Способ управления тепловым режимом доменной плавки

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на доменных печах. Целью изобретения является снижение удельного расхода кокса за счет повышения точности и надежности оценки и регулирования нагрева горна печи. Тепловой уровень горна печи определяют по суммарному отклонению химической и физической эксергий чугуна, вызванному измерениями содержания кремния в чугуне и его температурой, и регулирующие воздействия осуществляют, когда знак обоих отклонений совпадает, а величина отклонения химической эксергии в 2 - 5 раз превышает отклонение физической эксергии при суммарной величине их отклонения более 50 мДж/т чугуна. Осуществление предлагаемого способа повышает точность и надежность оценки и регулирования теплового режима доменной плавки, что позволяет снизить среднее содержание кремния, серы и марганца в передельном чугуне на 0,08, 0,002 и 0,04% соответственно. Снижение содержания кремния в чугуне на 0,1% дает экономию кокса 3 - 5 кг/т чугуна, снижение содержания серы на 0,01% - 5 - 7 кг/т чугуна. Учитывая только снижение кремния и принимая прежнюю величину около снижения, экономия кокса составляет 312 кг/т чугуна. 1 з.п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 В 7/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИЯ

0

00 фь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4725332/02 (22) 02.08.89 (46) 07.08.91. Бюл. М 29 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.И.Бабич, А.В.Бородулин, E.H.Ñêëàäàновский, С.Л.Ярошевский, В.В.Степанов и В,А.Ноздрачев (53) 669.162.263.4(088.8) (56) Заявка Японии М 55-131107, кл. С 21 В 5/00, 1980.

Китаев Б.Н., Ярошенко IQ.Ã;, Лазарев

Б.Л. Теплообмен в доменной печи, — M.:

Металлургия, 1966, с. 240-251.

Заявка Японии М 61-257404, кл. С 21 В 5/00, 1986. (54), СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ

РЕЖИМОМ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на доменных печах. Целью изобретения является снижение удельного расхода кокса за счет повышения точности и надежности оценки и регулирования нагрева горна печи. ТеплоИзобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на доменных печах.

Цель изобретения — экономия кокса.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Надежная оценка теплового состояния печи и эффективное управление им возможны, когда характеризующие его параметры — температура чугуна и содержание в нем кремния, сведены в один комплексный показатель. Использование для этой цели энтальпии нецелесообразно, поскольку одно и

БЫ 1668402 А1 вой уровень горна печи определяют по суммарному отклонению химической и физической эксергий чугуна, вызванному измерениями содержания кремния в чугуне и его температурой, и регулирующие воздействия осуществляют, когда знак обоих отклонений совпадает, а величина отклонения химической эксергии в 2 — 5 раз превышает отклонение физической эксергии при суммарной величине их отклонения более 50 мДж/т чугуна. Осуществление предлагаемого способа повышает точность и надежность оценки и регулирования теплового режима доменной плавки, что позволяет снизить среднее содержание кремния,, серы и марганца в передельном чугуне на

0,08, 0,002 и 0,4 соответственно. Сниже- ф ние содержания кремния в чугуне на 0,1 дает экономию кокса 3 — 5 кг/т чугуна, снижение содержания серы на 0,01 — 5-7 кг/т чугуна. Учитывая только снижение кремния и принимая прежнюю величину около снижения, зкономия кокса составляет 312 кг/т чугуна. 1 з,п. ф-лы. то же количество тепла имеет неодинаковую C) ценность из-за различного температурного: 113 потенциала, Работоспособность тепла onI ределяется величиной эксергии, Химическую эксергию чугуна можно рассчитать по формуле

Ех = ZMI fxr, кДж/кг, где Гх — удельная химическая эксергия, кДж/кг;

М вЂ” массовое содержание компонентов.

Физическая эксергия чугуна может быть рассчитана по формуле

1668402

Еф= Ст.""(Тпл-т.)+ q+

+Сопл (T1 — Тпл) — Тп (Сто" п 1«+

То

+ — + Стпл Pll " ), кДж/Kr 5

Тпл Тпл тпл где Ст,"л — средняя теплоемкость чугуна в интервале от То до Тпл, кДж/кг град;

Ст„„— та жЕ, В ИНтЕрВаЛЕ От Тпл дО Т1, т1 кДж/кг град, 10

То — 298 К:

T« — температура плавления чугуна, К;

T1 — температура чугуна на выпуске, К;

q — TennoTi плавления syryHa, кДж/ar. 15

Изменения химической и физической энергий, вызванные отклонениями содержания кремния в чугуне и его температурой, определя1отся соответственно по формулам

Л Ех = 0.01 xsi Л($!1; (1)

ЛЕф = Ст„ „(ЛТ +Т Гп ) (2)

Т1 Т1 — ЛT

Т1 где Л (Я) и ЛТ вЂ” отклонения содержания кремния в чугуне и его температуры соот- 25 ветст вен но, Суммарное изменение укаэанных величин

Л Е = Л Ех + Л Еф (3)

По величине Л Е оценивается измене- 80 ние теплового Состояния горна и осуществляются управляющие воздействия.

Поскольку значения температуры чугуна и содержания кремния в нем взаимосвязаны, величины ЛЕх и ЛЕф должны также находиться в соответствующей зависимости. Нарушение этой зависимости, т.е, выход соотношения ЛЕх/ЛЕф из определенного диапазона значений, свидетельствует о каких-либо неполадках, 40 например, в системе измерения и передачи сигнала о температуре чугуна на выпуске. В этом случае управление не производится до выяснения причин нарушения указанного соотношения. 45

Количественные пределы выбраны по следующим соображениям.

Величина допустимого соотношения отклонений химической и физической эксергий выбрана, исходя из того, что при 50 изменении содержания кремния в чугуне на

0,1 температура изменяется в том же направлении на 5 — 12 С. Подстановка указанных величин в формулу (1) позволяет получить соотношение Л Ех/Л Еф = 2-5.

Ограничение нижнего предела суммарного отклонения эксергии величиной

50 мДж/т чугуна обусловлено тем, что это значение соответствует изменению содержания кремния в чугуне на 0,15-0,20 и температуры чугуна на 15 — 20 С. Погрешность средств измерения температуры чугуна составляет величину порядка 1, т.е. примерно 15ОС, Следовательно при меньших отклонениях показателей теплового режима его стабилизация не имеет практического смысла.

Осуществление предлагаемого способа повышает точность и надежность оценки и регулирования теплового режима доменной плавки, что позволяет снизить среднее содержание кремния, серы и марганца в предельном чугуне на 0.08; 0,002 и 0,04 абс, соответственно, среднеквадратичные отклонения содержания в чугуне кремния, серы и марганца уменьшаются соответст-, венно на 0,05; 0,002 и 0.2 абс,, Формула изобретения .1. Способ управления тепловым режимом доменной плавки, вклЮчающий определение содержания кремния в чугуне, измерение его температуры и воздействие на расход топлива, температуру и влажность дутья, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью экономии кокса, на расход топлива, температуру и влажность дутья воздействуют по величине отклонения химической и физической эксергий чугуна от заданных значений.

2. Способпоп,1,отличающийся тем. что управляющие воздействия осуществляют если знак отклонений обеих эксергий совпадает, а величина отклонения химической эксергии составляет 2-5 от значения отклонения физической эксергии при суммарном их отклонении на величину более 50 мДж/т чугуна,