5 ч), т,е, на период в 2,5 ч.В случае, если отношение скорости схода шихты к расходу кислорода дутья отклоняется от заданного уровня не более чем на + 1,57, то регулирующие воздействия не производятся.Экономическая эффективность применения изобретения определяется снижением колебаний нагрева доменной печи и возможностью уменьшения среднего содержания кремния в чугуне: снижение кремния в чугуне на 0,17 уменьшает на 1,2 Х удельный расход кокса и увеличивает на 1,2 Х пооизводительность печи,Формула изобретения 1, Способ ведения доменной плавки, включающий контроль скорости схода шихты, расхода природного газа и кислорода дутья, определение их отклонения от заданного уровня, поддержание заданного отношения расходов киспоро7 127187 да дутья и природного газа и изменение расхода кокса и природного газа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения колебаний нагрева печи и улучшения технико-экономических показателей ее работы, при откло" ненни отношения скорости схода шихты к расходу кислорода дутья от заданного уровня на каадый 13 изменяют0 оказатели Исходные значени 2435525 7323 . 1567312 165436 167323 70.К Отно си телменения ные и 9 ., т/сут 220Чоа, т/подачу 11,8прямо пропорционально расход коксана 1,2-1,3 й и расход природного газа на 3-123 от исходного уровня,2. Способ по п., о т л и ч а ющ и й с я тем, что приращение расхода природного газа ограничивают величиной 15-373, а время изменениярасхода - величиной 0,4-0,6 временипребывания шихты в печи,1271876 0 Продолжение таблицы Значения показателей при обьеме печей, мПоказатели 000 1070 2000 2000 3200 7,6 ьЧ, / ЧХ 6,5 7,1 7,1 6,5 53 41 И и, г. /7 И.г., Е 55 36 9,6 9,4 9,0 8,8 8,8 дк/к, Я 39 36 53 АФПГ/п.г., Х 55 9,6 9,4 9,0 8,8 8,8 К/к, Х 5,1 5,8 йЧ кг/и. г.;Щ,/Ч 8,5 5,1 8 2.лк/к: ЬЧш/01) 35 1,26 1,33 1,28 Составитель И,КуруновТехред А Кравчук Редактор Н.Яцола Корректор М.Самборская Тираж 552 Подписное ВНИИПИ,Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5