Спосіб визначення коефіцієнта форми кусків шихтових матеріалів, що завантажуються в доменну піч

Реферат: Спосіб визначення коефіцієнта форми кусків шихтових матеріалів, що завантажуються в доменну піч, включає відбір проб кусків різних шихтових матеріалів. Куски шихти різних фракцій і видів змочують рідиною, яка підвищує гідрофобність поверхні відносно до пластичного матеріалу, яким покривають ці куски шихти, розрізають пластичну оболонку по діаметру і в дві порожнини пластичного матеріалу, що утворилися після поділу, вливають рідину. Далі рідину переливають в мірну ємність, визначають її об'єм, діаметр кулі, відповідний цьому об'єму, і площу його поверхні, потім рідину з мірної ємності виливають на лист з мірними поділами лінійних розмірів і визначають площу отриманої плями, а коефіцієнт форми визначають розподілом площі поверхні кулі на площу плями рідини. UA 94774 U (12) UA 94774 U UA 94774 U 5 10 15 Корисна модель належить до галузі чорної металургії, а саме до доменного виробництва і може використовуватися для управління газодинамічним процесом доменної плавки через визначення газопроникності шару шихтових матеріалів шляхом оперативного визначення коефіцієнта форми кусків залізорудних матеріалів і коксу, що завантажуються в доменну піч. У доменній практиці існує проблема управління газодинамічним процесом, пов'язана з необхідністю уточнення газопроникності шару шихтових матеріалів, на яку впливає постійна зміна фракційного складу зернистих шихтових матеріалів, що завантажуються в піч. Реальний шар сипучих шихтових матеріалів відрізняється від фіктивного шару (що складається з куль) різноманітністю форм і розміром частинок. Багато в чому відрізняється і газодинаміка такого шару внаслідок зміни конфігурації і звивистості каналів, характеру звужень і розширень локальних потоків і струменів газів [Тарасов В.П. Газодинамика доменного процесса. - Μ.: Металлургия, 1990. - 216 с.]. Відомий спосіб визначення коефіцієнта форми, згідно з яким в циліндричній лабораторній установці продувають кулі, а потім реальну шихту з контролем витрат і перепадів тисків дуття в обох випадках, а коефіцієнт форми визначають за формулою: kф  mшр 1  mшт  Qшт  pшр  mшр mшт 1  mшр  pшт  mшт  Qшр , де: m шр і m шт - порізніть шару куль і шару шихти; Q шр , Qшт - витрати повітря через шар куль і шихти, м /с; p шр і p шт - перепад тиску в шарі при продувці куль і шихти, відповідно, Па [Уточнение газодинамических параметров шихтовых материалов / А.Д. Учитель, Б.В. Боклан, Е.Г. Донсков и др. // Известия вузов. Черная металлургия. - 1982. - № 1. - С. 13-17]. Недоліком динамічного способу є його складність через велику кількість різних шихтових матеріалів великої ваги, що відбираються на шихтоподачі доменного цеху. У повсякденній практиці доменного цеху його використовувати складно. Відомий також спосіб визначення коефіцієнта форми, який полягає в тому, що відбирають проби кусків різних шихтових матеріалів, які завантажуються в доменну піч, визначають співвідношення поверхні кулі до поверхні куска, об'єм якого дорівнює об'єму цієї кулі, причому як характеристики відхилення форми куска шихти від сферичної використовують коефіцієнт варіації твірної перерізу куска від його окружності середнього радіуса kV, при цьому коефіцієнт kV визначають за допомогою проектора, на предметний столик якого укладають кусок шихти і отримують три його проекції (довжину, ширину і товщину) з 50-кратним збільшенням, підраховують площі утворених фігур і визначають діаметр кола такої ж площі, коефіцієнт форми куска шихти знаходять з рівняння: 3 20 25 30 2 1  3kV kф  1  2 kV 2  , 2  2 kV а еквівалентний діаметр каналів пор з рівняння: 35 40 45 50 d экв  2 mср   kф  di , 3 1  mср де mср - середнє значення порізності кожного гранулометричного складу, d i - середній діаметр вузької фракції [Уточнение газодинамических параметров шихтовых материалов / А.Д. Учитель, Б.В. Боклан, Е.Г. Донсков и др. // Известия вузов. Черная металлургия. - 1982. - № 1. С. 13-17]. Недоліком відомого статистичного способу також є його складність, обумовлена необхідністю визначення великої кількості різних параметрів і виконання розрахунків. У повсякденній практиці доменного цеху його також використовувати складно. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення способу визначення форми кусків гранулометричного складу агломерату, котунів, коксу і різних добавок в шихті для оперативного управління газодинамічним режимом доменної плавки. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб визначення коефіцієнта форми кусків шихтових матеріалів, що завантажуються в доменну піч, який включає відбір проб кусків різних шихтових матеріалів, має істотні відмінності, які полягають в тому, що куски шихти різних фракцій і видів змочують рідиною, яка підвищує гідрофобність поверхні відносно до пластичного матеріалу, яким покривають ці куски шихти, розрізають пластичну оболонку по діаметру і в дві 1 UA 94774 U 5 10 15 20 порожнини пластичного матеріалу, що утворилися після поділу, вливають рідину, яку переливають в мірну ємність, визначають її об'єм, діаметр кулі відповідний цьому об'єму і площу його поверхні, потім рідину з мірної ємності виливають на лист з мірними поділами лінійних розмірів і визначають площу отриманої плями, а коефіцієнт форми визначають розподілом площі поверхні кулі на площу утвореної плями рідини. Спосіб здійснюється таким чином. На шихтоподачі доменної печі відбирають шихтові матеріали різних фракцій, наприклад, куски агломерату та котуни. Відібрані куски агломерату та котуни змочують рідиною, яка підвищує гідрофобність поверхні, в даному випадку технічним мастилом. Оброблені куски агломерату та котуни покривають шаром пластичного матеріалу, наприклад пластиліну. Потім розрізають пластичну оболонку по окружності куска агломерату та по діаметру котуна. У дві порожнини пластичного матеріалу, що утворилися після поділу, вливають рідину, наприклад, воду, яку потім переливають в мірну ємність, наприклад мензурку і визначають об'єм цієї рідини. З отриманого об'єму обчислюють діаметр кулі такого ж об'єму і визначають площу її поверхні. Потім рідину з мірної ємності виливають на лист з мірними поділками лінійних розмірів, наприклад міліметрівку і визначають площу отриманої плями. Коефіцієнт форми відібраних кусків агломерату та котунів визначають традиційним способом, тобто діленням площі поверхні кулі на площу плями рідини. Приклад здійснення способу. На шихтоподачі доменної печі відібрали проби агломерату та котунів, наведених у таблицях 1 і 2. Провели визначення коефіцієнтів форми методами, викладеними в аналогу і прототипі, а також за запропонованим способом. За базовий прийнято динамічний спосіб визначення форми кусків різних фракцій агломерату та котунів. Визначення коефіцієнтів форми цих матеріалів вийшли практично середніми між цими двома методами, що вказує на високу його точність. 25 Таблиця 1 Коефіцієнт форми агломерату Фракція, мм 0-5 5-8 8-10 10-16 16-25 Середнє значення Аналог Прототип 0,705 0,741 0,753 0,787 0,791 0,755 0,771 0,806 0,809 0,850 0,832 0,810 Спосіб, що заявляється 0,723 0,757 0,768 0,808 0,811 0,773 Таблиця 2 Коефіцієнт форми котунів Фракція, мм 0-5 5-8 8-10 10-16 16-25 Середнє значення 30 Аналог Прототип 0,742 0,831 0,845 0,896 0,919 0,847 0,786 0,883 0,904 0,928 0,949 0,890 Спосіб, що заявляється 0,756 0,847 0,864 0,902 0,927 0,859 Таким чином, запропонований спрощений спосіб визначення форми часток гранулометричного складу агломерату, котунів, коксу і різних добавок у шихті доменної плавки дозволяє оперативно визначати середній еквівалентний діаметр каналів пор і, відповідно, газопроникність шару шихтових матеріалів в доменній печі, що забезпечує більш надійне управління газодинамічним режимом доменної плавки. 2 UA 94774 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб визначення коефіцієнта форми кусків шихтових матеріалів, що завантажуються в доменну піч, який включає відбір проб кусків різних шихтових матеріалів, який відрізняється тим, що куски шихти різних фракцій і видів змочують рідиною, яка підвищує гідрофобність поверхні відносно до пластичного матеріалу, яким покривають ці куски шихти, розрізають пластичну оболонку по діаметру і в дві порожнини пластичного матеріалу, що утворилися після поділу, вливають рідину, яку переливають в мірну ємність, визначають її об'єм, діаметр кулі, відповідний цьому об'єму, і площу його поверхні, потім рідину з мірної ємності виливають на лист з мірними поділами лінійних розмірів і визначають площу отриманої плями, а коефіцієнт форми визначають розподілом площі поверхні кулі на площу плями рідини. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3