Спосіб ведення доменної плавки

Реферат: Спосіб ведення доменної плавки включає зміну і регулювання параметрів дуття і колошникового газу. Підвищують витрату дуття, збільшуючи кількість обертів ротора компресора повітродувної машини в межах 2500-3500 об/хв., одночасно знижують в межах 0,90,7 значення політропного коефіцієнта корисної дії повітродувної машини за рахунок зменшення опору газової мережі доменної печі, шляхом збільшення сумарного перерізу повітряних фурм. Підвищують якість шихтових матеріалів, змінюють розподіл їх по радіусу та окружності колошника печі або зменшують тиск газу під колошником печі. UA 95557 U (12) UA 95557 U UA 95557 U 5 Корисна модель належить до галузі чорної металургії, а саме доменного виробництва, і може використовуватися для інтенсифікації доменної плавки. Відомий спосіб ведення доменної плавки, що включає зміну і регулювання параметрів дуття і колошникового газу, в якому в залежності від зміни параметрів дуття змінюють тиск газу під колошником за формулою: к  10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 q1   , 48  50  2 де Рк - тиск газу під колошником, ата; q - витрата дуття, м /хв•м перерізу колошника;  3 2 вміст кисню в дутті, д.од.; 48-50 - норма виходу колошникового газу, м /хв•м перерізу колошника; N2 - вміст азоту в колошниковому газі, д.од. [АС СРСР № 827545, МПК С21В 5/00, 1981, Бюллетень №17]. Недоліком відомого способу ведення доменної плавки є те, що він не враховує характеристики роботи повітродувної машини і тому не дозволяє здійснювати інтенсифікацію доменної плавки. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу ведення доменної плавки шляхом підвищення ефективності способу інтенсифікації доменної плавки дуттям при узгодженій зміні параметрів повітродувної машини, завантаження та якості шихтових матеріалів, а також тиску газу на колошнику. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб ведення доменної плавки, який включає зміну і регулювання параметрів дуття і колошникового газу, згідно з корисною моделлю, підвищують витрату дуття шляхом збільшення кількості обертів ротору компресора повітродувної машини в межах 2500-3500 об/хв., одночасно знижують в межах 0,9-0,7 значення політропного коефіцієнта корисної дії повітродувної машини за рахунок зменшення опору газової мережі доменної печі шляхом збільшення сумарного перерізу повітряних фурм, підвищують якість шихтових матеріалів, змінюють розподіл їх по радіусу та колу колошника печі або зменшують тиск газу під колошником доменної печі. Спосіб здійснюють наступним чином. У доменні печі різного об'єму дуття подають повітродувні машини різної продуктивності по дуттю. Витрату дуття регулюють зміною кількості обертів ротора компресора повітродувної машини в межах 2500-3500 об/хв. Одночасно контролюють зміну політропного коефіцієнта корисної дії повітродувної машини, що змінюється в діапазоні 0,7-0,9, який характеризує зміну опору газової мережі доменної печі. Знижувати політропний коефіцієнт корисної дії повітродувної машини і, отже, дозволяти турбоповітродувній машині (ТПД) збільшувати витрату дуття, тим самим інтенсифікуючи доменну піч, можна шляхом збільшення сумарного перерізу повітряних фурм, підвищенням якості шихтових матеріалів (покращуючи їх гранулометричний склад), зміною розподілу їх по радіусу (змінюючи цикли завантаження на двоконусних засипних апаратах або кут нахилу лотка у безконусному завантажувальному апараті) та окружності колошника печі або зменшенням тиску газу під колошником печі. Приклад здійснення способу. На кресленні наведена газодинамічна характеристика компресора К-4250-1. У вихідному положенні турбоповітродувна машина (ТПД) працює в точці 1 наведеної діаграми на фіг. 1. Компресор ТПД при числі обертів n = 3000 об/хв. забезпечує подачу в піч Qд 3 = 3170 м /хв. дуття при тиску Рд = 220 кПа. Споживана потужність N = 10,2 МВт. Політропний коефіцієнт корисної дії (к.к.д.) компресора, який залежить від опору мережі, дорівнює η = 0,80. Це може відповідати тиску колошникового газу в доменній печі Р к = 90 кПа при величині загального перепаду статичного тиску газу ΔΡ = 130 кПа, який може бути граничним за умови забезпечення рівного ходу печі. Можливі варіанти зміни газо-дуттєвого режиму плавки включають в себе п'ять напрямків: А підвищення тиску колошникового газу Рк при постійній кількості обертів ротора компресора n; В підвищення Рк при збільшенні n; С - збільшення n при постійному Рк; D - збільшення n при постійному тиску дуття і зниженні Рк; Ε - зниження Рк при постійному n. Реалізація напрямку А шляхом збільшення тиску газу на колошнику печі, наприклад, до 110 кПа, тягне за собою збільшення опору мережі (на діаграмі перехід в точку 2). При збереженні числа обертів ротора компресора 3000 об/хв. політропний к.к.д. машини зростає від 0,80 до 3 0,82, витрата дуття знижується до 3050 м /хв., а тиск дуття зростає до 230 кПа. Загальний перепад тиску газу в печі при цьому знижується до 120 кПа. Повернення витрати дуття до вихідного при збільшеному опорі мережі (напрям В) вимагає збільшення числа обертів ротора до 3100 об/хв. (точка 3 на діаграмі). Тиск дуття при цьому зростає до 250 кПа, тобто ще на 20 кПа при відповідному збільшенні (до 140 кПа) загального перепаду статичного тиску газу, тобто після підвищення тиску газу повернення витрати дуття до 3 1 2 UA 95557 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вхідного, відповідно до діаграми, викликає підвищення перепаду до 140 кПа проти вхідного 130 кПа. В цілому тиск дуття збільшився на 30 кПа при тій же витраті дуття, тобто по досягнутому результату ефективність інтенсифікації нульова при підвищенні на 1,3 МВт витрати енергії на компримування дуття. При цьому можна чекати початку тугого або канального ходу доменної печі із-за збільшеного перепаду тиску газу до 140 кПа проти 130 кПа. Якщо умови газодинаміки доменної печі, наприклад, при підвищенні якості шихтових матеріалів або зміні розподілу їх по радіусу і окружності колошника печі дозволяють збільшити перепад тиску від початкового (точка 1), то це може бути реалізовано відповідно до напрямку С простим збільшенням числа оборотів ротора компресора до приблизно 3100 об/хв. Витрата 3 дуття при цьому зростає до 3300 нм /хв. (точка 4) при меншому збільшенні тиску дуття однак при збільшенні перепаду. В даному випадку (порівняно з точкою 3) скорочується витрата енергії на компримування дуття, оскільки при тій же, що і в точці 3, споживаній потужності витрата дуття зростає. Даний напрямок, як видно, відповідає стандартному підвищенню витрати дуття при постійному Рк у разі, коли в цьому є необхідність і можливості. Напрямок D відповідає одночасному збільшенню числа обертів компресора і зниженню Р к, наприклад, до 70 кПа в порівнянні з вхідними умовами (точка 1). В даному випадку (точка 5) витрата дуття зростає в найбільшій мірі, тобто до приблизно 3450 нм/хв., при тій же, що і в точках 3 і 4 діаграми, споживаній потужності. Тиск дуття, при цьому, залишається постійним, проте перепад тиску зростає до 150 кПа, що може бути попереджено при одночасному збільшенні сумарного перерізу фурм, підвищенні міцності, поліпшенні ситового складу, а також вдосконаленні розподілу залізорудної сировини і палива на колошнику доменної печі. 3 Витрата дуття може бути збільшена до 3300 нм /хв., тобто до рівня, отриманого при збільшенні n до 3100 об/хв. в умовах сталості Рк і при постійному η за рахунок зниження Рк. Це відповідає напрямку Ε (точка 6). У цьому випадку при зниженні Рк, наприклад, до 70 кПа, одночасно знижується до 195 кПа тиск дуття при деякому збільшенні (~ до 125 кПа) загального перепаду тиску газу в печі. Виконаний аналіз газодинамічної характеристики компресора ТПД показує, що при підвищенні тиску колошникового газу в умовах роботи печі з граничною величиною загального перепаду тиску газу витрата дуття, що подається повітродувкою в доменну піч при постійному п, скорочується. У граничному (кращому) випадку вона може бути збережена при істотному збільшенні n і, отже, витрачанні енергоресурсів на забезпечення печі дуттям. Збільшення витрати дуття завжди супроводжується підвищенням його тиску на вході в систему, куди воно подається (перепаду тиску по шляху потоку), іншими словами - сили, під впливом якої фізичне тіло - дуття переміщається в цій системі, долаючи різноманітні опори. Одним з таких опорів в системі повітродувка - доменна піч - газоочищення є дросельна група, призначена для підвищення тиску колошникового газу. При постійній силі (тиску на вході) чим більше опір, тим менше витрата дуття, тобто підвищення тиску колошникового газу впливає на процес аналогічно зниженню міцності і погіршенню ситового складу сировини і палива, зменшенню кількості та діаметру фурм і т.п. З урахуванням того, що будь-яке підвищення витрати дуття завжди здійснюється за рахунок підвищення його тиску на вході (на ТПД або на фурмах, що при постійному тиску на виході підвищує перепад тиску, який може бути граничним і обмежувати подачу дуття в піч), то тиск на вході необхідно знижувати. Досягається це збільшенням сумарного перерізу, кількості або діаметра повітряних фурм, що підвищує газопроникність стовпа матеріалів в печі, додатково знижуючи газодинамічний опір системи, на яку працює турбоповітродувна машина. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє підвищувати ефективність способу інтенсифікації доменної плавки дуттям при узгодженій зміні параметрів повітродувної машини, завантаження і якості шихтових матеріалів, а також тиску газу на колошнику. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб ведення доменної плавки, що включає зміну і регулювання параметрів дуття і колошникового газу, який відрізняється тим, що підвищують витрату дуття шляхом збільшення кількості обертів ротора компресора повітродувної машини в межах 2500-3500 об/хв., одночасно знижують в межах 0,9-0,7 значення політропного коефіцієнта корисної дії повітродувної машини за рахунок зменшення опору газової мережі доменної печі шляхом збільшення сумарного перерізу повітряних фурм, підвищують якість шихтових матеріалів, змінюють розподіл їх по радіусу та окружності колошника печі або зменшують тиск газу під колошником печі. 2 UA 95557 U Комп’ютерна верстка С. Чулій 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