Способ контроля и регулирования распределения материалов и газов по сечению доменной печи

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Р Е СГ1УБЛ И К (s1)s С 21 В 7/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4727914/02 (22) 12,06.89 (46) 07.10,91. Бюл, ¹ 37 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) Л.А.Бялый, Е.И.Райх, К.К.Шкодин, В.В,Гайков, В.А,Улахович, А.П.Котов, А.К.Икконен, Н.M.Ìîæàðåíêo и Э.С.Хомяков (53) 669.162.012.01(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1266863, кл. С 21 В 5/00, 1985, Гиммельфарб А.А., Ефименко Г,Г. Автоматическое управление доменным процессом. — М: Металлургия, 1969, с, 247 — 250, (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ И

ГАЗОВ ПО СЕЧЕНИЮ ДОМЕННОГ1 ПЕЧИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для контроля и регулирования распределения рудной нагрузки по радиусу доменной печи, Цель — повышение производительности

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при управлении ходом доменных печей, Целью изобретения является увеличение производительности печи и сокращение удельного расхода кокса за счет оптимизации распределения материалов и газового потока по сечению печи и улучшения использования энергии газа.

Сущность изобретения заключается в использовании для контроля распределения рудной нагрузки по сечению доменной печи отношения количества газифициро„, SLJ „„1 682402 А1 печи и сокращение удельного расхода кокса на выплавку чугуна путем оптимизации рас пределения газового потока. Для этого контролируют состав газа по радиусу в верхней части шахты доменной печи и параметры дутья и вычисляют по ним значения отношений количеств газифицированных кислорода и углерода шихть, в различных точках радиуса. Путем статистической обработки технико-экономических показателей работы печи и кривых распределения по радиусу укаэанных отношений находят оптимальные (по минимуму расхода кокса и максимуму производительности печи) значения этих отношений в различных точках радиуса печи. Сравнивают текущие значения отношений количеств газифицированных кислорода и углерода шихты с оптимальными значениями во всех контролируемых точках радиуса. Регулирование рудной нагрузки по радиусу производят при отклонениях текущих значений этих отношений от оптимальных на 0,1-0,3. 5 табл. ванных кислорода и углерода шихты, вычисляемые в различных точках радиуса доменной печи по результатам измерения состава газа в этих точках в верхней части шахты и flQ параметрам комбинированного дутья. Для существующих шихтовых и дутьевых условий на каждой конкретной доменной печи путем статистической обработки показателей ее работы при различных системах загрузки находят оптимальное распределение по радиусу отношений (Ош)/(С ), принимая в качестве критериев оптимизации производительность печи и.удельный расход кокса, Конт1682402 роль распределения рудной нагрузки по радиусу производят, сравнивая текущие значения укаэанных отношений по радиусу с оптимальными, а регулiпрование распределения рудной нагрузки па радиусу осуществляют при отклонении текущих значений отношений (Ош)/(Сш) от >птимальных на

0,1...0,3, При отклонениях текущих значений clT ношений (0»)/(C») ат оптимальных меньших 0,1 режим загочзки не изменяют, так как такие отклонения могут быть вызваны . факторами, не связанными с распределе. нием рудной нагрузки п газового потока по радиусу. При отклонениях, превышающих

0,3, следует принимать комплексные меры по регулированию хода печи в соответствии с технологической инструкцией, и редусматривающие не только коррекцию распределения рудной нагрузки по радиусу, на и изменение дутьевога режима.

Отношение (0»)i/(C»}i количеств газифицированных кислорода (О») и углерода (C»)i шихты определяют по следующим фор-. мулам (С) = (C02 +CO; — O (C}) где (C»)i — количество газифицирован ного

3 углерода шихты в зоне i, кг на 100 м сухого газа;

C02i — содержание в сухом газе диоксида углерода в зоне i,,(„;

C0i — содержание в сухом газе оксида углерода в зоне i, %; (С) — суммарное содержание углерода во вдуваемом в горн топливе, /

100 — СО2 -- C0 — H2i

100 — в+ D % где ni — отношение объемов сухого комбинированного дутья и сухого газа в зоне i;

H2i — содержание в сухом газе водорода в зоне i,%; а — содержание кислорода в дутье, %; (N ) — суммарное содер>кание азота во

2 вдуваемом в горн топливе, %.

Ч, 100+ >

Vg 100 — Y где D — отношение объемов вдуваемого в горн топлива и сухого дутья;

Vs — расход вдуваемого B горн топлива, м /мин;

Vg — расход сухого дутья, м /мин;

>ь> объемная даля влаги B,ö//òüe,, У вЂ” и отe ри дутья, (Q„)i — — гСО +Си; — Н20i-П;

16 .г (го>+р+20 (СЪ) )) где (Ош) — количество гаэифицированного кислорода шихты в зоне i, кг на 100 м сухого гаЗа;

H20i — обьемная доля влаги косвенного

5 восстановления в газе s зоне I, % к сухому газу; (02) — суммарное содержание кислорода во вдуваемом в горн топливе, .

10 2 ш

H20i = гс (Сш) + п (у>+О (Н2 ) ) -H2i, где (н2) — суммарное содержание водорода ва вдуваемом в горн топливе, ; а — отношение массовых долей водороi5 да и углерода в коксе, Для сопоставимости величин (0»)i/(C»)i с рудной нагрузкой используют следующие формулы:

p =il

А =p (- -, С где р — расчетная рудная нагрузка в зоне 1, т/т; и, — коэффициент п ропарци0Hальности; (С g) — количество газифицированного углерода кокса для печи s целом, кг на 100 м колошникавого газа; (Ош) — количество газифицированного кислозаода шихты для печи в целом, кг на

100 м сухого колошникового газа.

p — рудная нагрузка для печи в целом, т/т.

Показатель (0»)/(С») учитывает влияние на состав газа в печи вдувания в горн дополнительного топлива и обогашения дутья кислородом, а также развитие процессов газификации по радиусу печи и характеризует рудную нагрузку в контролируемом кольцевом сечении печи, Пример. На доменной печи N.. 5

ЧерМК объемом 5500 м, оборудованной . бесконусным загрузочным устройством с лотковым распределителем шихты путем статистической обработки показателей работы печи, найдено оптимальное распределение отношения (О»)/(Сш) по радиусу в верхней части шахты, приведенное в табл,1, Данное оптимальное распределение отношения (Q»)i/(Сш) соответствует следующим условиям работы печи: содержание хисаорода е дутье 23 — 24/, расход природного газа 30000 — 32000 м /ч, доля окатышей в шихте 30-35%

В период 11 — 25 декабря 1987 г. на печи наблюдали отличающееся от оптимального следующее распределение значений отношения (0»)/(С») по радиусу верхней части

1682402

25 личием от оптимального распределения по радиусу показателя (О ) /(С ), в особенности в осевой зоне, режим загрузки был изменен. была применена циклическая система, состоящая из 7 подач, включающих коксовые(К) и железорудные (Р) порции, но последние загружались при измененных угловых положениях вращающегося лотка: 1.

К(8-4), Р (8-4), 2. К (9-5). Р (8 — 3). 3. К (5-2), P (9-4). 4. К (9-5, Р (8-4). 5. К (8-5), Р (9-4). 6. К

30 (9-5), P (8-4). 7. К (7-3), P (8-3) 35

В измененной системе угловые положения лотка были подобраны так, чтобы сместить загрузку железорудных материалов из периферийной в осевую зону. При неизменном количестве позиций лотка для коксовых порций, при загрузке железорудной части шихты (агломерата и окатышей), было увеличено число позиций в осевой зоне (на

2 позиции.в положении лотка 2 и на 5 позиций в положении 3) и уменьшено число позиций на периферии (на 3 позиции в положении лотка 9). В результате получено новое следующее распределение по радиусу показателя (О ) /(C }i (среднее за пери45 од 26.12,87 — 8.01,88), приведенное в табл.3.

Сравнение полученного распределения отношения (OUj)>/(Cu)i с оптимальным свидетельствует о том, что г.роизошло улучшение распределения газов и приближение

50 его к оптимальному для данных условий работы печи. В результате повысилось использование химической и тепловой энергии газов и улучшились технико-экономические показатели плавки шахты (усредненные за период значения), приведенное в табл.2.

Произошло резкое уменьшение показателя (0 ) /(Cm) в осевой зоне печи (на 0,20—

0,25 в точках, отстоящих от кладки на 4,17 5 и 5,86 м) при некотором увеличении íà периферии (на 0,11 у кладки).

В рассмотренном периоде 11-25.12.87 г, на доменной печи применялась циклическая система загрузки, состоящая из 7 по- 10 дач, включающих коксовые (K) и железорудные (Р) порции, загружаемые при разных положениях вращающегося лотка (цифры в скобках): 1. К(8-4), Р (8-5). 2. К (9 — 5), P (9 — 4). 3. К (5-2), Р (9-4). 4. К (9 — 5), P 15 (9-5). 5. К (8-5), Р (9-5), 6. К (9-5), Р (8-5). 7.

К (7-3), P (9-5).

Положение лотка соответствует следующим углам рабочей поверхности лотка относительно оси печи: 1. — 5,1О. 2. — 16,8О, 3. 20 — 24,7, 4. — 29,1, 5. — 32,0О, 6. — 34,7О, 7.—

37,7", 8. — 39,8". 9. — 42,2 .

В связи с тем, что за период 11

25,12,87 г. на печи было существенным от— снизился удельный расход кокса на 1,? кг/т чугуна и увеличилась производительность доменной печи на 41 т/сут.

Изменение показателей работы д.п.5

ЧерМК при регулировании по отношению (О„,);/(С„} приведено в табл.4.

При заметном отклонении распределения величины (0 )i/(Cm)i от оптимального, особенно в осевой зоне печи. распределение COz по радиусу верхней части шахты, являющееся обычно основанием для регулирования распределения материалов и газов, практически не изменилось.

Содержание COz в ссевой зоне в период

11 —.":5.12.87 r. уменьшилось с 0.6 до 0,3$.

Такое сгабое изменение содержания COz объясняется высокими температурами газа (до 1: 00 С), которые постоянно поддерживаются в центральной части в шахте печи.

В табл.5 приведены другие примеры регулирования по показател;о (Оц)J/(С ;); в доменных печах Чер1ЛК.

Достоинством предлагаемого способа контроля и регулирования распределения

MàTåðèàëов и газового потока является болес вь:сокая точность контроля и более эффективное регулирование распределения материалов по сечению пе <и, обеспечивающие высокую производительность доменной печи при минимальном удельном расходе топлива.

Преимущества способа особенно значительны при его применении для ведения доменных печей большого обьема, где особые требования предъявляются к загрузке цен.гральной зоны, так как перегрузка этой части печи железорудными материалами может привести к тяжелому расстройству хода печи.

Формула изобретения

Способ контроля и регулирования распределения материалов и газов по сечению доменной печи, включающий контроль состава газа по радиусам в верхней части шахты и параметров дутья, регулирование распределения рудной нагрузки по радиусу калошника, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности доменной печи и снижения удельного расхода кокса за счет улучшения использования энергии газового потока, определяют оптимальные для существующих условий плавки и текущие значения отношений количеств газифицированных кислорода и углерода шихты по радиусу печи, и регулирование распределения рудной нагрузки по радиусу производят при отклонениях текущих значений этих отношений от оптимальных на 0,1 — 0,3, 1682402

Таблица1

0,51

Таблица2

0,51 l,24

ТаблицаЗ

0,5

Таблнп а 4

1)оказатели

444 0

78,6 о1,4

58,5

58, 45

795

24,?

24,4

1229

1231

0,22

0,22

45,5

46,3

Температура коловиикового газа, C 262

233 пислитегь — отчетные ляиные, знаменатель — привеленные к одинаковым условиян.

Производительность (годного), т/сут

Расход кокса (сухаro)з кгlт чусуяа

Расход природного газа, м /т чугуна

Массовая лсля хелезя в металлонихте, Х

Выкал плака, кг/т чугуна

Массовая доля кислорода в дутье, у.

Температура дутья

С лянлеиие газов под холгпником, Нла

Степень использования охсилэ углерола, 2 простои, 2

Тихий xofl 1

111275

446 6 чб, 11199

11 326=

0,60

0,30.01.88 г.. рас|зре- с зг ° я.

I \ °

1682402 табли1ца 5

Пример

Полезный объем

Оптимальные эпачення показателя (Ow)> /(Cw)i

>ехнм эагруэкн измененный печи, м исходил (базовый в периферийной зоне в осевой зоне в осевой зоне

5500

1,0-1,1

0,9-1,0

0,5-0,6

0,52

0,75

0,45 Беэ нзмененнй 1,12

Сметена загрузкн j 0>98

4ЛАКК4 KAAKt 3AAKKf 2KAAKt

1, 17

0,7-0,8

2700

1,30 0,50

Снстема зягруэкн 0 ° 85

4ЛЛКК! КАЛКФАЛККФ

0,73

0,8-0,9

1033

0,7-0,8

0 6

1,О

Система эягрузкн 0,80

ЗЛЛКК> 2КААК4АЛКК>

0,8-0,9

0,7-0,8

1033

0,75

0,5!

1,О9

2000

0,9-1,0

0,8-0,9

Уровень эясь>пн 0,95

25м-20м

0,87

0,5

1 ° 30

Снстема зягруэкн

АЛ>(К ЗЛЛКК42КЛАК!

6 5500 !>0-1,1 0,5-0>6 1,45

Изменение состава 1,01 шнхты, рехнма дутья, рехнма эзгрузкн

0,6

О> 15

7 5500 1 0 1,1

0,5-0,6 0>61

То хе, а тякхе ре- 1,05 монт засыпного устройства

0,58

0,98

Продолжение табл.5

Прнме

Удельньй расход кокса, кг/т чугуна ронзводнтельность печи, т/сут базовом ерноде в базово периоде после нэменення снспрн отклононн (Cw) i / (С>а) от оптнмальпых эначепнй темы saгрузкн

1 11495 11506

11496

449 449

430 . 434

449

6337

429

2884/

421

430

420

430

2837

435

429

4553

418 427

419

6 11810 11537

1132ч 450

459

541

7 11838 11465

11815 450

457

Составитель И.Курунов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Редактор Н.Рогулич

Заказ ЗЗИ Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета-по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 прн отклоненн (О»>) i /(Cau)i ОГ оцтимальных эначеннй

2 6345 6280 (3 2859 2758

4 2847 2713

5 4540 4387

Значения показателя (0w)> /(Cw)> прн отклоненнях от оптимального ряспрелелення в пернфе- в осевой рнйной зоне зоне после нзменення снстемы загрузкн

Значение (Ош)> /(Си), после нзмерення ре" хнма зягрузкн в пернфернйной зоне