Способ управления работой доменной печи

ится к чернои ти к доменном быть испольэо доменных пече чернойдоменноиспользнных печ ах запсажа,от пря стен ники тира вано при Целью чение прщего в ксплуа зобрет ци печи ия явл тся увелиечи и сроводит олоди льнос необхо- В раах тем С,службы,ани птимал в запл рнисажа ика е м холодильни плечико рактеризусти внутной печи в ныиисхорен это г ст нства доме нормальнойбходимо, ч зоне. Дл й печи н работы дообы на ГОСУДАРСТВЕННЫИНОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(56) Металлург, 1981, Р 10.Металлург, 1982, Р 3, с. 41,РЖ Металлургия, 1983, Ф 1,реф. 1 В 192. АВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ДОМЕН Изобретение относитсяметаллургии, в частностипроизводству, и может быт ьников за счет подной толщины слоя Величина теплового потока через т состояние пристенной ч 2Целью изобретения является повышение производительности печи и увеличение срока службы холодильников за счет поддержания оптимальной толщины слоя гарнисажа в заплечиках, Для этого при отклонении величины теплового потока на холодильниках заплечиков от заданного предела (например 12,5 тыс. ккал/м ч) более чем на +107 производят корректировку перепада давлений "горячее дутье - колошниковый гаэ" соответственно знаку отклонения. на 0,05-0,15 атм до достижения величиной теплового потока значения в диапазоне 0,91,1 от заданного. Отклонение величины теплового потока определяют на основе контроля перепада температуры и расхода охладителя на холодильниках эаплечиков с учетом площади их рабочей поверхности. 2 табл. ечиков сохранялся слой редохраняющий холодилього температурного и ис здействия в рабочем про Для образования гарнисажа дима температура ниже 1150 С бочем пространстве в заплечи пература составляет примерно а между гарнисажем и зоной с пературами 1450 С существует жуточный малоподвижный прист слой материалов, в котором п дит понижение температуры с 1150 СОпорой для промежуточного малоподвижного слоя служат заплечики, поэтому контроль тепловых нагрузок именно на холодильниках заплечиков обеспечивает получение оперативной информации об изменениях состояния противотока в печи.Внутренней границей промежуточно. го слоя является боковая поверхность 10 зоны потока шихты. Расширение зоны потока приводит в движение материал промежуточного слоя, улучшение газо- проницаемости движущегося материала обеспечивает увеличение поступления печных газов и повышение температур в нем до температур рабочего пространства. В результате происходит сокращение или исчезнование промежуточного слоя, которое с некоторым запаз дыванием приводит к соКращению или исчезновению слоя гарнисажа. В случае сужения зоны потока увеличивается промежуточный, а вслед эа ним и граничный слой. Чрезмерное увеличение 25 толщины гарнисажа и промежуточного слоя снижает производительность печи и приводит к другим нарушениям нормального хода процесса. Разрушение слоя. гарнисажа может привести к нарушению целостности холодильников.Оптимальной толщине слоя гарнисажа, составляющей 100-200 мм, соответствует тепловой поток 10 - 15 тысккал/м ч в среднем по зоне35 заплечиков.П р и м е р 1. Доменная печь ,объемом 1000 м оборудована двухконусным засыпным аппаратом и имеет28 плитовых холодильников в заплечиках, площадью 2,56 м каждый. На семи холодильниках равномерно по окружности установлены термометры сопротивления, показания выведены на прибор.Расход воды на холодильниках измеряют периодически, так как он практически постоянный. Ежесменно персоналпечи рассчитывает среднюю величинутеплового потока в заплечиках по соответствующему среднему перепаду тем 50ператур охлаждающей воды в заплечиках и последним измерениям расходаводы. Задают предель величин тепловогопотока (0,9 1, 1)х 12,5 тыс. ккал/мч, .при выходе за которые производят управляющее воздействие. Степень форси 55ровки печи дутьем определяют перепацом давлений "горячее дутье - колошниковый гаэ", который на начало исюльзования способа составлял 0,95 атм. В соответствии с изобретением управление работой печи осуществляют при выходе средней по зоне величины теплового потока за пределы 11,25 13,75 тыс. ккал/м.ч изменением перепада давлений на 0,05 ат,Динамика контролируемого и управ - ляющего параметров за месяц использования способа приведена в табл. 1.Примененное регулирующее воздействие - изменение перепада давлений "горячее дутье - колошниковый гаэ" на 0,05 атм., минимальное по способу достаточно для того, чтобы при естест венном запаздывании на 3-4 сут величина теплового потока в зоне заплечиков вошла в заданные пределы, не выходя за критические пределы 10 15 тыс. ккал/м" ч. При этом режиме толщина слоя гарнисажа на заплечиках оптимизирована, не вызывая осложнений в ходе печи и в системе охлаждения, что обеспечивает стабильную производительную работу доменной печи.П р и м е р 2. При укаэанных в примере 1 и табл. 1 параметрах работы печи регулирование начинали по верхнему пределу и эа время наблюдений (32 сут) контролируемый параметр ни разу не достиг нижнего заданного предела. В то же время, наибольшее отклонение в сторону высоких значений теплового потока близко к предельному критическому значению. В последующий период работы печи такая особенность отклонений величины теплового потока проявилась еще значительней, что связано с изменением гранулометрического состава шихты или другими неизвестными причинами. Это послужило основанием для повышения степени форсировки печи дутьем, т.е. значение перепада "горячее дутье - колошниковый газ" установили 1,0 атм, которое стало "базовым", а регулировать стали от 1,0 до 0,95 или от 1,0 до 1,05 атм в соответствии с уровнем контролируемого параметра - величины теплового потока в заплечиках, Пример показывает применение способа для выбора оптимального уровня форсировки печи и поддержания его. В данном случае регулирующее воздействие применялось также минимальное по способу, т,е +0,05 атм и в течение длительного времени обеспечивалась укладка величин теплового потока в пределы 10 -55 5 16 15 тыс. ккал/мч, т.е. поддерживался оптимальный слой гарнисажа и стабильная производительная работа доменной печи.Использование меньших регулирующих изменений перепада давлений "горячее дутье - колошниковый газ" не обеспечено точностью измерительных приборов и возможностями регулирования воздуходувных машин.П р и м е р 3. Доменная печь работает,в условиях примеров 1 и 2. В периоде, отраженном в табл. 2, произошло два резких изменения условий образования гарнисажа с началом в четвертые и восемнадцатые сутки. В первом случае регулирующее воздействие было 0,05 атм, что не остановило процесс наращивания гарнисажа: на-. чиная с шестых суток плотность теплового потока опустилась ниже 10 тыс, ккал/м ч. Общая продолжительность периода до возвращения величины теплового потока в интервал (0,9 1, 1) 12,5 тыс. ккал/м.ч оказалась 12 сут. При столь продолжительном отклонении от оптимальных Условий образования гарнисажа возможны его оползания.В данном случае в 12-13 сутки наблюдалось оползание и был выплавлен чугун низкого качества,При втором нарушении условий гарнисажеобразования регулирующее воздействие было усилено: перепад давлений "горячее дутье - колошниковый . газ" снижен на 0,1 атм, что оказалось достаточным для предотвращения дальнейшего наращивания гарнисажа. Плотность теплового потока ниже 10 тыс. ккал/м 2 ч не опускалась и оползаний гарнисажа не было, В двадцать вторые сутки наблюдений (табл.2) снятие регулирующего воздействия .было выполнено частично, т.е, до 0,95 атм. Полное снятие выполнено на 29 сутки.П р и м е р 4. На доменной печи объемом 2000 м тепловой поток в заплечиках поддерживали в пределах 11,25-13,75 тысккал/м ч. Регулирование производили по способу изменением перепада давлений горячее дутье - колошниковый газ" на+0,05 атм от 1,45 атм. В связи с недостатком воздуходувных средств перепад давлений "горячее дутье - колошниковый газ" снизился до 1,35 атм, регулиро-. 048576 вание было приостановлено. Контролируемый параметр - тепловой потокчерез двое суток отклонился от заданного предела на 393, превысив17,0 тыс. ккал/м ч.Данные изменения теплового потокаи перепада давлений "горячее дутьеколошниковый газ" на доменной печи 1 нобъемом 1000 м в период нарастанияи оползания гарнисажа по суточнымданным приведены в табл. 2.Таким образом, тепловой поток превысил заданный предел для началарегулирования и уровень, соответствую-.щий верхнему критическому пределу(15 тыс. ккал/м.ч). В последующиечетверо суток вышло из строя триплитовых холодильника 1-го и 2-го 20 ряда и пять выступов холодильников3-го ряда шахты. Регулирование поспособу возобновили. Повышение перепада давлений "горячее дутье - колошниковый газ" было выполнено не эа счет 25 повышения давления на фурмах, а путем снижения давления колошниковогогаза с 1,6 до 1,3 атм. Через двоесуток измерений тепловой поток снизился до 13,7 тыс. ккал/м.ч, выход 30 из строя холодильников прекратился.Пример показывает негативные явления, вызванные уменьшением толщиныгарнисажного слоя при отступленииот момента начала регулирования поспособу: регулирование начато приотклонении теплового потока от заданных пределов на +397, вместо +107в соответствии с изобретением.П р и м е р 5. На доменной печиобъемом 3200 мз, оборудованной датчиками для измерения перепада температуры охлаждающей воды на холодильниках заплечиков, заданы пределывеличины теплового потока 12,5(0,91,1) тыс. ккал/м ч. Поддержаниетеплового потока в этих пределахобеспечивалось при перепаде давленийгорячее дутье- колошниковый гаэ"равном 1,6 атм регулирующими изменениями +0,05 атм. При ухудшении гранулометрии железорудного сырья для сохранения интенсивности хода печи по количеству дутья повысили перепад давления "горячее дутье - колошниковый газ" до 1,7-1,8 атм.Контролируемый параметр через две смены отклонился эа заданные для начала регулирования пределы, однакорегулирование не было начато. В ре1604857 30 Таблица 1 Начало использования способ 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 1,00 12,33 12, 60 12,88 13,15 13,43 13,70 13,97 8910 Начало регулирования по верхнемупределу 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 14,25 14,52 14,8 14,6 . 14,3 зультате через 2 сут после повышения перепада величина теплового потока зашла за нижний критический предел (10 тыс. ккал/м. ч) . Работа в таком режиме в течение .9 сут вызвала расстройство хода печи с оползанием гарнисажа и смятием фурм. Начатое регулирование снижением перепада давлений до 1,5 атм через трое суток привело контролируемый показатель в заданный интервал, после чего восстановили исходное значение перепада 1,6 атм. Ход печи при регулировании по способу сохранялся ровным, очистка печи от избыточного гарнисажа прошла постепенно и не вызвала смятия фурм. 1(оличество дутья восстановилось после восстановления качества железорудного сырья, 20Благодаря управлению работой доенной печи объемом 1.000.м по способу улучшены основные технико-экономические показатели печи. Сравнение работы без управления и при управлении по способу свидетельствует, что эКЙкт достигается за счет предотвращения расстройств печи, связанных с образованием излишнего гарнисажа, сокращения случаев выхода из строя холодильников, повышения стабильности работы печи по количеству и качеству чугуна. формула изобретения Способ управления работой доменной печи, включающий загрузку шихты, определение величины теплового потока на основе контроля перепада температуры и расхода охладителя на холодильниках заплечиков, поддержание этой величины в заданных пределах 10-15 тыс. ккал/м,ч, контроль и изменение перепада давления "горячее дутье в колошниковый газ", о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности печи и срока службы холодильников за счет поддержания оптимальной толщины слоя гарнисажа в заплечиках, при отклонении величины теплового потока от заданного предела более чем на +107 производят корректировку перепада давления "горячее дутье - колошниковый газ" соответственно знаку отклонения на 0,05-0,15 атм до достижения величиной теплового потока значения в диапазоне 0,91,1 от заданного.1 О 1604857 9,4 9,3 9,5 12,88 12,74 13,02 1,00 1,00 1,00 19 20 7,6 7,8 10,41 10,69 0,90 0,90 4 5 67 8 9 .10 11 12 13 14 15 16 17 18 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 8,2 7,4 6,5 6,3 6,4 6,5 6,7 7,0 7,4 7,8 7,9 8,0 8,2 8,4 7,4 14,11 13,70 13,28 13,28 13,43 13,56 13, 70 13,97 13,97 14,25 13, 70 12,60 12,33 11,92 11,92 12,33 11,23 10,148,90 8,63 8,77 8,90 9,189,59 10,14 10,69 10,82 10,96 11,23 11,51 10,14 1,00 1,00 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 1,00 1,00 1,ОО 1,00 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,950,95 0,95 0,95 0,950,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 1,00 1,00 0,90 Продолжение табл.1 Конец регулирования Начало регулированияпо верхнему пределу Конец регулирования Т а б л и ц а 2 Резкое изменениеусловий гарнисажеобразования Ниже10 тысккал/мч Конец регулирования Резкое изменениеусловий гарнисажеобразования1604857 Продолжение табл.2 0,90 0,95 1 1, 10 11,65 8,1 8,5 21 22 Частичное снятиерегулирующеговоздействия Полное снятиерегулирующеговоздействия Составитель М.АльтерТехред Л,Олийнык Корректор И.Эрдейи( Редактор А.Шандор Заказ 3435 Тираж 498 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 23 24 25 26 27 28 29 30 8,6 8,7.8,7 8,8 8,8 9,0 9,2 9,4 11,78 11,92 11,92 12,06 12,06 12,33 12,60 12,88 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 1,00 1,00