Способ загрузки доменной печи
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5020743/02 (22} 03.0192 (46) 15.11.93 Бюл. Na 41 — 42 (71) Череповецкий металлургический комбинат им.50-летия СССР (72) Икконен АК; Улахович ВА; Сысоев Н.П.; Юсфин
Ю.С.; Логинов В.Н„Курунов И.Ф„Котов АП. (73) Череповецкий металлургический комбинат
w.50-летия СССР (54) СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ (57) Сущность изобретения: при загрузке шихтовых материалов на колошник контролируют их плотность, рудную нагрузку, частоту загрузки подач и в зависимости от изменения частоты загрузки и рудной нагрузки изменяют массу подачи в соответствии с выражением m. =m. n. ° (PH.+1) °
4! i i
° РН. /n ° {PH. +1) РН,. В случае изменения и-т зад +т (В) RU (11) 2002808 С1 (51) 5 С21В7 20 уровня засыпи массу жепезорудных материалов в подаче увеличивают при подъеме поверхности засыпи и уменьшают при ее опускании в соответствии с выражением п1=m, +(h,— h ) S ° у/(1+1/РН,), i i it1 к 1 зад где m, — заданная масса железорудных матеI риалов в подаче, т; и,, и — текущая и заданная зад . частоты подач, шт/ч; Н,, Н. — рудная нагрузка в +1 текущей и очередной подачах, т/т; h,h, — урон-т вень засыпи при загрузке текущей и очередной лог дач, м; S — площадь колошника, м; у — насыпная к плотность шихты в подаче, т/м; m, m — масса з.
i+1 жепезорудных материалов в текущей и очередной подачах, r.
2002808
П V ) $к V
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на доменных и обжиговых печах, шахтных печах прямого получения железа, а также в других отраслях промышленности. где применяют противоточные агрегаты с периодической загрузкой сыпучих материалов.
Известен способ загрузки доменной печи, в котором массу желеэорудных материалов в подаче поддерживают неизменной (Жеребин Б.Н. Практика ведения доменной печи, M,: Металлургия, 1976). Недостатком
его является непостоянство интервала времени между загрузкой очередных подач, обусловленное изменениями высоты подачи (из-эа неизбежных варьирований рудной нагрузки, соотношения в подаче материалов разной насыпной плотности) и скорости схода шихты (при отклонениях теплового состояния, накоплении и выпуске жидких продуктов плавки), B результате возникают существенные колебания температурного поля и подъемной силы газового потока в верху печи, приводящие в свою очередь к изменению газораспределения в шахте, степени восстановления материалов, к зоне когеэии и ее газоприницаемости и, в конечном итоге, к перерасходу кокса на выплавку тонны чугуна. Кроме того, колебания температуры колошникового газа ухудшают условия службы колошниковой защиты и засыпного аппарата.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ загрузки доменной печи, при котором изменяют массу железорудных материалов в подаче в зависимости от содержания в них мелочи — уменьшают ее при увеличении содержания мелочи и наоборот (11.
В данном способе изменение массы подачи осуществляют без учета скорости схода шихты и высоты подачи, что, как и в предыдущем способе, не позволяет обеспечить постоянство интервала времени между загрузкой очередных подач и устранить нежелательные колебания теплового и газодинамического режимов плавки, приводящие к перерасходу кокса и ухудшению условий службы колошниковой защиты и засыпного аппарата.
Предлагаемый способ загрузки доменной печи, включающий набор подачи шихтовых материалов в загрузочное устройство, выгрузку их на колошник, изменение массы железорудных материалов в подаче, предполагает, с целью снижения расхода кокса и увеличения срока службы колошниковой защиты и засыпного аппарата эа счет стабилизации газодинамического и теплового режимов, контролировать насыпную плот5
55 ность шихтовых материалов, рудную нагрузку, частоту загрузки подач и изменять массу железорудных материалов в подаче при отклонении частоты загрузки подач от заданной величины и рудной нагрузки от ее предыдущего значения в соответствии с выражением (Н +1) Р Н -1
my + g = mg где пц, m+> — масса железорудных материалов в текущей и очередной подачах, т; пь п3яд соответственно текущая и заданная частота загрузки подач, шт/ч;
РНь РНн-1 — рудная нагрузка соответственно в текущей и очередной подачах, т/т.
В случае изменения уровня засыпи шагами от верхнего предела к нижнему и обратно заданную массу железорудных материалов в подаче увеличивают при повышении поверхности засыпи и уменьшают ее при опускании поверхности эасыпи в соответствии с выражением
m,=m "д+(Ь-hi+ ) S, y/(1+1/PÍ), где пц"" и mi — соответственно заданная (с учетом заданной частоты загрузки подач) и откорректированная масса железорудных материалов в подаче, т;
Ь и hi+> — соответственно уровень эасыпи в текущей и очередной подачах, м;
$к — площадь Колошника, м; г. у- насыпная плотность шихты в подаче, т/м .
Данные выражения выведены из условия постоянства интервала времени между загрузкой очередных подач (или постоянства количества загружаемых подач за единицу времени, например эа 1 ч), которое равно где т — интервал времени между загрузкой очередных подач, ч;
n — частота загрузки подач,шт/ч; и — высота подачи (включая кокс), загруженной на колошник печи, м;
Х
m — масса подачи (включая кокс), т. у — насыпная масса подачи (включая
/ э.
v — скорость схода шихты, м/ч;
Sê — площадь колошникз, м .
В результате происшедших изменений состава шихты, скорости ее схода установилась текущая частота загрузки подач пь от2002808 личная от оптимальной, заданной пэад, Тогда подьеме сократится. Величина коррекции будет определяться интервалом изменения уровня засыпи, величиной рудной нагр; зки и поперечным сечением колошника и должна изменить высоту подачи на колошнике на величину приращения уровня эасыпи, Тогда
Х
1 ml Ц п у SK м (2) 5
Необходимо установить новую величину массы очередной подачи щн-1, при которой обеспечивалась бы заданная частота загрузки подач пэад. В этом случае будет
Х
Am(=(" +1) ) $к, (7) Хэад (3) пэад Я Як ч! 15
Поставив в выражение (3) vi, полученную из уравнения (2), и произведя необходимые преобразования, получим
20 (4) ад Х п а +1 =m<
Пэад эад („) ..SK/(1+1/PH;) (8) 1
m =m+ m m (1+ ), (5) т-+ =20
16,2 т.
ni (P Hi +1 ) P Н!+
m(+1 = ml (6) При этом масса кокса в подаче будет равна 16/4,0=4,1 т.
В слУчае иэменениЯ УРовнЯ засыпи ша- 5 В случае применения переменного гами оТ веРхнего предела до нижнего и о6 уровня засыли с шагом 0,25 м (1.75-1,5-125
Ратно необходимо корректировать массу 1,25 1,5) корректируют величину подачи по подачи, поскольку в противном случае при формуле (8), предварительно определив наопУскании поверхности засыпи интервал сыпную плотность подачи р е " Ме у подачам" BO3pacTeT, a npn л1 =(16,2+4,1)/(16 2/1,8+4,1/0 5)=1,18 т/мэ
Высота подачи зависит от величины рудной нагрузки, и, следовательно, ее изме- 25 нение вызовет отклонение частоты загрузки подач от заданной величины. Это обнаружится лишь через время, требуемое на определение частоты загрузки, Поэтому для повышения эффективности регулирования 30 целесообразно учитывать изменение рудной нагрузки с упреждением. Для этого массу подачи выразим через массу железорудных материалов в подаче и величину рудной нагрузки 35 где mK — масса. кокса в подаче, т; 40
РН вЂ” рудная нагрузка, т/т;
m — железорудных материалов в подаче, т.
Подставив зависимость (5) с соответствующими индексами! и!+1 в уравнение (4) и производя необходимые преобразования, 45 получим окончательное выражение для корректировки массы железорудных материалов в подаче при изменениях частоты загрузки подач и величины рудной нагрузки
Х где Л٠— приращение массы подачи (включая кокс), т;
h и пн-1 — соответственно уровень засыпи в текущей и очередной подачах, м.
Преобразуя с помощью уравнения (5) приращение массы подачи в приращение ее железорудной части, получим окончательное выражение для корректировки заданной массы железорудных материалов в подаче в случае работы печи с переменным уровнем засыпи где пц"" и mi — соответственно заданная (с учетом заданной частоты загрузки подач) и откорректированная масса железорудных материалов подач, т;
Пример осуществления способа, Доменная печь работает со следующими параметрами загрузки: масса железорудных материалов в подаче 20 т, их насыпная плотность 1,8 т/м; рудная нагрузка 3,8 т/т; масса кокса в подаче 5,3 т, его насыпная плотность 0,5 т/м; уровень засыпи t,5 м; площадь сечения колошника 32 м; г. заданная частота загрузки подач 10 шт/ч.
В результате изменения скорости схода шихты частота загрузки подач сократилась до 7 шт/ч. Это привело к колебаниям температуры колошникового газа между подачами до 80 — 100 С.
Тепловое состояние печи требует увеличения рудной нагрузки до 4 т/т.
Для устранения этого необходимо установить новые величины подачи и рудной нагрузки в соответствии с выражением (6) 2002808
В этом случае параметры загрузки за цикл изменения уровня эасыпи со5 ставят;
Уровень эасыпи, м
Масса железорудных материалов, т
Масса кокса, т
Частота загрузки подач,шт/ч
1,75 1,5 1,25 1,25 1,5
16,2 23,8 31,4 16,5 8,6
405 595 785 405 215
10 10 10 10 10
Применение предлагаемого способа загрузки доменной печи позволит сохранить требуемый, оптимальный темп загрузки печи и исключить нежелательные колебания 10 теплового и гаэодинамического режимов плавки, что обеспечит экономию кокса до
Формула изобретения
СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий набор подачи шихтовых материалов в загрузочное устройство, выгрузку их на колошник, изменение массыжелеэорудных материалов в подаче, отли- 20 чающийся тем, что контролируют насыпную плотность шихтовых материалов, рудную нагрузку, частоту загрузки подач и изменяют массу железорудных материалов в" подаче при отклонении частоты загрузки 25 подач от заданной величины и рудной нагрузки от ее предыдущего значения в соответствии с выражением п!,. (PH+1). РН+
ml+1= и !
30
räe m,,m»> - масса железорудных материалов соответственно в текущей и очеред. ной подачах, т;
n!,n„ä - соответственно текущая и за- 35 данная частота загрузки подач, шт/ч;
Составитель А.Агарышев
Редактор Е.Полионова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Ïåòðîâà
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Заказ 3217
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Тогда при подъеме поверхности засыпи масса подачи равна! т!!---16,2+(1,75 — 1,5) 1,18 32/(1+1/40)=23,8 т, а при опускании
m)=16,2+(1,25 — 1,5) 1,18 32/(1+1/4 =8,6 т.
1,0 и улучшит условия службы колошниковой защиты и засыпного аппарата. (56). 1. Авторское свидетельство СССР
М 1601127, кл. С 21 В 7/20, 1985.
РН!,РН,+1 - .рудная нагрузка соответственно в текущей и очередной подачах, т/т.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае изменения уровня засыпи шагами от верхнего предела к нижнему и обратно массу железорудных материалов в подаче увеличивают при подьеме поверх- ности засыпи и уменьшают ее при опускании поверхности эасыпи в соответствии с выражением (. !+1= (1+ Ин!) где m! !д - заданная (с учетом частоты загрузки подач) масса железорудных материалов в подаче, т:
h!,Ь!+1- соответственно уровень засыпи в текущей и очередной подачах, м;
Sk - площадь колошника, м;
1 - насыпная плотность шихты в подаче, т/м.
