Спосіб контролю теплового стану нижньої частини доменної печі

Спосіб контролю теплового стану нижньої частини доменної печі, який включає вимірювання температури фурмених вогнищ та вологості дуття і розрахунок корегованої температури фурмених 3 нію в чавуні під час коливання окиснення елементів чавуну на фурмах та хімічного складу шихтових матеріалів і коксу, а також можливості оптимізації теплового режиму печі, забезпечені зменшення витрати енергоносіїв та збільшення продуктивності. Поставлена задача досягається тим, що в способі контролю теплового стану нижньої частини доменної печі, який включає вимірювання температури фурмених вогнищ та вологості дуття і розрахунок корегованої температури фурмених вогнищ, додатково вимірюють витрату дуття, паливних добавок, технологічного кисню, температуру дуття і розраховують теоретичну температуру горіння, різницю між нею і температурою фурмених вогнищ Δt, через кожні 10 хвилин порівнюють цю різницю з попереднім її значенням і визначають її зміну Δ=Δt(t)-Δt(t-1), за якою розраховують кореговану температуру фурмених вогнищ Ткр=tф+Δ, за якою прогнозують тепловий стан нижньої частини печі та вміст кремнію в чавуні. Порівняння з прототипом показує, спосіб, що заявляється, відрізняється тим, що враховує зміну температури фурменого вогнища від коливання окиснення елементів чавуну на фурмах. Під час збільшення окиснення підвищується температура фурм, а вміст кремнію в чавуні зменшується за рахунок збільшення витрати тепла на повторне відновлення оксидів елементів чавуну нижче фурм. Тому пряма залежність вмісту кремнію від температури стає оберненою. Контролюючи різницю Δt=tm-tф, її приріст Δ=Δt(t)-Δt(t-1) та визначивши Ткр=tф+Δ, відновимо пряму залежність вмісту кремнію від Ткр, оскільки при цьому значення Δ має від'ємне значення і корегована температура Ткр буде зменшуватися пропорційно зниженню вмісту кремнію. Під час зменшення окиснення елементів чавуну на фурмах температура фурм зменшиться, а вміст кремнію зросте за рахунок зменшення витрати тепла на повторне відновлення оксидів елементів чавуну нижче фурм. Тому в таких випадках також пряма залежність вмісту кремнію від температури стає оберненою. Контролюючи різницю Δt=tm-tф, її приріст Δ=Δt(t)-Δt(t-1) та визначивши Ткр=tф+Δ, отримаємо пряму залежність вмісту кремнію від Ткр, оскільки при цьому значення А має додатне значення і корегована температура Ткр буде збільшуватися пропорційно зростанню вмісту кремнію. За прототипом, корегована температура на фурмах Ткор=tф+nλ враховує вплив коливання окиснення елементів чавуну тільки під час збільшення вологості дуття. Під час збільшення вологості за рахунок зменшення температури на фурмах знижується окислювальний потенціал фурмених вогнищ, внаслідок 53956 4 чого зменшується окиснення елементів чавуну і температура на фурмах ще додатково знижується, а вміст кремнію зростає пропорційно вологості. За рахунок коефіцієнта я кореговане значення Ткор зростає синхронно із збільшенням вмісту кремнію, що і сприяє збереженню прямої залежності вмісту кремнію від Ткор. Під час же зменшення вологості дуття за рахунок збільшення температури на фурмах збільшується окиснювальний потенціал фурмених вогнищ, внаслідок чого збільшується окиснення елементів чавуну і температура на фурмах ще додатково збільшується, а вміст кремнію зменшується і очікується обернена залежність вмісту кремнію від tф. При цьому коефіцієнт п ще додатково збільшує Ткор, підсилюючи обернену залежність вміст кремнію від Ткор. Отже, за прототипом, корегована температура на фурмах Ткор не враховує коливання окиснення елементів чавуну на фурмах, які викликані зменшенням вологості дуття, зміною витрати паливної добавки, кисню і температури дуття та іншими факторами. Тому за цим показником не можливо визначати вміст кремнію в чавуні з достатньою точністю. Таким чином, у наявності причинно-слідчий зв'язок між сукупністю істотних відмітних ознак запропонованого способу контролю теплового стану нижньої частини доменної і технічними результатами, що можливо одержати при використанні винаходу в чорній металургії під час керування тепловим режимом доменної плавки. Запропоновану корисну модель "Спосіб контролю теплового стану нижньої частини доменної печі" реалізують наступним чином. Вимірюють значення технологічних параметрів: витрата дуття Vд, природного газу Vпг, пиловугільного палива Vпвп, технологічного кисню Vo, температуру фурмених вогнищ tф, температуру дуття tд, його вологість λ; вміст у чавуні кремнію та сірки, температура чавуну. З усередненої інформації за 10 хв розраховують теоретичну температуру горіння tm, середнє значення температури фурменої зони tф та різницю між теоретичною температура горіння і температурою фурмених вогнищ Δt=tm-tф. Через 20 хв за кожні 10 хв визначають приріст цієї різниці Δ=Δt(t)-Δt(t-1), що відображає зміну температури фурм від коливання окиснення елементів чавуну на фурмах, та кореговане значення температури фурмених вогнищ Ткр=tф+Δ, за яким прогнозують тепловий стан нижньої частини печі та вміст кремнію в чавуні. Наведені операції алгоритму виконуються також за усередненою інформацією за кожні 20, 30, 60 хв та за час між випусками чавуну. 5 53956 6 Таблиця 1. tm, °C tф, °С Δt, °С Δ, °С Ткр, °С Час 2000 1800 200 8-00 2050 1950 100 -100 1850 8-10 Приклади визначення Δ і Ткр. 2100 2000 1900 2050 2150 2150 50 -150 -250 -50 -200 -100 2000 1950 2050 8-20 8-30 8-40 На 8-му годину: tm=2000°С, tф=1800°С Δt=20001800=200. На 8 г 10 хв: tm=2050°С, tф=1950°С, Δt=20501950=100, Δ=100-200=-100, Ткр=1950-100=1850. На 8 г 20 хв: tm=2100°С, tф=2050°С, Δt=21002050=50, Δ=50-100=-50, Ткр=2050-50=2000. На 8 г 30 хв: tm=2000°C, tф=2150 °С, Δt=20002150=-150, Δ=-150-50=-200, Ткр=2150-200=1950. На 8 г 40 хв: tm=1900°С, tф=2150°С, Δt=19002150=-250, Δ=-250-(-150)=-100, Ткр=2150-100=2050. На 8 г 50 хв: tm=1800°С, tф=2200°С, Δt=18002200=-400, Δ=-400-(-250)=-150, Ткр=2200-150=2050. Комп’ютерна верстка І.Скворцова 1800 2200 -400 -150 2050 8-50 2000 2200 -200 200 2400 9-00 2200 2200 000 200 2400 9-10 2300 2200 100 100 2300 9-20 На 9 г 00 хв: tm=2000°С, tф=2200°С, Δt=20002200=-200, Δ=-200-(-400)=+200, Ткр=2200+200=2400. На 9 г 10 хв: tm=2200°С, tф=2200°С, Δt=22002200=0, Δ=0-(-200)=+200, Ткр=2200+200=2400. На 9 г 20 хв: tm =2300°С, tф=2200°С, Δt=23002200=100, Δ=100-0=+100, Ткр=2200+100=2300. Впровадження запропонованого способу контролю теплового стану нижньої частини доменної печі дозволить стабілізувати якість чавуну на необхідному рівні, заощадити витрату енергоносіїв на 1-1,5 %, та збільшити продуктивність доменних печей на 1-1,5 %. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601