Способ управления работой доменной печи

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при эксплуатации доменных печей. Целью изобретения является повышение производительности печи и увеличение срока службы холодильников за счет поддержания оптимальной толщины слоя гарнисажа в заплечиках. Для этого при отклонении величины теплового потока на холодильниках заплечиков от заданного предела (например, 12,5 тыс. ккал/м<SP POS="POST">2.</SP>ч) более чем на ±10% производят корректировку перепада давлений "горячее дутье - колошниковый газ" соответственно знаку отклонения на 0,05-0,15 ат до достижения величиной теплового потока значения в диапазоне 0,9...1,1 от заданного. Отклонение величины теплового потока определяют на основе контроля перепада температуры и расхода охладителя на холодильниках заплечиков с учетом площади их рабочей поверхности. 2 табл.

(19) (!1) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 21 В 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР (21) 4268808/27-02 (22) 21.04 ° 87 (46) 07.11.90. Бюл. Р 41 (71) Новолипецкий металлургический комбинат им. Ю.В.Андропова (72) В.В.Капорулин, Б,Ф.Чернобривец, В.Л.Емельянов, М.А.Альтер, В.И.Козодеров, Г.И.Урбанович и Ю.В.Савастьянов (53) 669.162.26,3.4(088.8) (56) Металлург, 1981, Р 10.

Металлург, 1982, Р 3, с. 41. РЖ Металлургия, 1983, М i, реф. 1В192. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при эксплуатации доменных печей.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при эксплуатации доменных печей.

Целью изобретения является увеличение производительности печи и срока службы, холодильников за счет поддержания оптимальной толщины слоя гарнисажа в заплечиках.

Величина теплового потока через холодильники заплечиков характеризует состояние пристенной части внутреннего пространства доменной печи в этой зоне. Для нормальной работы доменной печи необходимо, чтобы на

Целью изобретения является повышение производительности печи и увеличение срока службы холодильников за счет поддержания оптимальной толщины слоя гарнисажа в заплечиках. Для этого при отклонении величины теплового потока на холодильниках заплечиков от заданного предела (например

12,5 тыс. ккал/м ч) более чем на

+10X производят корректировку перепада давлений "горячее дутье — колошниковый газ" соответственно знаку отклонения. на 0,05-0,15 атм до достижения величиной теплового потока значения в диапазоне 0,9...1,1 от заданного. Отклонение величины теплового потока определяют на основе контроля перепада температуры и расхода охладителя на холодильниках заплечиков с учетом площади их рабочей поверхности. 2 табл. стенках заплечиков сохранялся слой гарнисажа, предохраняющий холодильники от прямого температурного и истирающего воздействия в рабочем пространстве печи.

Для образования гарнисажа необходима температура ниже 1150 С. В рабочем пространстве в заплечиках темо

:пература составляет примерно 1450 С, а между гарнисажем и зоной с температурами 1450 С существует промежуточный малоподвижный пристенный слой материалов, в котором происходит понижение температуры с 1450 до

1150 С °

1604857

Опорой для промежуточного малоподвижного слоя служат заплечики, поэтому контроль тепловых нагрузок именно на холодильниках заплечиков обеспечивает получение оперативной информации об изменениях состояния противотока в печи.

Внутренней границей промежуточно. го слоя является боковая поверхность 10 зоны потока шихты. Расширение зоны потока приводит в движение материал промежуточного слоя, улучшение газопроницаемости движущегося материала обеспечивает увеличение поступления печных газов и повышение температур в нем до температур рабочего пространства. В результате происходит сокращение или исчезнование промежуточного слоя, которое с некоторым запаз- 20 дыванием приводит к соКращению или исчезновению слоя гарнисажа. В случае сужения зоны потока увеличивается промежуточный, а вслед эа ним и граничный слой. Чрезмерное увеличение 25 толщины гарнисажа и промежуточного слоя снижает производительность печи и приводит к другим нарушениям нормального хода процесса. Разрушение слоя. гарнисажа может привести к нарушению целостности холодильников.

Оптимальной толщине слоя гарнисажа, составляющей 100-200 мм, соответствует тепловой поток 10—

15 тыс ° ккал/м ч в среднем по зоне

35 заплечиков.

Пример 1. Доменная печь ,объемом 1000 м оборудована двухконусным засыпным аппаратом и имеет

28 плитовых холодильников в заплечиках, площадью 2,56 м каждый. На семи холодильниках равномерно по окружности установлены термометры сопротивления, показания выведены на прибор.

Расход воды на холодильниках измеряют периодически, так как он практически постоянный. Ежесменно персонал печи рассчитывает среднюю величину теплового потока в заплечиках по соответствующему среднему перепаду тем50 ператур охлаждающей воды в заплечиках и последним измерениям расхода воды. Задают пределы величин теплового: потока (0,9... 1, 1)х12,5 тыс. ккал/м ч,при выходе за которые производят управляющее воздействие. Степень форси55 ровки печи дутьем определяют перепацом давлений "горячее дутье — колошниковый гаэ", который на начало исюльзования способа составлял 0,95 атм.

В соответствии с изобретением управление работой печи осуществляют при выходе средней по зоне величины теплового потока за пределы 11,25

13,75 тыс. ккал/м .ч изменением перепада давлений на 0,05 ат, Динамика контролируемого и управ— ляющего параметров за месяц использования способа приведена в табл. 1.

Примененное регулирующее воздействие — изменение перепада давлений

"горячее дутье — колошниковый гаэ" на 0,05 атм., минимальное по способу достаточно для того, чтобы при естест. венном запаздывании на 3-4 сут величина теплового потока в зоне заплечиков вошла в заданные пределы, не выходя за критические пределы 10

15 тыс. ккал/м -ч. При этом режиме толщина слоя гарнисажа на заплечиках оптимизирована, не вызывая осложнений в ходе печи и в системе охлаждения, что обеспечивает стабильную производительную работу доменной печи.

Пример 2. При укаэанных в примере 1 и табл. 1 параметрах работы печи регулирование начинали по верхнему пределу и эа время наблюдений (32 сут) контролируемый параметр ни разу не достиг нижнего заданного предела. В то же время, наибольшее отклонение в сторону высоких значений теплового потока близко к предельному критическому значению. В последующий период работы печи такая особенность отклонений величины теплового потока проявилась еще значительней, что связано с изменением гранулометрического состава шихты или другими неизвестными причинами. Это послужило основанием для повышения степени форсировки печи дутьем, т.е. значение перепада "горячее дутье — колошниковый газ" установили 1,0 атм, которое стало "базовым", а регулировать стали от 1,0 до 0,95 или от 1,0 до 1,05 атм в соответствии с уровнем контролируемого параметра — величины теплового потока в заплечиках. Пример показывает применение способа для выбора оптимального уровня форсировки печи и поддержания его. В данном случае регулирующее воздействие применялось также минимальное по способу, т.е

+0,05 атм и в течение .длительного времени обеспечивалась укладка величин теплового потока в пределы 10—

5 16

15 тыс. ккал/м ч, т.е. поддерживался оптимальный слой гарнисажа и стабильная производительная работа доменной печи.

Использование меньших регулирующих изменений перепада давлений "горячее дутье — колошниковый газ" не обеспечено точностью измерительных приборов и возможностями регулирования воздуходувных машин.

Пример 3. Доменная печь работает .в условиях примеров 1 и 2. В периоде, отраженном в табл. 2, произошло два резких изменения условий образования гарнисажа с началом в четвертые и восемнадцатые сутки. В первом случае регулирующее воздействие было 0,05 атм, что не остановило процесс наращивания гарнисажа: на-. чиная с шестых суток плотность теплового потока опустилась ниже

10 тыс, ккал/м ч. Общая продолжительность периода до возвращения величины теплового потока в интервал (0,9... 1, 1) 12,5 тыс. ккал/м .ч оказалась 12 сут. При столь продолжительном отклонении от оптимальных yсловий образования гарнисажа возможны

его оползания.

В данном случае в 12-13 сутки наблюдалось оползание и был выплавлен чугун низкого качества.

При втором нарушении условий гарнисажеобразования регулирующее воздействие было усилено: перепад давлений "горячее дутье — колошниковый . газ" снижен на 0,1 атм, что оказалось достаточным для предотвращения дальнейшего наращивания гарнисажа. Плотность теплового потока ниже

10 тыс. ккал/м2 ч не опускалась и оползаний гарнисажа не было. В двадцать вторые сутки наблюдений (табл.2) снятие регулирующего воздействия .было выполнено частично, т.е. до

0,95 атм. Полное снятие выполнено на

29 сутки.

Пример 4. На домеФ ой печи объемом 2000 м тепловой поток в заплечиках поддерживали в пределах l1,25-13,75 тыс. ккал/м -ч. Регулирование производили по способу изменением перепада давлений горячее дутье — колошниковый газ" на+0,05 атм от 1,45 атм. В связи с недостатком воздуходувных средств перепад давлений "горячее дутье — колошниковый газ" снизился до 1,35 атм, регулиро-.

04857

6 вание было приостановлено. Контролируемый параметр — тепловой поток через двое суток отклонился от заданного предела на 39Å, превысив

f7,0 тыс . ккал/м ч.

Данные изменения теплового потока и перепада давлений "горячее дутье колошниковый газ" на доменной печи

1н объемом 1000 м в период нарастания и оползания гарнисажа по суточным данным приведены в табл. 2.

Таким образом, тепловой поток превысил заданный предел для начала регулирования и уровень, соответствую-. щий верхнему критическому пределу (15 тыс. ккал/м .ч). В последующие четверо суток вышло из строя три плитовых холодильника 1-го и 2-го

20 ряда и пять выступов холодильников

3-го ряда шахты. Регулирование по способу возобновили. Повышение перепада давлений "горячее дутье — колошниковый газ" было выполнено не эа счет

25 повышения давления на фурмах, а путем снижения давления колошникового газа с 1,6 до 1,3 атм. Через двое суток измерений тепловой поток снизился до 13,7 тыс. ккал/м .ч, выход

30 из строя холодильников прекратился.

Пример показывает негативные явления, вызванные уменьшением толщины гарнисажного слоя при отступлении от момента начала регулирования по способу: регулирование начато при отклонении теплового потока от заданных пределов на +39X, вместо +fOX в соответствии с изобретением.

Пример 5. На доменной печи объемом 3200 м, оборудованной датчиками для измерения перепада температуры охлаждающей воды на холодильниках заплечиков, заданы пределы величины теплового потока 12,5 (0,9... ...1,1) тыс. ккал/м ч. Поддержание теплового потока в этих пределах обеспечивалось при перепаде давлений горячее дутье ° - колошниковый гаэ" равном 1,6 атм регулирующими изменениями +0,05 атм. При ухудшении гранулометрии железорудного сырья для сохранения интенсивности хода печи по количеству дутья повысили перепад давления "горячее дутье — колошниковый газ" до 1,7-1,8 атм.

Контролируемый параметр через две . смены отклонился sa заданные для начала регулирования пределы, однако регулирование не было начато. В ре1604857

Таблица 1

0,95

Начало использования способа

11,37

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

1,00

11,64

11,92

i2 33

12,60

12,88

13,15

13,43

13,70

13,97

2 .3

5

7

9

Начало регулирования по верхнему пределу

14, 25

14,52

14,66

14, 80

14,66 . 14,38

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

11

12

13

14

16 зультате через 2 сут после повышения перепада величина теплового потока зашла за нижний критический предел (10 тыс. ккал/м . ч). Работа в таком режиме в течение .9 сут вызвала расстройство хода печи с оползанием гарнисажа и смятием фурм. Начатое регулирование снижением перепада давлений до 1,5 атм через трое суток привело контролируемый показатель в заданный интервал, после чего восстановили исходное значение перепада

1,6 атм. Ход печи при регулировании по способу сохранялся ровным очист ка печи от избыточного гарнисажа прошла постепенно и не вызвала смятия фурм. Количество дутья восстановилось после восстановления качества железорудного сырья, 20

Благодаря управлению работой доенной печи объемом 1.000.м по способу улучшены основные технико-экономические показатели печи. Сравнение работы. без управления и при управлении по способу свидетельствует, что эффект достигается за счет предотвращения расстройств печи, связанных с образованием излишнего гарнисажа, сокращения случаев выхода из строя холодильников, повышения стабильности работы печи по количеству и качеству чугуна.

Формула изобретения

Способ управления работой доменной печи, включающий загрузку шихты, определение величины теплового потока на основе контроля перепада температуры и расхода охладителя на холодильниках заплечиков, поддержание этой величины в заданных пределах

10-15 тыс. ккал/м,ч, контроль и изменение перепада давления "горячее дутье †колошниковый газ", о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности печи и срока службы холодильников за счет поддержания оптимальной толщины слоя гарнисажа в заплечиках, при отклонении величины теплового потока от заданного предела более чем на +107 производят корректировку перепада давления "горячее дутье — колошниковый газ" соответственно знаку отклонения на 0,05-0,15 атм до достижения величиной теплового потока значения в диапазоне 0,9...1,1 от заданного.

1604857

9,4

9,3

9,5

12,88

12, 74

13,02

1,00

1,00

1,00

19

7,6

7,8

10,41

10,69

0,90

0,90

5

7

9 .10

11

12

13

14

16

17

17

18

19

21

22

23

26

27

28

29

31

8,2

7,4

6,5

6,3

6,4

6,5

6,7

7,0

7,4

7,8

7,9

8,0

8,2

8,4

7,4

14,11

13, 70

t3 28

13,28

13,43

13,56

13,70

13,97 l3,97

14,25

13, 70

12,60

12,33

11,92

11, 92

12, 33

11,23

10, 14

8,90

8,63

8,77

8,90

9,18

9,59

10,14

10,69

10, 82

10,96

11,23

11,51

10, 14

1,00

1,00

0,95

0, 95

0,95

0,95

0,95

1,00

1,00

1,00

1,00

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0 95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

1,00

1,00

0,90

Продолжение табл.1

Конец регулирования

Начало регулирования по верхнему пределу

Конец регулирования

Т а б л и ц а 2

Резкое изменение условий гарнисажеобразования

Ниже

10 тыс ° ккал/м - ч

Конец регулирования

Резкое изменение условий гарнисажеобразования

1604857

Продолжение табл.2

0,90

0,95

1), 10

11,65

8,1

8,5

21

Частичное снятие регулирующего воздействия

Полное снятие регулирующеro воздействия

Составитель М.Альтер

Техред Л,Олийнык Корректор И.Эрдейи (/

Редактор А.Шандор

Заказ 3435 Тираж 498. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1I3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

23

24

26

27

28

29

8,6

8,7.

8,7

8,8

8,8

9,0

9,2

9,4

11,78

11,92

11,92

12,06

12,06

12,33

12, 60

12,88

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

1,00

1,00