Способ доменной плавки

 

Союз Сопвтскык

Соцыалыстычвсиыи

Рвспубяии

И С А Н И Е („, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 I ) Дополнительное к авт. свид-ву (5I)N. Кл. (22)За«влено 07.08.81(21) 3323748/22-02

С 21 В 5700 с присоединением заявки.яе (2В)Приоритет

1оеударствекнц1 квинтет

СССР по делам изобратеккй н открытий

Опубликовано 30.12 82 Ьюллетень,яЪ 48 (S3) УДК 669. 162.

2Ь3.2(088.8) Дата опубликования описания 04.01.83

И.Г. Товаровский, В.Н. Хомич, Ю.S. Яковлев, Г.Пу;Дежнев, Ю,В. Федулов, В.В, Коннов, В.И. Паршаков,,Б. Федотов, Ф,Р. Шкляр и Н,М, Бабушкин

1 . : .-E, Институт черной металлургии, Всесоюзный научно-исследовательский институт металл ргичйКкой,-.. (72) Авторы изобретения (71) Заявители теплотехники и Иагнитогорский металлургиче комбинат (54) СПОСОБ ДОМЕННОИ ПЛДВКИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может использоваться для регулирования работы воздухонагревателей доменной печи.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ доменной плавки, включающий нагрев всего дутья путем циклического пропуска его через регенеративные воздухонагреватели и добавку в него природного газа, кислорода и водяного gapa (1 3.

В течение цикла пропуска дутья через воэдухонагреватели температу" ра его постепенно снижается, однако среднее ее значение за цикл больше, чем с случае стабилизации температу,ры дутья в течение цикла эа счет добавки. холодного дутья с помощью смесительного устройства. Снижение температуры дутья в течение цикла сопровождают снижением расхода при" родного газа, обеспечивающим поддер2 жанне постоянной теоретической температуры горения.

Недостатком способа является то, что в течение цикла нагрева дутья его температура существенно изменяется, а так как длительность цикла нагрева дутья соизмерима с интервалои вреиени между смежными выступами чугуна, то среднее значение температуры дутья за период между смежныии выпусками чугуна может оказаться различным в эависииости от количества и длительности циклов нагрева дутья, приходящихся на интервал времени смежныии выпусками чугуна. Это 5 приводит к колебаниям теплового режима плавки, состава и температуры чугуна между выпусками и перерасходу кокса. Изменение расхода природного газа в течение цикла на величину, го обеспечивающую поддержание постоянной теоретической температуры горения, не компенсирует отклонение от теплового баланса горна вследствие

3 98503 изменения объема горновых газов и вызывает колебания газодинамического режима плавки. Кроме того, переменное количество природного газа вы" зывает колебания восстановительного потенциала горновых газов из-за изменения содержания в них водорода, что может неблагоприятно сказываться на работе печи.

Цель изобретения " стабилизация 3ф теплового режима плавки и экономия кокса.

Поставленная цель .достигается аа счет того, что в способе доменной плавки, включающей нагрев всего дутья д путем циклического. пропуска его че" реэ регенеративные воздухоиагреватели и добавку в него природного газа, кислорода и водяного пара в послед" нем цикле пропуска дутья через регенеративные воэдухонагреватели каждого периода времени между смежными выпусками чугуна производят изменение количества дутьевых добавок (дополнительно вдуваемое топливо, кис» лород, влага дутья) на величину, пропорциональную отклонению фактической средней температуры дутья между смежными выпусками от прогнозируе-. мого для этого периода уровня средней температуры дутья. и таким образом, что при увеличении температуры дутья от прогнозируемого среднего уровня на каждые 100 С увеличивают расход природного газа на 0,656-.0N5$ к дутью и одновременно уменьшают содержание кислорода в дутье на такую же величину, или увеличивают влажность на 5,32-5,51 г/м и одновременно уменьшают содержание кислорода в дутье на 0,661-0,6853; при

4О отклонении температуры s противоположную сторону на ту же величину аналогичные действия по регулированию производят с противоположным знаком.

45 . Способ осуществляется следующим образом.

Нагрев. дутья ведут путем циклического пропуска его через регене" ративные воздухонагреватели, при-. чем цикличность пропуска дутья через регенеративные воэдухонагреватели не связывают с цикличностью выпуска чугуна. В результате этого на каждый промежуток времени между смежными выпусками чугуна может приходиться нецелевое количество циклов (например 1,7) пропуска через регенератив.

3 4

we воздухонагреватели, что будет способствовать колебаниям теплового режима, а также состава и теплосодержания чугуна между выпусками.

С целью стабилизации теплового режима и экономии кокса в каждом промежутке времени между смежными выпусками чугуна с помощью вычислительного устройства подсчитывают среднюю температуру дутья и ее отклонение от заданного уровня. !

На основании этого изменяют одновременно расход топливной добавки и кислорода или,влаги дутья и кислорода s противоположных направлениях таким образом, чтобы скомпенсировать изменение теоретической температуры горения топлива на уровне фурм, произошедшее эа счет изменения температуры дутья, оставив при этом неизменным количество горнового газа и его восстановительный потенциал. укаэанное изменение количества дутье" вой добавки или влажности дутья производят в течение последнего цикла пропуска дутья через воэдухонагре" ватели. в данном промежутке времени между смежными выпусками чугуна на основе определения средней температуры дутья за этот промежуток времени.

Определение средней температуры дутья за весь промежуток времени между смежными выпусками чугуна в момент начала последнего цикла пропуска дутья через воздухонагреватели в этом промежутке времени производят по измеренным значениям температуры дутья до начала этого цикла и заранее известному характеру его изменения в течение укаэанного цикла, Количество подаваемых природного газа и кислорода или влаги дутья и кислорода при изменении температуры дутья определяются иэ следующих соотношений: ат, а ат ат т, т ав аи

Д Ф =-дД (2}, Т где частная производная от теоретической температуры горения по температуре дутья, ОС/0С, Величина производной

Производная

Размерность минималь- максимальная атт

М

100еС - 50

С на 13 Од е дутье 35 атт аЪ

C»1gê дутьа. -65

-38 ат ач оС на 14в дутье

-38

-64

Тогда величина компенсируащих воз действий при изменении температуры дутья .íà 100оС составляет для макси- зэ мальных значений производных

4Р = -а1Ч = 0,6563;

8 0

>5 аЧ = -дМ = — — .= 0,6613 мпи»

8 0

5,7+6,0

5,32 г/м для минимальных значений производных

60 =-4И = 0,685;

5 0

У Э

5 0

4Ч =-ЬМ = 0,685 или

3> +3» 5,5 г/м .

Изменения в тепловом балансе нижней части печи при изменении температуры, дутья на 100ОС в расчете .на за максимальные значения производных аоставляет ат, зт, ат, ат, 49 - ® 4 % у 49. без компенсации . яв с

4ò = 400 С=BOoc;

ЮО С с компенсацией

4т = . 8001+ - 65 е (О, Ь% Ь)+

Т ЕЕОС е/е (57- — (- Ц Ь56)+ 0 = O

О

Ф

Изменение количества горнового газа,,равно

4Ч г.г. = 24И + 2 ЮЧ+ 2Ю4

4 Ч „, 2(-0,656)+0+2(+0,656) 9.

Изменение восстановительного потенциала горнового газа при постоянстве

его количества составляет

4П=4 +4СО= 24%+4 + 243+hY, гг тгг

2 (-0, ьюь )+ю Ф(+ 0,656)+о»

411 e + =9. rr гг

Аналогичные рассуждения можно npQвести и для случая компенсации с вла" гой дутья.

Отсюда видно, что при одновременном введении компенсации по двум па-,5 т - то же по относительному выражение (1) ю (2) вместо велив

as расходу природного газа, ат, ф/ о

HsI D и производной — т подставля» ат аа

b av — - тоже по содержаний кислоо .. а, рода в дутье, Ф/ С; ется величина М и производная ьЙ - изменение температуры дуач

* тья, оС.

Величины входящих в формулу

Для определения величины аэпен- производных приведены в f àáàрисующего воздействия по влаге дутья 1в це.

985033 раметрам (природный газ + кислород или влага дутья + кислород) компенсация возмущений в тепловой работе нижней части печи производится без внесения возмущений в газодинамический режим ее работы и восстановительный потенциал горнового газа.

Таким образом, при увеличении температуры дутья на каждые 100 С от установленного среднего уровня для компесации возникающих возмущений в тепловом режиме необходимо yaåëèчивать расход природного газа на.

0,656-0,6853 к дутью и одновременно снижать содержание кислорода в дутье на ту же величину, или увеличивать влажность дутья на 5,32г/м и одновременно снижать содержание кислорода в дутье на

0,661-0,6853. При отклонении температуры в противоположную сторону на ту же величину аналогичные действия по регулированию производят с противоположным знаком.

Компенсирующие воздействие выше верхнего предела вызывают нарушение условий компенсации и ухудшают работу печи вследствие изменения га-! зодинамического и восстановительного режима плавки. Снижение компенсирующих воздействий ниже нижнего предела приводит к неполной компенсации возмущений в тепловой работе нижней части печи, что так же не" удовлетворительно сказывается на ходеэз технологического процесса плавки.

Поскольку влага или дутьевая добавка подается только в последнем цикле пропуска дутья через регене-. ративные воздухонагреватели данного 40 периода времени между смежными выпусками, то количество ее в дутье данного цикла увеличивают пропорционально отношению времени всего периода между смежными выпусками чугу" на к времени последнего в этом периоде цикла пропуска дутья через воздухонагреватели.

Пример конкретной реализации пред" лагаемого способа.

При 15 выпусках чугуна в сутки и одинаковой длительности всех циклов пропуска дутья через регенеративные воэдухонагреватели - 45 мин, в интервал времени между смежными выпус". кани (96 мин) может попасть различ" ное (в том числе дробное) количество циклов.

В одном иэ интервалов времени между смежными выпусками чугуна послед" ний цикл пропуска дутья через воэдухонагреватели начинают за 30 мин до начала очередного выпуска чугуна.

При этом начальная температура дутья в этом цикле 1300 С, а скорость ее о падения 2,5 град/мин. Средняя температура дутья эа период от начала предыдущего выпуска чугуна до начала последнего цикла пропуска дутья через воздухонагреватели, измеренная и вычисленная с помощью 3ВМ, составляет 122ООС при установленном среднем значении для всего интервала времени между смежными выпусками чугуна 1205ОС.

Ожидаемая средняя температура за промежуток времени между смежными выпусками составляет

1220 66+0 5 l300+1300-2 5 30 >30

1245 С.

Для компенсации отклонения указанного значения температуры от установленного на 1245-1205 = 40 С следует увеличивать расход природного газа в дутье на

Ы) = 0,656 - 00 = 0,262З

40 и снижать содержание кислорода в дутье на

AW = -hD =-0,2623, или увеличивать влажность дутья на

ЬЧ = 0,661 100 = 0,2644 или

2,13 г/м 3 и снижать содержание кислорода в дутье на аХ, = -дЧ = o,264Ф

Поскольку компенсирующие изменения производятся в последние 30 мин, то величина компенсирующих воздействий увеличивается на

96

= 3,2 раза и составляет

Д D =-aW = 0,262. 3,2 = 0,878Ж или ьq=-аМ = 0,264 3,2 = 0,8453 =

= 6,8 г/м .

Возможные колебания температуры дутья в различных промежутках между смежными выпусками чугуна в пределах+ 40 С вызвали бы во йзбежвние похолоданий печи при снижении температуры необходимость поддержания запаса кокса в количестве, эквивалентном изменению температуры дутья, на 40ОС, или на 6 кг/т чугуна (ис985033

У ходя иэ экономии 15 кг/т кокса на каждые дополнительные 100 С нагрева дутья). Регулирование теплового ре жима исключает необходимость такого запаса тепла в горне и кокса и прйводит к экономии кокса 6 кг/т.ч.

Формула изобретения

Способ доменной плавки, включающий нагрев всего дутья 0у(ем циклического пропуска его через регенеративные воздухонагреватели и добавку в него природного газа, .Кислорода и 15 водяного пара, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью стабилизации теплового режима плавки и экономии кокса, в последнем цикле пропуска дутья через регенератывные воздухо- 2в нагреватели между смежными выпусками чугуна произа@дят изменение ко личества дутьевых Добавок на величину, пропорциональную отклонению фактической средней температуры дутья за период времени между выпусками от прогнозируемого для этого периода уровня средней температуры дутья, что при увеличении температуры дутья от прогноэируемого .среднего уровня на каждые 100 С увеличивают расход природного газа на 0,656-

0,6853 и одновременно уменьшают содержание кислорода в дутье на такую . же величину, или увеличивают влаж-. ность на 5,32-5,51 г/м и одновременно уменьшают содержание кислорода в дутье на 0,661-0,ба; при отклонении температуры в противоположную сторону на ту же величину аналогйч= ные действия по регулированию производят с противоположным знаком.

Источники информации, принятые во внимание flpH эмсаертизе

Бабушкин Н.Н. и др. "Метал-. лурги, 1976» М 8, с. 8-11 °

Составитель Б. Негинский

Редактор Е. Лушникова Техред I. Кастелевич Корректор

Заказ 10085/31 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4