Спосіб регулювання доменної плавки

Реферат: Спосіб ведення доменної плавки включає вплив на параметри дуття в залежності від зміни загального перепаду тиску газу по висоті доменної печі. Крім цього, в процесі роздування доменної печі витрату атмосферного дуття збільшують до досягнення граничної величини загального перепаду тиску газу, після чого подальше збільшення витрати дуття до граничної його кількості, що визначається потужністю повітродувної машини, забезпечують збільшенням сумарного перетину повітряних фурм, потім покроково збільшують тиск колошникового газу і в останню чергу - вміст кисню в дутті до рівнів, що не допускають зменшення витрати дуття і сумарного перетину фурм, досягнутих до використання підвищеного тиску на колошнику печі і збагачення дуття киснем. UA 95239 U (12) UA 95239 U UA 95239 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до галузі чорної металургії, а саме доменного виробництва, і може використовуватися для інтенсифікації доменної плавки. Відомий спосіб регулювання доменної плавки, що включає вплив на параметри дуття при відхиленні верхнього, нижнього і загального перепадів тиску газу по висоті доменної печі від заданих значень, причому при зміні нижнього перепаду тиску газу додатково визначають знак зміни показників газодинамічного опору стовпа шихти і при збігу знаків збільшень обох показників змінюють вміст кисню в дутті на 1-3 %, а при розбіжності знаків збільшень змінюють витрату дуття на 2-6 % на кожен 0,1 ат зміни нижнього перепаду тиску в напрямку, 4 протилежному знаку зміни нижнього перепаду тиску [А.с. СССР №1158592, МКИ С 21 В 7/24, 1985, Бюллетень №20]. Недоліком відомого способу регулювання доменної плавки є те, що він не забезпечує підвищення рівня інтенсифікації доменної плавки, а, найголовніше, знижує ефективність використання атмосферного дуття при застосуванні додаткового кисню, що призводить до зниження вдування кількості азоту в піч (який є найкращим теплоносієм), крім цього даний спосіб складний в реалізації на доменній печі. В основу корисної моделі ставиться задача вдосконалення способу регулювання доменної плавки шляхом підвищення рівня її інтенсифікації атмосферним дуттям при узгодженій і послідовній зміні параметрів повітряних фурм, додаткового кисню і підвищеного тиску на колошнику доменної печі. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб ведення доменної плавки, який включає вплив на параметри дуття в залежності від зміни загального перепаду тиску газу по висоті доменної печі, має суттєві відмінності, які полягають в тому, що в процесі роздування доменної печі витрату атмосферного дуття збільшують до досягнення граничної величини загального перепаду тиску газу, після чого подальше збільшення витрати дуття до граничної його кількості, що визначається потужністю повітродувної машини, забезпечують збільшенням сумарного перетину повітряних фурм, потім поступово збільшують тиск колошникового газу і в останню чергу - вміст кисню в дутті до рівнів, що не допускають зменшення витрати дуття і сумарного перетину фурм, досягнутих до використання підвищеного тиску на колошнику печі і збагачення дуття киснем. Спосіб здійснюється таким чином. Використовуваний в даний час арсенал засобів підвищення продуктивності (П) доменних печей умовно може бути поділений на дві групи, одна з яких підвищує продуктивність за рахунок збільшення інтенсивності горіння коксу (JK), a інша - за рахунок зниження питомої витрати коксу (к). При цьому: П = Jk/к [Рамм А.Н. Современный доменный процессе. - М: Металлургия, 1980.304 с]. До першої групи належать, перш за все, збільшення витрати дуття, підвищення тиску газу в робочому об'ємі печей і збагачення дуття киснем; до другої - поліпшення якості коксу і сировинних матеріалів, нагрів дуття, застосування паливних домішок до дуття та ін. В умовах д доменної плавки вуглець ( Jc ) коксу окислюється, тобто згоряє тільки в кисні дуття ( J о ) і шихти ( Jш ). Звідси: о  Jк  115  Jc  115(0,75  Jo ) , , ,  д Jo  (Jо  Jш ) . о д де Jш - кількість кисню шихти, що витрачається в реакціях прямого відновлення, Jо  J д   , о 45 50 55 кількість кисню, що надходить в одиницю часу через повітряні фурми з дуттям, дорівнює добутку інтенсивності плавки по дуттю ( J д ) на вміст кисню в ньому (  ). Підвищення тиску колошникового газу призначено для збільшення витрати дуття, а збагачення дуття киснем - для підвищення вмісту кисню в ньому. Обидва ці напрямки інтенсифікації доменної плавки зупинили розвиток способу інтенсифікації доменної плавки шляхом збільшення витрати атмосферного дуття (повітря) за рахунок зменшення опору на виході повітродувної машини, шляхом збільшення сумарного перетину повітряних фурм на доменній печі. Чисельний виробничий досвід показав, що рівень інтенсивності горіння коксу на доменних печах, які працювали та працюють з тиском колошникового газу в межах 100-200 кПа і вмістом кисню в дутті до 30 %, нижче, ніж той, що мав місце в період передуючий широкому застосуванню інтенсифікаторів, коли доменні печі працювали на атмосферному дутті при нормальному тиску газу на колошнику в набагато гірших умовах по речовинному, хімічному і гранулометричному складу шихти, виходу шлаку, температурі дуття та ін. Зазначений негативний ефект пов'язаний з наступними обставинами: 1 UA 95239 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Підвищення тиску газу на колошнику шляхом введення додаткового штучного опору в газову мережу доменної печі призводить до скорочення витрати атмосферного дуття. Повернення останнього до вихідного рівня викликає збільшення загального перепаду тиску до величини більше початкової. 2. При збагаченні дуття киснем зниження об'єму утвореного газу, пов'язане зі скороченням вмісту в ньому азоту, повною мірою компенсується збільшенням об'єму газу через підвищення його температури і, у зв'язку з цим, не дає значного ефекту. 3. Обидва методи взаємно підсилюють негативний вплив кожного на газорозподіл у горні, скорочуючи розміри зон горіння і глибину проникнення газового потоку до центру горна. Для усунення цього змушено скорочується сумарний перетин повітряних фурм, через що додатково знижується інтенсивність плавки по дуттю і спаленому коксу. Інтенсивність плавки по дуттю, кисню дуття і коксу, що має місце на сучасних печах, може бути легко досягнута при роботі на атмосферному дутті з нормальним тиском колошникового газу. Для цього необхідно на сучасних печах збільшити діаметр фурм до рівня, що мав місце в період до застосування розглянутих інтенсифікаторів. У зв'язку з цим в способі, який заявляється, пропонується для підвищення рівня інтенсифікації доменної плавки та усунення зазначених недоліків правильно розставити пріоритети, тобто послідовність дій. Перед застосуванням підвищеного тиску і збагачення дуття киснем необхідно максимально використовувати атмосферне дуття до граничної його кількості, яка визначається потужністю повітродувної машини, що легко забезпечити збільшенням сумарного перетину повітряних фурм (кількість, діаметр), і тільки потім - покроково збільшувати тиск колошникового газу та вміст кисню в дутті до рівнів, що не допускають зменшення витрати атмосферного дуття і сумарного перетину фурм, досягнутих до використання підвищеного тиску на колошнику печі і збагачення дуття киснем. Приклад здійснення способу. На фіг. 1, як приклад, наведена газодинамічна характеристика компресора К-4250-1. У 3 доменну піч об'ємом 2000 м завантажують: залізну руду 5 кг/т, агломерат 1207 кг/т, обкотиші 401 кг/т, вапняк 36 кг/т. У піч подають атмосферне дуття, збагачене киснем до 25,2 %. Тиск газу на колошнику доменної печі Рк = 100 кПа. Продуктивність печі 2588 т/добу при питомій витраті коксу 532 кг/т чавуну. У вихідному положенні турбоповітродувна машина (ТПД) працює в точці 1 наведеної діаграми на фіг. 1. Компресор ТПД при числі обертів n = 2900 об/хв забезпечує 3 подачу в піч Qд = 2870 м /хв дуття при тиску Рд = 210 кПа. Політропний коефіцієнт корисної дії (к.к.д.) компресора залежить від опору мережі (сумарного перетину повітряних фурм і тиску на колошнику) та дорівнює  = 0,82. Загальний перепад статичного тиску газу в печі P = 110 кПа. Піч працює на фурмах діаметром 165 мм. Відкрито 20 з 24 фурм, встановлених на печі. Зупиняють піч. Відкривають усі фурми і встановлюють на печі фурми діаметром 190 мм. Піч задувають при нормальному тиску на колошнику і вмісті кисню 21 %. Збільшенням числа обертів до n = 2700 об/хв (точка 2, політропний к.к.д. машини 0,76), забезпечують подачу в піч 3 тієї ж кількості Qд = 2870 м /хв дуття при тиску Рд = 140 кПа і такому ж загальному перепаді 3 тиску в печі. Повітродувною машиною поступово доводять витрату дуття до Qд = 3200 м /хв дуття (n = 2900 об/хв, точка 3) при тиску Рд = 170 кПа і такому ж загальному перепаді тиску в печі, що в даному випадку може бути вже граничним за умовами газодинаміки доменної плавки. Поступово підвищуючи тиск газу на колошнику до 80 кПа (політропний к.к.д. машини зростає до 3 0,80), збільшуємо витрату дуття до Qд = 3300 м /хв дуття при тиску Рд = 220 кПа (точка 4) при загальному перепаді статичного тиску газу в печі P = 140 кПа, що забезпечує рівний хід доменної печі. Поступово збільшуючи концентрацію кисню в печі без зниження витрати дуття, вийшли на оптимальну концентрацію 23,6 %. Продуктивність печі виросла до 3300 т/добу при питомій витраті коксу 517 кг/т чавуну. Подальше збільшення тиску колошникового газу і концентрації кисню в дутті може бути недоцільно, так як може призвести до зростання перепаду тиску в печі, порушенню рівного її ходу і необхідності зменшення витрати дуття, що неприпустимо. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє удосконалити спосіб регулювання доменної плавки шляхом підвищення рівня її інтенсифікації атмосферним дуттям при узгодженій і послідовній зміні параметрів повітряних фурм, додаткового кисню і підвищеного тиску на колошнику доменної печі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Спосіб ведення доменної плавки, що включає вплив на параметри дуття в залежності від зміни загального перепаду тиску газу по висоті доменної печі, який відрізняється тим, що в процесі 2 UA 95239 U 5 роздування доменної печі витрату атмосферного дуття збільшують до досягнення граничної величини загального перепаду тиску газу, після чого подальше збільшення витрати дуття до граничної його кількості, що визначається потужністю повітродувної машини, забезпечують збільшенням сумарного перетину повітряних фурм, потім покроково збільшують тиск колошникового газу і в останню чергу - вміст кисню в дутті до рівнів, що не допускають зменшення витрати дуття і сумарного перетину фурм, досягнутих до використання підвищеного тиску на колошнику печі і збагачення дуття киснем. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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