Способ ведения доменной плавки

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для управления доменной плавкой. Целью изобретения является ,снижение колебаний нагрева доменной печи и улучшение ее технико-экономических показателей. Для достижения цели контролируют отношение скорости схода шихты к расходу кислорода дутья и при его отклонении от заданного уровня на каждый 1% уменьшают прямо пропорционально расход кокса на 1,21 ,3% и расход природного газа на 3I2% от исходного уровня. Приращения природного газа ограничивают величиной 15-37%, а время изменения расход да - величиной 0,4-0,6 времени пребывания шихты в печи. I з.п. ф-лы, W I табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (584 С 21 В 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVI4 (2!) 3895399/22-02 (22) 13.05.85 (46) 23.11 86. Бюл. В 43 (71) Новолипецкий ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции металлургический комбинат им. Ю.В.Андропова (72) В.В,Капорулин, В.И.Козодеров, Г.И.Урбанович, А.П.Пухов, Б.Ф.Чернобривец, В.А.Завидонский и В.А.Губин (53) 669.162.267.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 390579, кл. С 21 В 3/00, !973. Заявка Японии Р 57-40248, кл. С 21 В 5/00, опублик. 20.09.83. (54) СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ (57) Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к

„.SU 1271876 А1 доменному производству, и может быть использовано для управления доменнои плавкой. Целью изобретения является ,снижение колебаний нагрева доменной печи и улучшение ее технико-экономических показателей. Для достижения цели контролируют отношение скорости схода шихты к расходу кислорода дутья и при его отклонении от заданного уровня на каждый IX уменьшают прямо пропорционально расход кокса на I 2I 33 и расход природного газа на 312Х от исходного уровня. Приращения природного газа ограничивают величиной 15-373, а время изменения расхода — величиной 0,4-0,6 времени пре- g бывания шихты в печи. I з.п. ф-лы, ! табл.

12718

Изобретение относится к черной металлургии, преимущественно к способам управления доменной плавкой.

Цель изобретения — снижение колебаний нагрева печи и улучшение техни- $ ко-зкономических показателей ее работы 0

- Выбор отношения скорости схода шихты к расходу кислорода дутья в качестве показателя, характеризующего тепловое состояние. печи, основывается на том, что практически любое возмущение, влияющее на теплопроводность процесса приводит к из" менению количества вюстита, вос1$ станавливаемого прямым путем, и, следовательно „количества кислорода шихты и дутья, участвующих в гази фикации углерода. . Таким образом, существует связь между изменением теплопотребности нижней части печи и изменением количества дутья, требуемого на газификацию углерода. Эта связь может быть формализована с помощью ряда

1 стехиометрических и статистических соотношений, Количество кислорода, участвующего в газификации кокса, определяется выражением

ЗО

Опк = 0A ОД (")+ О, м 1 (1)

2 2. 2 г . где Π†.количество кислорода дутья, *

2 . мФ1 од(пг)

3$ — количество кислорода дутья, г расходуемого на окисление углерода природного газа, 3 ° м

0 - количество кислорода прямого восстановления жепеза (кислорода шихты, . участвующего в газификации углерода кокса), м .

Для углерода кокса, газифицнруемо4$ го кислородом дутья и шихты, принята на основе многочисленных балансов углерода и кислорода равной 0,85 С„, где С - количество углерода кокса, кг

С учетом стехиометрического соотношения углерода кислород в реакции

С + 1/2 О,-- СС2, по которому — =1,0714 кг/м, выражение (1 )

° ° г .будет -иметь вид

76

0 7934 ск о од — — - + +. (2) г о> од

2 2.

При выражении величин С„ в мг/мин и Ог в м /мин уравнение (2) связывает отношение скорости газификации углерода кокса, которая пропорциональна скорости схода шихты к минутному расходу количества кислорода дутья. с расходами кислорода дутья, окисления углерода природного газа и кислорода прямого восстановления, отнесенными к расходу кислорода дутья.

При использовании измеряемых на практике величин, а также с уче том тесной статистической зависимости между

0k и степенью прямого восстановления х иэ выражения (2) имеет вид

Щ Му

808 97п.г. 1- — -в-- + рд%0, „x g

+ (0,00722 х2 — 0,0289), где ящ — скорость схода шихты, мlмин

V - расход .дутья, мз/мин, %0 — содержание кислорода в

2 дутье, %;

Чпq- расход природного, газа тыс, м /ч;

Х1 - степень прямого восстановления, %;

e(- коэффициент, учитывающий геометрические размеры печи: о1 29411 9п; где 0„ — диаметр колошника, м; коэффициент, учитывающий рудную нагрузку (P/К), отношение объема подачи к объему кокса в ней и долю окатьппей в шихте (Ок). При насыпных массах кокса. 0,5 т/мп, агломерата

1,7 т/м и окатышей 2,1 т/мп .

I + P/Ê (0,294 — 0,054 Ок).

Уравнение (3) справедливо для условий любой доменной печи при постоянных температуре и влажности дутья.

При постоянном отношении природ Ъг. ный гаэ —. кислород дутья — — - отVA/02

M(g ношение — — — связано со следующей

7д %02 зависимостью:

l 27 l 876 кг т чугуна (8) м т чугуна.

829, 3 — — — -- III

o(W ч -Xo, (9) Ь вЂ” — — = О, 00722 Ь zg

ЫР ЧА О (4) Таким образом, отношение скорости схода шихты к расходу кислорода S

Wg дутья (6 †) при постоянном отд % ношении природный гаэ — кислород дутья позволяет оперативно оценивать, изменения теплопотребности низа печи.

На основе многочисленных практических данных установлены следующие зависимости между изменениями степени прямого восстановления, удельно- 15 го расхода кокса и удельного расхода природного газа:

+ iOX z, + 42 кг/т К;

+ 60 мЗ/т ПГ- - + IOXz< (рег) 20 или 4,2 Ь к (X) r (кг/т) . (5) О, 167 и ПГ (м /т) -ах (per) (7), (6)

2S где 4я - изменение степени прямого восстановления в абсолютных процентах;

4К " изменение расхода кокса,! кг на т чугуна;

4Пà — изменение расхода при30 родного газа, м /т чугун на.

Условия компенсации колебаний нагрева выражены объединением формулы {4) и связей (5) и (6) через конт-Ы

111 ролируемый показатель Ь -« — и реч„702 гулирующие параметры л К и и ПГ:

Ф V 0

138 5 — — — — az X (7)

v Xo

А 2

581,9 — — — — - AK с1 Чы чд Хо

Количественная взаимосвязь контролируемых и регулирующих параметров показана в таблице, в которой абсо-. лютные и относительные изменения параметров определены для реальных доменных печей при z<= IOX и неизменном расходе .кислорода дутья на каждой доменной печи.

Путем обработки данных таблицы получают зависимости регулирующих воздействий при отклонении отношения скорости схода шихты к расходу кислорода дутья на каждый 17 от заданного уровня:

dK = 0,27 + 0,00225 К, или при К = 400-500 кг/т

ЛК = i 2:1,3Х, (10) где ЬК вЂ” изменение расхода кокса

V на каждый IX отклонения л- — -—

Ч 02 от заданного уровня, 7; К вЂ” удельный кг расход кокса, т чугуна

ЯПГ = 15 - 0,06 ПГ, или при удельном расходе природного

rasa

ПГ = 50-200 м /т ЬПГ(3-12)X где hIIr — изменение расхода природного газа на каждый 1Х отклонения

W от заданного нормального

А уровня, 7; Пà — удельный расход прим родного газа на печь, — — — -- т чугуна

Максимально допустимое изменение расхода природного газа аПГв определено с учетом допустимых отклонений теоретической температуры горения от уровня 2150 Ñ и выражено зависимостью йПГ(р = 45 — О, i 5 IIr, (12) где ПГп — максимально допустимое изменение расхода природного газа, 7., или AIII = 15-377 (при ПГ = 50

200 м /т), Изменение расхода природного газа при регулировании ограничено периодом 0,4 — 0,6 времени пребывания шихты в течение этого времени шихта с измененной рудной нагрузкой приходит в зону, где начинает проявляться это изменение.

Способ может быть реализован с помощью известных технических средств: скорость схода шихты непосредственно измеряют, например, применяя эондовую лебедку, которая имеет дистанционную передачу вращения барабана при помощи сельсинов. Сельсин-приемник соединяется с поворотным датчи127)876 кг

430 т чугуна природного газа, Р

154

1,0

15 шлак, т

Коксовая подача, т

Расход дутья, м /мин

Содержание кислорода в дутье, Х

Расход природного газа, и /ч

Температура дутья, С

Влажность дутья, г/м

Удельный расход кокса, 5300

45000

1150

12

S ком, выход которого представлен в форме 600 импульсов на один оборот датчика и поступает на входы специального блока обработки и управления, функции которого может выполнить

5 микропроцессор, В этот блок обработки и управления (БОУ} дополнительно поступает также информация о следующих параметрах плавки, расход дутья и содержание кислорода в нем, рас- 10 ход природного газа. В него вводят вручную: удельные расходы кокса и природного газа, задание величины отношения природный газ - кислород дутья и заданный уровень отношения f5 скорости схода шихты к расходу кислорода в дутье, БОУ поддерживает заданное отно. шение природный газ - кислород дутья, вычисляет среднюю скорость схода 20 шихты, расход кислорода дутья и их отношение, сравнивает его с заданным уровнем этого отношения. В случае отклонения этого отношения от заданного уровня БОУ либо в автомати- 25 ческом режиме изменяет расход кокса и расход природного rasa, либо выдает рекомендации на их изменение.

Пример, Способ реализуется 30 на доменной печи объемом 3200 м", которая выплавляет предельный чугун из шихты, состоящей из агломерата, окатышей и конверторного шлака, используемого в качестве флюса.

Нормальный уровень технологических параметров плавки характеризуется величинами

Рудная нагрузка 4 0

Рудная подача, т 60 в том числе: агломерат, т, 40 окатыши, т 20

Конверторный т чугуна

Скорость схода шихты, см/мин 14,5

Устройство реапизующее способ, в темпе с процессом определяет изменение отношения скорости схода шихты к расходу кислорода в дутье. Для нормального заданного уровня это отно-: шение равно 0,0085 см/мин м /мин.

Например, обнаружено, что расход дутья увеличился с 5300 до

5350 м /мин, а скорость схода шихты

3 от 14,5 до 15,5 см/мин, т.е. отношение скорости схода шихты к расходу кислорода дутья увеличилось с

0,0085 до 0,0091 см/мин.м /мин или на 7Х при постоянстве остальных технологических параметров.

В соответствии с последовательностью действий, необходимо увеличить расход кокса на 8,7Х., т,е. на

1,3 т/подачу, а расход природного газа на 21,9Х, т.е. увеличить с учетом поддержания заданного соотношения природный газ — кислород в дутье увеличить значения до 54855 мэ /ч на период 0,5 времени пребывания шихты (для данной печи это время составляет 5 ч), т.е, на период в 2,5 ч.

В случае, если отношение скорости схода шихты к расходу кислорода дутья отклоняется от заданного уровня не более чем на «+ 1,5Х, то регулирующие воздействия не производятся.

Экономическая эффективность применения изобретения определяется снижением колебаний нагрева доменной печи и возможностью уменьшения среднего содержания кремния в чугуне: снижение кремния в чугуне на 0,1Х уменьшает на 1,2Х удельный расход кокса и увеличивает на 1 2Х производительность печи.

Формула изобретения

1, Способ ведения доменной плавки, включающий контроль скорости схода шихты, расхода природного газа и кислорода дутья, определение их отклонения от заданного уровня, поддержание заданного отношения расходов киспоро7 127187 да дутья и природного газа и изменение расхода кокса и природного газа, отличающийся тем, что, с целью снижения колебаний нагрева печи и улучшения технико-экономических показателей ее работы, при отклонении отношения скорости схода шихты к расходу кислорода дутья от заданного уровня на каадый )Х изменяют

)О

Показатели

Исходные значения

)167323 1567312 )654369 2435525!

)67323

2,070

2,028

2,029

2,139

2,111 мЗ/мин

3200

) 750

3 200

1 750

5300

Х 0

К, кг/т чугуна

28

ЗЗ

450

470

480

480

440

4800

5500

10200

)4300

9600

109

168

ll4

148

154

10

45

2200

l 900

4000

4200

7000

Ч„ в, т/подачу.

l 1,5

10,0

21,7

32,5

21,3

W» м/мин .Абсолютные изменения

0,092

0,140

0,092

0,140

О,!45 а W м/мин

0,006

0,006

0,010

0,010

0,0! l,а2d., абс.Х

l0!

10

10

АФПГ, м /т чугуна

60

60

МЧИ, тыс. м /ч

4К, кг/т чугуна

5,50

4,75

l 7;5

10,0

10,5

42

42

420

910

895!

365

Относительные изменения

К,кг/подачу

ПГ, м /т чугуна и г, ° ™. ì /ч

П ., т/сут

6К юв,.кг/подачу 485

8 прямо пропорционально расход кокса на 1,2-1,3Х и расход природного газа на 3-12Х от исходного уровня, 2. Способ по п.!, о т л и ч а юшийся тем, что приращение расхода природного газа ограничивают величиной 15-37Х а время изменения расхода - величиной 0,4-0,6 времени пребывания шихты в печи.

1271876

Продолжение таблицы

Значения показателей при обьеме печей,-мПоказатели

1000 1070 2000 2000

3200

7,6 дЧ,„ / Ч,р Х

6,5

7,1

7,1

6 5

41

6М п,г./11 л.г., Х 55

9,6

9,4

9,0

8,8

8,8 дк/к, Х

36

53 дПГ/п.r., Х 55

9,6

9,4

9,0

8 8

8,8

5,1

5,8 Ч кг/и. r.;4Ì„,/ׄ, 8,5

5 1

8 2 .дк/к: дЧв/M„ l в35

1,26

1,33

l,28

l 3$

Составитель И,Курунов

Техред А Кравчук

Редактор Н.Яцола

Корректор М.Самборская

Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ,Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6309/25

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул, Проектная,4