Спосіб роботи доменної печі

1. Спосіб роботи доменної печі, що включає завантаження на колошник коксу, залізорудних І флюсуючих матеріалів, подачу у горн через фурми дуття, який відрізняється тим, що при зміненні металургійних характеристик сировини І коксу, а також параметрів дуття, змінюють кількість працюючих на печі фурм, визначаючи їх число з виразу яри повітряному дутті M Тд; P Q b = 68877,6 - ' , ' Т 'І Винахід належить до галузі чорноТ металургії, зокрема до доменного виробництва, а саме до способів керування роботою доменної печі "знизу*, за рахунок зміни кількості працюючих фурм, при забезпеченні сталості де Qon - нормальна витрата дуття, виміряна приладами на печі, м3/с; род - нормальна густина повітря кг/м3; Тд - температура дуття, К; Рд - тиск дуття, Па; $Ф - площа перетину фурми, м г ; Е™ - повна оптимальна механічна енергія потоку повітряного дуття, Дж/с; при комбінованому дутті у виразах д, с, h необхідно замінити Б™ на Вп» п, а: ь «м» b = 68877,6 де QOCM - нормальна витрата газоповітряної суміші, м3/с; росм - нормальна густина газової суміш} кг/м3; Тем - температура суміші газів у порожнині фурми, К; Епм кд - повна оптимальна механічна енергія потоку комбінованого дуття, Дж/с; при цьому повну оптимальну механічну енергію потоку повітряного дуття або повну оптимальну механічну енергію потоку комбінованого дуття визначають у попередні періоди роботи печі, виходячи з умов дотримання рівного ходу печі при максимальній продуктивності і мінімальному розходу коксу. 2. Спосіб роботи доменної печі по п. 1, який відрізняється тим, що закривають фурми рівномірно по колу печі, вибираючи найбільш інтенсивно працюючі, а відкривають, також дотримуючись рівномірності розподілу дуття по колу печі, при тривалому режимі роботи доменної печі з великим числом закритих фурм здійснюють заміну закритих фурм на інші - діаметрально протилежні або поряд розташовані з ними, інтенсивно працюючі фурми. повної оптимальної механічної енергії потоку дуття. Відомий спосіб ведення доменної плавки, в якому реєструють протягом деякого часу параметри ходу печі і приймають зміну цих пара in со 34651 метрів як еталонну. Потім в другий період роботи печі порівнюють параметри її ходу з еталонними, реєструють, таким чином, аномальний режим. Коли відхилення від еталонної зміни параметрів будуть перевищувати задану величину, знижують розхід дуття і рівень засипі Далі видержують пічь на установленому режимі, доки різниця параметрів по колу шахти не виявиться у заданих межах, після чого пічь повертають до стабільного режиму роботи (Заявка № 58-33283 Японія. Спосіб ведення доменної плавки. Кл С21В5Ю0,1983). Недоліком цього способу є те, що він не передбачає оперативного керування газорозподілу по радіусу горна, яке погіршується при зниженні розходу дуття, навіть, незважаючи на зниження рівня засипі, яке приводить до підгрузки периферії печі залізорудними матеріалами і розкриттю її центра. відомий спосіб керування роботою доменної печі, в якому передбачено у період роботи доменної печі З пониженим розходом дуття відключати фурму, розташовану поряд одна одної', так, що фурми, які відключені, утворюють групу. При переході на режим з підвищеним розходом дуття фурми, які відключені включають послідовно, починаючи з крайніх у групі (Заявка № 52-7204 Японія. Спосіб керування роботою доменної печі Кл. С21В5/00, 1982). Недоліком даного способу є те, що як критерій оптимальності радіального газорозподілу в горні печі вибрано розхід дуття через одну фурму, який не є визначаючим критерієм довжини зони горіння і глибини проникнення газів до центру горна. В результаті чого помилка у точності регулювання складає 2-3 фурми, крім цього, закриття фурм групами приводить до . погіршення рівномірності розподілу дуття по колу печі. Закривати фурми необхідно рівномірно по колу, вибираючи найбільш інтенсивно працюючі. Найбільш близьким до винаходу є спосіб роботи доменної печі, включаючий загрузку на колошник коксу, залізорудних і флюсуючих матеріалів, подачу у горн через фурми дуття, оптимальну кількість котрого вибирають із умов дотримання рівного ходу печі, тобто умов, які сприяють досягненню максимальної продуктивності при мінімальному розході палива (Ефименко Г.Г. Гиммельфарб А.А., Левченко В.Е. Металургія чугуна, Київ, Вища школа, 1981, с 445-447). Недоліком прототипу є те. що спосіб не передбачає оперативного керування радіальним газорозподілом у горні доменної печі при змінениі металургійних (гранулометричних і міцностних) характеристик залізорудної сировини і коксу, а також параметрів комбінованого дуття. Це приводить до змінення довжини зони горіння і глибини проникнення газів до центру горна, із-за чого порушується рівний хід печі, знижується її продуктивність і росте розхід коксу. Стає задача збільшення продуктивності доменної печі і зниження розходу коксу за рахунок . гнучкого і оперативного регулювання газорозподілу по радіусу горна, при збереженні рівномірності подачі дуття по колу печі в періоди змінення металургійних (гранулометричних і міцностних) характеристик залізорудної сировини і коксу, а також зміни параметрів дуття (відсутності природного газу або кисню і (або) зниження температури дуття із-за ремонту повітронагрівників і т. і.). Поставлена задача досягається тим, що спосіб роботи доменної печі, включаючий загрузку на колошник коксу, залізорудних і флюсуючих матеріалів, подачу у горн через фурми дуття, має суттєві відміни, які полягають у тому, що при змінюванні металургійних характеристик сировини і коксу, а також параметрів дуття, змінюють кількість працюючих фурм на печі, знаходячи їх кількість з виразу: Де о — «. 27EL СИf 2 'ПН при повітряному дутті: e = 371.2Q M T,; 1 b = 68877,6-P--Q--T. . К - нормальний розхід дуття, виміряний де приладами на печі, м3/с; рОд - нормальна густина повітря кг/м3; Тд - температура дуття, К; Р» - тиск дуття, Па; Бф - площа перетину фурми, м ; Епм повна оптимальна механічна енергія потоку повітряного дуття, Дж/с; при комбінованом дутті у вираженнях g, c, h необхідно замінити Епм на Епм «д. а: = 371,2 Q^T, •Ті де QOCM - нормальний розхід газоповітряної суміші, м3/с; росм - нормальна густина газової суміші кг/м3; Тем - температура суміші газів у порожнині фурми, К; Епм кд - повна оптимальна механічна енергія потоку комбінованого дуття, Дж/с. При цьому повну оптимальну механічну енергію потоку повітряного дуття або повну оптимальну механічну енергію потоку комбінованого дуття визначають у попередні періоди роботи печі, виходячи із умов дотримання рівного ходу печі при максимальній продуктивності і мінімальному розходу коксу. Закривають фурми рівномірно по колу печі, вибираючи найбільш інтенсивно працюючі, а відкривають, також дотримуючись рівномірності розподілу дуття по колу печі. При тривалому режимі роботи доменної печі з великою кількістю закритих фурм проводять заміну закритих фурм на інші - діаметрально протилежні. 34651 Спосіб здійснюється таким чином. На колошник доменної печі загружають залізорудні матеріали, флюс, кокс і т. і. У горн доменної печі подають комбіноване дуття. З горна випускають рідкі продукти плавки - чавун і шпак. При змінюванні металургійних характеристик сировини і коксу (гранулометричних і міцностних, що спостерігається навіть при зміненні постачальників або ритмічності їх постачання), а також параметрів дуття (відсутність природнього газу або кисню і(або) зниження температури дуття із-за ремонту вітронагрівників і т. і.), змінюють кількість працюючих на печі фурм, визначаючи їх число з виразу: де фурми, К. Єпм *Д - повна оптимальна механічна енергія потоку комбінованого дуття, Дж/с. Повну механічну енергію потоку комбінованого дуття визначають з виразу: ; ^ ^ ,Дж/с Загальна кількість газоповітряної суміші, яка утворюється при горінні природного газу в порожнині фурми доменної печі, складає: э • Qc« = QOA + Qor + 0,75 rjr Qor, м /с, де Qor - нормальний об'ємний розхід природньо3 го газу, м /с. Частка природного газу, яка згоряє у фурмі доменної печі бути знайдена з рівняння: T = 0,0203 (CU + Qof)/Qor. V Хімічний склад газовой фази, яка утворилася в результаті згоряння частини природного газу, визначаємо з рівняння: Я —Л ~ • 1 "2 Q іоа%; 100,%; 100,%; При повітряному дутті: о„. тд» ^=^~^^100,%; = 6Й877,6 'ом де Оол - нормальний об'ємний розхід дуття, м3/с; роп - нормальна густина повітря кг/м3; Тд температура дуття, К; Р. - тиск дуття, Па; Бф - площа перетину фурми, м ; Е™ - повна оптимальна механічна енергія потоку повітряного дуття, Дж/с. Повну механічну енергію потоку повітряного дуття на зрізі фурми доменної печі визначають з рівняння: Ew =3712Q -«-а. де О 2 - вміст кисню в дутті, м3/м3. Нормальну густину суміш* газів визначаємо по формулі: 1 100 n При комбінованому дутті у вираженнях д, с, h необхідно змінити Елм на Еш «, а: 806 + а ^ в»» Ь = 68877,6де QOCM - нормальний розхід газоповітряної суміші, м3/с; росм - нормальна густина газової суміші кг/м3; Тем - температура суміші газів у порожнині Т мі 0.0898+ ^, 0.717 + 1 25), кг/м1. Температуру суміші газів в порожнині фурми визначимо з рівняння теплового балансу цієї порожнини: 34651 де G n і G r - кількість тепла внесене дуттям і природним газом, відповідно, Дж/с. GMT І Gnr кількість тепла, яке виділяється при неповному і повному горінні природного газу, Дж/с, СуСо. C v o o .Cv« С 0 , С , C v o , і CvN - питомі об'ємні теплоємності оксиду вуглецю, вуглекислоти, водню, вогкості метану, кисню і азоту, відповідно," при постійному об'ємі ДжДм3 К). Кількість тепла внесене дуттям і природним газом, а також кількість тепла, котре утворюється при неповному до CO і Н 2 і повному до СО 2 і Н2О згоранні частини природного газу знаходять з виражень: О д =с у , д 0 о д Т д ,Дж/с, Q w Тг,Дж/с; де C - - питома об'ємна теплоємність дуття при vд постійному об'ємі. Дж/(м3 К); Т г - абсолютна температура природного газу, К; q ^ = 1348,15 кДж/м , qnr - 35608,73 кДж/м3 - теплота неповного і повного згоряння СНд. Повну оптимальну механічну енергію потоку повітряного дуття або повну оптимальну механічну енергію потоку комбінованого дуття визначають у попередні періоди роботи печі, виходячи з умов дотримання рівного ходу печі при максимальній продуктивності і мінімальному розході коксу. Далі повну оптимальну механічну енергію потоку повітряного дуття або повну оптимальну механічну енергію потоку комбінованого дуття періодично уточнюють протягом всієї компанії роботи доменної печі. Закривають фурми рівномірно по колу, вибираючи найбільш інтенсивно працьовиті, і відкривають, також дотримуючись рівномірності розподілу дуття по колу печі. При тривалому режимі роботи доменної печі з великою кількістю закритих фурм здійснюють заміну закритих фурм на інші - діаметральнолротилежні. Приклад здійснення способу. • * На доменній печі об'ємом 2000 м 3 КГГМК "Криворіжсталь" протягом трьох місяців при рівному ході печі визначали кожну добу повну механічну енергію потоку комбінованого дуття. Установили, що оптимальною є величина цієї енергії рівна 1719000 Дж/с. У цей період у пічь загружали: залізорудну руду 3...5 кг/т, агломерат аглофабрики комбінату 2...5 кг/т, агломерат НКГОКу-1 1116—1207 кг/т. окатиши СевГОКу 4 3 . 3 0 1 кг/т, окатиши ЦГОКу 310...531 кг/т, вапняк 56 74 кг/т У пічь подавали дуття наступних параметрів розхід 3389 .3539 м3/хвил, тиск 2 44 2,61 ати, температура 927. 1016°С. вміст кисню 23,9...24% Природний газ вдували у пічь у кількості 82 - 89 м3/т Тиск газу на колошнику був 1,21 1.38 ати Пічь робила на фурмах діаметром 165 мм Відкрито було 1 9 . 20 із 24 фурм, встановлених на печі У цей період пічь давала виробництво 2868 .2953 т/добу при питомому розході коксу 558...578 кг/т У наступному місяці змінилися розхідні коефіцієнти постачальників агломерату і окатишів, а також їх міцності і гранулометричні параметри сировини. В коксі зріс вміст класу +80 мм (який дає багато дріб'язку у печі), змінилися параметри дуття і тиск на колошнику. Розрахунки повної механічної енергії потоку комбінованого дуття дали її величину, яка значно відрізняється від оптимальної - 1457053 Дж/с. Погіршилась рівність ходу печі, із-за зменшення довжини зони горіння і глибини проникнення газів до центру горна Посилився периферійний хід газів у печі. Пічь втратила дуття. Використовуючи параметри комбінованого дуття на печі у цей період часу: розхід дуття - 2972 м3/хвил, тиск - 1,67 ати, температуру 936°С, вміст кисню - 23,3%, кількість природного газу - 62 м3/т та повну оптимальну механічну енергію потоку комбінованого дуття - 1719000 Дж/с і скориставшись приведеним виразом розрахували, що на печі повинно робити у цих умовах 18 фурм. Закрили додатково одну фурму, дотримуючись умови рівномірності розподілу дуття по колу печі. Хід печі поліпшився, виробництво вдалося утримати на рівні 2917 т/сут. при питомому розходу коксу 560 кг/т. В наступному періоді при зміненні параметрів дуття і загрузки повна механічна енергія стала рівною 1725929 Дж/с. розрахунок кількості фурм показав, що на печі необхідно мати 19 працюючих фурм. Після відкриття одної з фурм техніко-економічні показники на печі дещо поліпшились і т. і. Протягом роботи доменної печі на ній постійно контролюють зміну повної механічної енергії потоку комбінованого дуття, коли в фурми вдувають природний газ або повної механічної енергії повітряного дуття, якщо природного газу немає. Грунтуючись на кретирії рівного ходу печі, визначають і постійно уточнюють величину повної оптимальної механічної енергії. На основі цієї повної механічної енергії постійно уточнюють кількість працюючих на печі фурм, що дозволяє отримати високі техніко-економічні показники роботи доменної печі у різних шихтових і дуттєвих умовах доменної плавки. Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03