Способ контроля состояния футеровки фосфорной рудно- термической печи

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (ц 4 С 22 В 4/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITVM г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>. Р .: (21) 3980837/23-02 (22) 26.11.85 (46) 15.01.88. Бюл. и- 2 (71) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промьппленности (72) П.Б.Гуральник, И.К.Беликова, M.Ï.Арлиевскик, M.È.Лифсон, Е.А.Селицкий и К.А.Ким (53) 621.365.32(088.8) (56) Смоляренко В.Д. Математическое моделирование и расчет дуговых и плазменных сталеплавильных печей.

М., 1983, с, 19-20.

Авторское свидетельство СССР

9 1046679, кл. G 01 N 33/38, 1982 ° (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ФУТЕРОВКИ ФОСФОРНОЙ РУДНО-ТЕРМИЧЕСКОЙ

ПЕЧИ (57) Изобретение относится к способу контроля состояния футеровки рудно-термической печи, а именно к контролю за состоянием футеровки в зонах ее активного разрушения.

„„SU„„1366544 А1

Целью изобретения является повьппение точности контроля износа футеровки печи в промьппленных условиях.

Способ контроля состояния футеровки фосфорной рудно-термической печи включает определение расхода активной электроэнергии за определенный (выбраниый) период работы печи, определение средней величины рабочей мощности печи, по величине которой определяют оптимальное содержание пятиокиси фосфора в шлаковом расплаве по формуле: С = К : Р, где С— оптимальное содержание пятиокиси фосфора в шлаковом расплаве; P— средняя велйчина рабочей мощности печи, МВт/ч, а К и n — эмпирические коэффициенты, зависящие от типоразмера рудно-термической печи. Затем определяют удельный износ футеровки по графику функции (1 = f(P,Ñ) и с учетом выбранного периода определяют фактический износ футеровки печи. Относительная погрешность способа составляет не более 27.. 2 ил.

Изобретение относится к способу контроля состояния футеровки руднотермической печи, а именно к контролю за состоянием футеровки в зонах ее активного разрушения.

Цель изобретения — повышение точности контроля износа футеровки печи в промышленных условиях.

Способ контроля состояния футеровки фосфорной радиотермической печи включает определение расхода активной электроэнергии за определенный (выбранный) период работы печи.

Определяют среднюю величину рабочей мощности печи, по величине которой определяют оптимальное содержание пятиокиси фосфора в шлаковом расплаве по формуле

С вЂ” KP где С вЂ” оптимальное содержание пятиокиси фосфора в шлаковом расплаве;

P — средняя величина рабочей мощности печи, ИВт/ч;

К и n — эмпирические коэффициенты, зависящие от типоразмера рудно-термической печи, затем определяют. износ футеровки печи по графику функции U = f(P,С), г/см футеровки.

Наблюдения за характером разрушения углеродистых блоков промьппленных печных агрегатов показали, что процесс разрушения определяется в основном химическим взаимодействием, шлаковых расплавов с углеродом блоков.

Электрические параметры работы печи характеризуют энергетический (тепловой) режим плавки, а содержа-. ние пятиокиси фосфора в расплаве позволяет судить о химическом взаимодействии. Определение содержания .

Р О осуществляют исходя из конкретной реакции взаимодействия огнеупора с расплавом.

Так, в случае фосфатного расплава используют реакцию:

3Ca().Р О +6С = ЗСаО + P + 5CO (1)

Исходя из этой реакции, контролируют фосфатный расплав по содержанию Р О . В реальных условиях рабо366544 2 ты фосфорных рудно-термических печей рабочая мощность и содержание

РпО в шлаковом расплаве по различным причинам колеблются в широких пределах. Так, например, рабочая мощность фосфорной печи РКЗ-48ФИ2 колеблется в пределах 15-45 МВт, а печей РКЗ-72Ф и РКЗ-80ФИ в пределах

20-70 МВт. В зависимости от сложившегося электротехнологического режима содержание Р О в шлаке составляет от 0 5 до 3,07., а иногда и более.

1r При моделировании процесса .плавки с целью приближения к реальным условиям содержание P О > в шлаке прогнозируется на основании зависимости, имеющей вид:

С= KP" (2) где С вЂ” прогнозируемое содержание

Р О в сливаемом шлаке;

25 P — средняя рабочая мощность печи, МВт/ч за выбранный период работы печи;

К и n — электрические коэффициенты, зависящие от типораз30 мера печи, так для печи

РКЗ 48 ФМ2 К = 0 09ь

= 0,69; для печей РКЗ вЂ,72Ф и PK3 - ЯОФИ К = 0,3, п =

0,39.

Далее известным способом на известной модели определяют удельный износ футеровки в зависимости от температуры сливаемого шлака и содержания в нем Р О .

40 Для перехода к реальным услови ям на известной модели отработали не только оптимальные параметры процесса при одной и той.же мощности, но и при различном содержании Р О в шлаке.

На фиг ° 1 показана схема лабораторной установки для моделирования процесса плавки в рудно-термической печи; на фиг.2 и 3 — зависимости

50 расхода футеровки, BbHIQJIHeHHQH cooT ветственно из угольного блока и графита СГИ, от количества потребляемой электроэнергии при различном содержании Р О в шлаке.

Эта зависимость, построенная по известной модели, позволяет определить фактический износ футеровки рудно-термической печи. График представляет собой функцию

1366544 (3) Ра

40 где Р, и Р а - соответственно предыдущая и последующие показания счетчика.

Потребление активной энергии можно определить и по формуле (4) P=P.МК где Ра — среднечасовая мощность печи за выбранный период;

К. — коэффж1иент использования ремени работы печи.

Предположим, что Р „ и С„ соответственно составляют 173 МВт (где

1,7% Р20 в шлаке). По графику 2 для соответствующих значений определяем износ футеровки. В данном случае он равен 0,25 г/см футеровки. Ана2 логичным образом Йожно определить

U = Z (P, C), в где U — - износ футеровки, г/см Ауте2 ровки;

P — - средняя величина рабочей 5 мощности печи, МВт/ч;

С вЂ” прогнозируемое оптимальное содержание Р О в сливаемом шлаке расплава.

Графики, приведенные на фиг.2 и

3, являются достоверными для печей различной мощности, так как оптимальные значения содержания Р О в шлаке укладываются в возможный диапа15 зон отклонений, не снижая точности определения износа футеровки.

Для определения фактического износа футеровки за выбранный промежуток времени определяют потребление

20 электроэнергии за зто время (по счетчику активной электроэнергии) или среднечасовую мощность печи за этот же промежуток времени (смена, сутки, месяц и т.д.). Усредняют анализы б содержания Р,О в сливаемом шлаке за этот промежуток или находят оптимальное содержание Р О в шлаке за этот период по формуле (2).

Пусть, например, время работы печи — сутки. Содержание Р О в шлаке быпо,%: 1,2; 1,4; 2,0; 1,8; 1,1;

2,2; 2,5; 1,5, т.е. среднее значение 1,7% Р 0

Потребление активной энергии мож35 но определить по счетчику активной энергии по Аормуле износ футеровки за неделю, месяц и т.д. В этом случае можно использовать среднемесячные данные о работе печи, приводимые в технических отсчетах. Так как толщина футеровки известна, то можно определить время безаварийной работы печи.

Пример. На основании статических данных за длительный период работы фосфорных электропечей мощностью 48 МВт износ футеровки в наиболее нагруженном участке (зона выпуска шлакового расплава) составляет 400 мм за 6 мес при регламентном содержании Р,О, в шлаке 2%, в результате чего появляется необходимость остановки печи для замены меточных блоков. Удельный вес угольного блока 1,85 г/смэ, нес изношенной части ленточного блока

36000 см

Таким образом, износ составляет

205,5 г/см за 4380 ч, т.е. за

6 мес работы печи.

Из графиков (фиг,2 и 3) следует, что износ Аутеровки при среднем содержании Р2 0 в расплаве 2% и средней рабочей мощности печи

26,6 МВт/ч составляет 0,048 г/см ".

За 6 мес, т.е. за 4380 рабочих часов износ Аутеровки составляет

210,?4 г/см . Относительная погрешность предлагаемого способа составляет ?%, что подтверждает возможность использования изобретения для контроля износа Аутеровки рудно-термических печей для выплавки AocAopG °

Таким образом, последовательность осуществления предлагаемого способа следующая: — за выбранный промежуток времени определяют электротехнические параметры работы печи (расход активной электроэнергии, температуру сливаемого шлака и т.д.); — усредняют величину рабочей мощности печи; — определяют по формуле (2) оптимальное остаточное содержание Р О в шлаке; — известным способом на известной установке определяют удельный износ футеровки в зависимости от температуры сливаемого шлака и содержания в нем P,Î, — по результатам, полученным на известной установке строят граАик зависимости прогнозного удельного

13665 расхода футеровки в зависимости от рабочей мощности печи и содержания

Р, О в сливаемом шлаковом расплаве, т.е. график функции; — усредняют фактическую активную мощность рудно-термической печи за выбранный промежуток времени; — усредняют фактическое содержание Р О> в сливаемом шлаке за этот же промежуток времени; — по графику (фиг.2 и 3) находят фактический удельный расход футеровкие

Далее можно определить фактический износ футеровки за выбранный период времени и прогнозировать количество времени безаварийной работы печи.

20

При больших периодах прогнозирования (неделя, месяц и т.д.) необходимо учитывать коэффициент рабочего времени печи, а для меньших периодов этого можно не делать.

Предлагаемый способ позволяет осуществлять непрерывный контроль состояния футеровки печи и тем самым предотвратить аварийную ситуацию. 30

Пользуясь результатами прогнозирования, можно наиболее достоверно составлять графики ППР печей.

44 в

Формула изобретения

Способ контроля состояния футеровкн фосфорной рудно-термической печи, включающий определение удельного износа футеровки по модели в зависимости от температуры сливаемого шлака и содержания в нем пятиокиси фосфора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля износа футеровки печи в промьпиленных условиях, определяют расход активной электроэнергии за определенный период работы печи, среднюю величину рабочей мощности печи, по величине которой определяют оптимальное содержание пятиокиси фосфора в шлаковом расплаве по формуле

C= KP где С вЂ” оптимальное содержание пятиокиси фосфора в кпаковом расплаве;

P — средняя величина рабочей мощности печи, МВт/ч;

К и n — эмпирические коэффициенты, зависящие от типоразмера рудно-термической печи, затем определяют удельный износ фу" теровки по графику функции U =

= (Р, С) и с учетом выбранного периода определяют фактический износ футеровки печи.

1366544

Расход ЯэНВРгаи /Ят/vm

307. f40

08 ДЯ

Фиг Я

Расход элзнергио, Р/Вт/час

200

/0Î

02 ОЯ

Фыг. 3

0,02 006 0, 0,$

Составитель,К.Сорокин

Редактор M.Íåäîëóæåíêo Техред М.Дидык Корректор Л.Пилипенко

Заказ 6777/24 тираж 593 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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