Способ регулирования подачи восстановительного газа в доменную печь Советский патент 1983 года по МПК C21B5/06 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к регулированию технолргического процесса вь1плавки чугуна в доменных печах.

Известны способы регулирования подачи восстановительного газа в доменную печь, в соответствии с .которыми количество газа определяется параметрами комбинированного дутья. Например, на Челябинском металлургическом заводе природного газа регулируют таким образом, что отношение его расхода к расходу кислорода поддерживают в пределах l/2-l,.

Приведенные способы недостаточно эффективны, так как не учитывают степень использования восстановительного газа в печи { количество замененного углерода кокса. При подаче природного газа в доменные печи завода им. Дзержинского степень ис- , пользования водоро;ца колеблется в пределах 0,25-0,50, вызывая изменение козффициента згцлены кокса природным газом 0,607-1,02 кг/м. Вследствие этого- колеблется э- фективность применения природного газа, тепловое состояние печи и химсостав чугуна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ регулирования подачи природного газа в шахтную печь. В соответствии с этим, способом количество восстановите ного газа поддерживают на экстремальном уровне, соответствующем максимуму снижения расхода условного кокса. При этом расход условного кокса равен количеству кокса, которое за10меняется восстановительным газом, минус расход условного кокса, эквивалентного затратам.на восстановительный газ и кислород C2J.

Однако этот способ также недоста15точно эффективен, так как не учитывает влияние степени использования вбсстановительного газа в печи на .количество заменяемого углерода кокса и, следовательно,- на тепловое со20стояние процесса.

Цель изобретения -. повышение эф фективности подачи восстановительного газа в доменную печь и улучшение качества чугуна.

25

Поставленная цель достигается тем, что количество восстановительного газа поддерживают на экстремальном уровне соответствующем максимуму экономии условного кокса, по данным

30 измерений расхода и состава комбинированиого дутья, химсостава колош никового газа определяют замену углерода кокса БОСС тановH f ельным газо и его отклонение от предьиущего зна чения и при наличии Ьтклонения изме няют рудную нагрузку на кокс. , Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. При подачев доменную печь восст новительного газа измеря- т состав (fl,) -и количество v восстановительного газа, количество дутья V, и кислорода УО/ влажность дутья А , количество подач загружаемых в печь материалов, состав колошникового газа (СО,СО2, Н). По усредненным значениям измеренных параметров за время t в пределах 10-60 мин, вычисляют количество углерода кокса, Эс, которое заменяется восстановительным газом (3021gT Co -Ь 2580 ЦПЫУвг t (l 1,866 (1254+3021| р ) И экономию условного кокса от приме нения комбинированного яутья 3021 Г1со+ 2580|С|Чн4 .. /к l7866 c Tl254+302lTi o Bt где и г f соответственно количество водорода и окиси углерода, образующихся в доменной печи из 1 м вос становительного газа; и ,У1 - степень использования воНао со дорода и окиси углерода, доли единицы, С - содержание углерода в кок се, доли единицы, К ,К - коэффициенты эквивалент нести природного газа и кислорода коксу, соответственно, 3021 - количество тепла, вьоделяемого при окислении СО в СО, ккал/м, 2580 - количество тепла, вьщеляемого при окислении Н в Н2.О, ккал/м ; i;866 2||i., 22,4 - число Авагадро, 12 - молекулярный вес углерода 1254 - количество тепла, выделяемого йри окислении С в СО, ккал/м. Шагами через время t по 5-20% от установивмегося расхода восстановительного газа изменяют его количество до экстремального значения, соответствующехю максимуму экономии условного кокса, и поддерживают расход восстановительного газа на экстремальном уровне. Определяют изменение количества углерода кокса, заменяемого восстановительным газом, по сравнению с предьщущим периодом усреднения ЛЭс Эр(t) - 3e(t-1). Изменяют массу коксовой колоши на величину Ak - , - L П где п -,количество подач шихтовых материалов и топлива, загружаемых в доменную печь при нормальной работе за время t. Если ) k) 100 кг/подачу, то изменяют массу коксовой колсши на 100 кг в следующем количестве подач % с.1оо Пример, доменная печь полезным объемом 1754 м завода им. Дзержинского выплавляет передельный чугун. В печь вдуваетЬя 3670 дутья, обогащенного кислородом, 67,6 м /мин кислорода и 123,3 м /мин природного газа и загружается 10.подач шихтовых материалов и кокса за 60 мин. Природный газ имеет химсостав: /4 2,06; аГ 1,077. в таблице приведены значенг1Я измеренных параметров, вычисленных показателей и выполненные операции по поиску оптимума расхода природного газа и стабилизации теплового состояния. Поиск экстремального значения расхода природного газа ведут увеличением расхода природного газа шагами no/vl6,00 через каждые 60 мин. С первого до третьего шага с увеличенлем количества природного газа экономия условного кокса увеличивается, поэтому расход природного газа акже увеличивают. На четвертом шаГУ после увеличения количества природного газа экономия условного кокса снижается по сравнению с предьадущии значением на 12,58 кг/мин. Поэтому на пятом шагу поиска расход природного газа снижают, и это позволяет получить максимум экономии условного кокса. Таким образом, в приве-, денных условиях расход природного газа 173,3 является экстремальным, соответствующим максимуму экономии условного кокса. При поиске оптимума расхода природного газа определяют количество углерода кокса, которое заменяется природным газом. После первого шага увеличения расхода природного газа количество замененного углерода кокса увеличивается, и принимаются меры по снижению массы коксовой колоши в среднем на 123 кг. Аналогичные снижения массы кокса в подаче производят после второго и третьего шага увеличения расхода природного Хаза,

После четвертого шага расхода природного газа количество замененного углерода кокса снижается. Поэтому для стабилизации теплового состояния печи в двух подачах добавля-. ется по 100 кг кокса.

После пятого шага с уменьшением расхода природного газа количество замененного углерода кокса возрастает, поэтому в двух подачах снижают массу коксовой колгаии на 100 кг.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить эффективность восстановительного газа, снизить расход кокса на 0,5%, соответственно увеличить производительность и улучшить качество чугуна. Ожидаемый эко номический эффект от внедрения способа составляет:

юо C 0666oo.44- fo6660o 2.117

l-WnS PVE..

0,5

снижение удельного

где расхода кокса и увеличение производительности после внедрения способа, %;

510 удельный расход кок0са, кг/т чугуна;

1066600 годовая производительность доменной печи, т

44 стоштость кокса, РУб/т;

5

2,71 условно-постоянныерасходы на передельный чугун, руб/т.

Дополнительная эффективность по0 лучается за счет стабилизации состава чугуна. . Формула изобретения Способ регулирования подачи восстановительного газа в доменную печ включакхций изменение расхода восста новительного газа с интервалами вре мени между ними и последующцм изменением расхода условного топлива по содер: канию Si в чугуне, отлича ющийся тем, что, с целью обеспечения максимального коэффициента замены углерода кокса на плавку, ра ход восстановительного газа и кокса изменяют по показателю коэффициента замены углерода кокса согласно следующей зависимости (30217ГПсо+2| 0 1 1ц) 1, + 3021Г) где Э - экономия углерода кокс и - степень использования Со водорода и окиси углерода, доли единицы, JH,f количество водорода и окиси углерода, образу ющихся в печи из 1 м восстановительного газа, количество подаваемого в печь восстановительного газа, nVминJ t - время усреднения результатов измерений, мин} 3021 количество тепла, выделяемого при окислении СО и CO.J, ккал/м, 2580 количество тепла, выделяемого при окислении H-i в НО, ккал/м. , 1,866 12 ... 22,4 - число Авагадро 12 - молекулярный рее углерода;1254 - количество тепла, выделяемого при окислений С в СО, ккал/м. Источники информации, ятые во внимание при экспертизе .Отчет о научно-исследовательработе НИР Б 147 635. Челябинсметаллургический завод. 1975. .Тихомиров Е.Н. Комбинировандутье доменных печей. М., Стройт. 1974, с. 69, рис. 31.