Способ регулирования подачи восстановительного газа в доменную печь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик и и1004473 (61) Дополнительное к авт; свид-ву. (22) Заявлено 21. 01. 80 (21) 2874545/22-02 с присоединением заявни Йо (23) Приоритет

Опубликовано 150383. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 15.03.83 (И)М Кп з

С 21 В 5/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (%33 УЙК 669.162.

° 263 ° 2 (088.8) с, ким ь» *м j

Научно-исследовательский и опытно-конструкторскйй институт автоматизации черной металлургии (71) За.1витель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО

ГАЗА В ДОИЕННУ10 ПЕЧЬ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к регулированию технологического процесса выплавки чугуна в доменных печах.

Известны способы регулирования подачи восстановительного газа в доменную печь, в соответствии с .которыми количество газа. определяется параметрами комбинированного дутья.

Например, на Челябинском металлургическом заводе подачу природного газа регулируют таким образом, что отношение его расхода к расходу кислорода подцерживают в пределах 1,2-1,3(jJ.

Приведенные способы недостаточно эффективны, так как не учитывают степень использования восстанови" тельного газа в печи и количество замененного углерода кокса. При подаче природного газа в доменные печи завода им. Дзержинского степень использования водорода колеблется в йределах 0,25-0,50, вызывая изменение коэффициента замены кокса природным газом 0,607-1,02 кг/м . Вследствие этого. колеблется эффективность применения природного газа, тепловое состояние печи и химсостав чугуна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ регулирования подачи природного газа в шахтную печь. В соответствии с этим способом количество восстановитеу.ного газа поддерживают на экстремальном уровне, соответствукидем максимуму снижения расхода условного кокса. При этом расход условного кокса

10 равен количеству кокса, которое заменяется восстановительным газом, минус расход условного кокса, эквивалентного затратам.на восстановительный газ и кислород 21.

Однако этот способ также недостаточно эффективен, так как не учитывает влияние степени использования восстановительного газа в печи на ,количество заменяемого углерода кок2О са и, следовательно, на тепловое состояние процесса.

Цель изобретения - повывение эф фективности подачи восстановительного газа в доменную печь и-улучшение качества чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что количество восстановительного газа поддерживают на экстремальном уровне, соответствующем максимуму экономии условного кокса, по данным измерений расхода и состава комби1004 4 73 нированного дутья, химсостава колошникового газа определяют замену углерода кокса восстановительным газом и его отклонение от предыдущего значения и при наличии Ьтклонения изменяют рудную нагрузку на кокс.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

При подаче в доменную печь восста новительного газа измеря т состав (p,g) и количество Чэг восстановительного газа, количество дутья V и кислорода Vo, влажность дутья Л количество подач загружаемых в печь материалов, состав колсшникового газа (СО,СО, Н ). По. усредненным значениям измеренных параметров за время с .в пределах 10-60 мин, вычисляют количество углерода кокса, Э, которое заменяется восстановительным газом (3021 Мсо Ф 2580МзЗЧэг t (1) с,866(2 4+3021 )со и экономию условного кокса от применения комбинированного дутья

3021Исо + 2580ДИ н

1, 866 С (1254+3021 / AT Sf у- "ьг" о о (2)

I где р, " соответственно количество водорода и окиси углерода, образующихся в доменной печи из 1 м восстанонительного газа, — степень использования воИао <о дорода и окиси углерода, доли единицы, С - содержание углерода в кок.

К се, доли единицы, K,К - коэффициенты эквивалентности природного газа и кислорода коксу, соответственно, 3021 - количество тепла, выделяемого при окислении СО

B СО, ккал/м

2580 - количество тепла, выделяемого при окислении Н

B Н О, kRcW/N

3.

1 866 =--! —

22 4

12

22,4 - число Авагадро, 12 - молекулярный вес углерода, 1254 - количество тепла, выделяемого при окислении С в

СО, ккал/м .

Шагами через время с по 5«20% от установившегося расхода восстановительного газа изменяют его количество до экстремального значения, соответствующего максимуму экономии условного кокса, и поддерживают расход восстановительного газа на экстремальном уровне.

Определяют изменение количества углерода кокса, заменяемого восстановительным газом, по сравнению с предыдущим периодом усреднения

ЬЭС = Э (t) - Э (-1) .

Изменяют массу коксовой колоши на

ЛЯг величину h k

С ° и где n —, количестно подач шихтовых материалов и топлива, загружаемых в доменную печь при нормальной работе за время с. Если ) Ц с 100 кг/подачу, то изменяют массу коксовой колоши на

100 кг в следующем количестве подач

ЬЭс п

С ° 100 к

П р и .м е р. Доменная печь полезным объемом 1754 м завода им. Дзержинского выплавляет передельный чугун. В печь вдувается 3670 м /мин дутья, обогащенного кислородом, 67,6 м /мин кислорода и 123,3 м /мин природного газа и загружается 10.подач шихтовых материалов и кокса эа

60 мин.

Природный газ имеет химсостав: — 2,06; Д = 1,077.

30 B таблице приведены значеьй я измеренных параметров, вычисленных показателей и выполненные операции по поиску оптимума расхода природного газа и стабилизации теплового состо35 яния.

Поиск экстремального значения расхода природного газа ведут увеличением расхода природного газа шагами по 16,00 м /мин через каждые 60 мин °

40 С первого до третьего шага с увеличением количестна природного газа экономия условного кокса увеличивается, поэтому расход природного газа также увеличивают. На четвертом ша4 гу после увеличения количества природного газа зкономия условного кокса снижается по сравнению с предыдущим значением на 12,58 кг/мин. Поэтому на пятом шагу поиска расход природного газа снижают, и это позволяет получить максимум экономии условного кокса. Таким образом, в прине денных условиях расход природного газа

173,3 лР/мин является экстремальным, сортветствующим максимуму экономии

ЗЭ усЛовного кокса.

При поиске оптимума расхода природного газа определяют количество углерода кокса, которое заменяется природным газом. После первого шага

60 увеличения расхода природного газа количество замененного углерода кокса увеличивается, и принимаются меры по снижению массы коксовой колоши в среднем на 123 кг. Аналогичные снижения массы кокса в подаче произ1004473 водят после второго и третьего шага увеличения расхода природного газа.

После четвертого шага расхода природного газа количество замененного углерода кокса снижается. Поэтому для стабилизации теплового состояния печи в двух подачах добавля-, ется по 100 кг кокса.

После пятого шага с уменьшением расхода природного газа количество замененного углерода кокса возрастает, поэтому в двух подачах снижают массу коксовой колоши на 100 кг.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить эффективность восстановительного газа, снизить расход кокса на 0,5В, соответственно увеличить производительность и улучшить качество чугуна. Ожидаемый эко номический эффект от внедрения способа составляет:

0,5 ((0666ОО 44+ ЮЬЬЬОО.g,71)

= 1 М116 руБ. где 0,5 - снижение удельного

S расхода кокса и увеличение производи- . тельности после внедрения.способа, Ф;

510 - удельный расход кок10 са, кг/т чугуна;

1066600 - годовая производительность доменной печи, т, 44 - стоимость кокса, 15 руб/т;

2,71 - условно-постоянные расходы на. передельный чугун, руб/т. дополнительная эффективность по2п .лучается за счет стабилизации соста ва чугуна..

1004473! о ф И

0 ах4 нох

>ГВ 4Ч и 0 г4 >э ео й-33 5 фо ф> ф

4)tX ф оа

)" .н ф

Мо

«)) Й о

« о а 7«ч

*04

« о

0< ах 4. но х ",д и 0%4:4 ф0

Рй хх6

1 ф

)1 1 оао

):Ио

Ф

ttI I« 5

1 1, I

i) I ф

4 фх

0. хо оо

Х «4! .В4 а

I»

I >

>с й.!

g I«)

I«) Х ь Ф

Ч>

СЧ

СЧ с

СЧ

1

I !

1

I !

«Ct

«Ч

% М

СЧ

% 4

° «>

СЧ

Ch

%)> о г4

СГЪ, СЧ

%О

%О

« о

00 ь

%)>

С»

«С«

«СЪ ч

Ю

«»

«»

Itl

CI

Ю

СО о

° .4

4О

%О .

СО с

C«%

С Ъ

%CI

СЧ с

%Ч

«СЪ

С>Ъ

«Ч с

СГЪ

%О

О\ о с

4«Ъ

4>Ъ ь с

С>Ъ

%О

СГЪ

Ф

«О

%О CI с

4«Ъ

«» о

«с« с

«lI

ОЪ

CO с

° «>

СЧ

СО с

«

%"4

« с

«»

D

«» с

«»

%-4

СГЪ

%О с

«»

° 4

Щ>

СГЪ

СГЪ

%4

СГЪ с

СГ!

СЧ

%" «

С>Ъ

СЧ

Ю

%.4 с

СГЪ

С>4 о .Ч с

С Ъ

«Ч о

СГЪ с

СГ)

СЧ

I

1 I

l

1

1

1 ь

4 о н

4> ф м ж

«t!

Ф

Ф

Е х

0»

С3 о

«»

%О

СГ\ о

1О

ГГ) о

t»

Ю

СГЪ о

«»

%О.

СГЪ ь с

% 4 о

% 4

«О с! »

Ю о с

МЭ

«»

Г>Ъ, с Ф

0Ú

С>Ъ E

4%Ъ

СЧ

%-4

4"Ъ с

С>Ъ

« с

С Ъ с

С Ъ

С»

D с о

ОЪ

I

I о м

Х К ЬЪ

0фО

Жй)»

<4!

t 1 о о I

«„" I 1 W I I

I фОМ I

Х 40!" О I ф I м!. н

gpg а О 0 I

e! фМ «C I

4 I Н М.О Х

>> I >>Ф4% 1

Х.I В П он I

> ».

1 о

110 I Ф I ! оф

1 . I I

1 - ф I

1 с I ! о

I и4 I щ х

\ ! с

1 у4

I М4

l ««Ъ Х

% Г= — —.— — >

0 I

0 1 «4ЬР 1 ф I м 1

И1 . I

Πà — — — > а 1 I

) I 1

1 СьР )

g 1 U

4 I ф t 1

3 с ° а 1 PPdII ! ф I 1

П l

1 I I I ф) МН

О, I 1

) %, I

1,%>» t

O) I 4 1

Ж I

à — — — I

I 0! 1

l М 1

1 - 3 I

I С)с » I

) I4> I

l Я

> >

) Р

I

) %> !

l >

М 1

1,%> 1

1 Е 1

>. I

1 1 .I I Х! 1

Моф фф I фофн>

Нехотя

1

1

1

I, I

I

1.

I

I

t !

1

I (1

1

1

I

I

I

I

l

I ..

1

I

1

1

I

I

I

)

)

I

I

I

I !

1004473

Формула изобретения

Составитель Б. Раковский

Редактор Т. Парфенова Техред Т.Фанта Коррек тор Е ° Рошко

Заказ 1802/35 Тнрахс 566 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ регулирования подачи восстановительного газа в доменную печь, включающий изменение расхода восстановительного газа с интервалами времени между ними и последующим изменением расхода условного топлива по содержанию Я в чугуне, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения максимального коэффициента замены углерода кокса на плавку, рас-. ход восстановительного газа и кокса изменяют по показателю коэффициента замены углерода кокса согласно следующей зависимости: 35

/) +2580 ф"Н ) Vâò с

Э-I

1,866(1254 + 3021 . ) со где Э - экономия углерода кокса", 1

- степень использования водорода и окиси углерода, доли единицы, фф- количество водорода и окиси углерода, образующихся в печи иэ 1 м восстановительного газа, количество подаваемого ь в печь восстановительного газа, м /мин, время усреднения результатов измерений, мин, 3021 — количество тепла, выделяемого при окислении

СО и СО, ккал/м3, 2580 — количество тепла, выделяемого при окислении

Н,2 в Н О, ккал/м .

1 866

22 4

12 где 22,4 - число Авагадро

12 — молекулярный вес углерода, 1254 - количество тепла, выделяемого при окислении С в СО, ккал/м .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Отчет о научно-исследовательской работе НИР Б 147 635. Челябинс- кий металлургический завод. 1975.

2. Тихомиров E.Н. Комбинированное дутье доменных печей. М., Стройиздат. 1974, с. 69, рис. 31.