Спосіб визначення температури в фурмених вогнищах доменної печі

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для определения усредненной температуры в фурменных очагах доменной печи. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ определения теоретической температуры горения у фурм [1] по параметрам хода процесса плавки. Температурный уровень горна характеризуется теоретической температурой горения у фурм, которую можно определить по формуле где 9797 - теплота горения кокса до СО, кДж/кг; m - расход природного газа в расчете на 1 кг углерода, сгорающего у фурм, м 3; qr - суммарный тепловой эффект превращений, происходящих в зоне горения с компонентами вдуваемого газа, кДж/м 3 газа; Vд - расход сухого дутья, отнесенного к 1 кг углерода, сгорающего у фурм, м; tд - температура дутья, °С; j - количество влаги, м, содержащейся в 1 м 3 сухого дутья; Сд, СH2O, Сr - теплоемкость дутья, влаги и газа, кДж/(м 3 ×град); 10806 - расход тепла на разложение 1 м 3 Н2О, кДж; Vr - общее количество газов, образующееся у фурм, в расчете на 1 кг углерода, сгорающего у фурм, м 3. Практика ведения доменного процесса показывает, что доменная печь работает устойчиво и производит кондиционный чугун, если теоретическая температура горения находится в определенном интервале между минимальной и максимальной температурами, обычно различающимися на 30-50°С. Однако теоретическая температура горения, как показывает практика, отлична от фактической температуры в фурменной зоне. Теоретическая температура горения не учитывает колебаний температуры в фурменных очагах, связанных с неравномерностью параметров доменного процесса по фурмам. Это приводит к неравномерности химического состава выплавляемого чугуна даже в случае постоянства химического состава шихтовы х материалов. Целью изобретения является повышение точности определения температуры в фурменных очагах доменной печи. Поставленная цель достигается тем, что в качестве параметров доменной плавки используют тепловую нагрузку на каждую фурму и на один из дополнительных водоохлаждаемых элементов каждого фурменного прибора, и после их измерения, температуру в фурменных очагах вычисляют по математическому выражению где Аj - коэффициент уравнения, причем j=0,1.2,3,4; q, q' - тепловые нагрузки на фурму и дополнительный водоохлаждаемый элемент, Вт; k - коэффициент, учи тывающий величину тепловой нагрузки от горячего дутья к общей тепловой нагрузке на элемент; S, S' - площади поверхностей фурмы и дополнительного элемента, воспринимающих воздействие из печи и горячего дутья, м 3; I - номер фурменного прибора; ΤI - температура в фурменном очаге, °К. Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Измеряют тепловые нагрузки на фурмы и выбранные дополнительные водоохлаждаемые элементы каждого фурменного прибора и определяют по математическому выражению (1) температуры в фурменных очагах каждого фурменного прибора. Определение температуры в фурменном очаге доменной печи основано на экспериментально полученной зависимости (2) удельного теплового потока на водоохлаждаемый элемент от температуры в фурменном очаге. Удельный тепловой поток на фурму доменной печи можно определить по формуле, связывающей тепловые нагрузки на фурму и дополнительный элемент фурменного прибора: где Q - удельный тепловой поток на фурму из фурменной зоны излучением, Вт/м 2; q,q' - тепловые нагрузки на фурму и дополнительный водоохлаждаемый элемент, Вт; S,S' - площади поверхностей фурмы и дополнительного элемента, воспринимающих воздействие из печи и горячего дутья, м 2; k - коэффициент, учи тывающий величину тепловой нагрузки от горячего дутья к общей тепловой нагрузке на элемент. Все физические величины, входящие в уравнение (1) определены. Решая уравнение для каждого фурменного прибора, получим значение температуры в фурменных очагах по окружности печи. Пример конкретного выполнения. Способ опробован по известной технологии и предлагаемому способу на доменной печи объемом 2014 м с 25 фурменными приборами. В качестве дополнительных водоохлаждаемых элементов фурменных приборов использовались сопла с водоохлаждаемыми головками. Для этих элементов фурменных приборов коэффициент в формуле (1) k=0,8. Площадь поверхности сопла, воспринимающей тепловое воздействие и охлаждаемой водой равна S'=0,157 м, Площадь поверхности фурмы, воспринимающей тепловое воздействие и охлаждаемой водой равна S'=0,4768 м 2 (высов фурмы - 0,2 м. Диаметр выходного отверстия - 0,16 м. Длина внутреннего канала - 0,425 м). Теоретическая температура горения составляла 2189°С. Измерили тепловые нагрузки на фурмах и соплах (см. табл.). Определили температуры в фурменных зонах доменной печи, среднее значение температуры 1694°С, среднеквадратичное отклонение 102°С.