Способ регулирования хода доменной печи Советский патент 1984 года по МПК C21B5/00 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам регулирования хода доменной печи в замкнутом режиме с .помощью ЭВМ.

Известен общепринятый в практике доменного производства способ регулирования хода доменных печей, включающий управление в зависимости от технологических отклонений контролируемых датчиками параметров работы печи, качества загружаемой шихты, состава комбинированного дутья и продуктов плавки Л.

Однако в этом способе периодически возникает нестационарность процесСа, вызванная цикличностью загрузки шихтовых материалов и выпуска жидких продуктов плавки при неизменности параметров и состава комбинированного дутья.

Известен способ регулирования хода доменной печи, включающий периодическое увеличение расходов дутья и природного газа во время циклического выпуска чугуна, причем расход дутья изменяют на 1-2% и соответственно расход газа на 2-3% на каждый 1% повьшения разности порозности столба шихты в печи между выпусками 2J .

Способ позволяет частично устранить негативные последствия нестационарности доменного процесса и улучшить технико-экономические показатели работы печи за счет повышения ровности ее хода. Однако этому способу при суща неопределенность как в определе нии момента начала воздействия и абсолютных изменений расходов дутья и природного газа, так и в наличии данных о порозности загружаемой шихты, которая нигде в практике доменного производства не определяется. Известен также способ контроля агрегатного состояния шихты в доменной печи по изменению напряженности магнитного поля горна, фиксируемой магнитовосприимчивыми датчиками. При чем по характеру изменения синусоидальной кривой контролируют начало и конец вьтуска жидких продуктов плавки и темп их накопления 3 и 4. Однако по этому способу неизвестна последовательМость изменения пара метров дутья и природного газа для устранения нестационарности доменного процесса. Наиболее близким по технической сущности достигаемому результату

является способ регулирования хода доменной печи, включающий периодическую загрузку в печь подач щихты и их плавление, непрерывный контроль датчиками технологических параметров процесса и периодическое управление ходом печи в соответствии с выявленными отклонениями путем изменения параметров горячего обогащенного кислородом увлажненного дутья при циклическом увеличении расхода природного газа в пределах до 20% от исходного заданного на печь среднего уровня во время выпуска жидких продуктов плавки.

Промьщшенные опытные плавки этого способа регулирования хода на доменных печах Магнитогорского меткомбината показали, что за счет частичного устранения нестационарности процесса снизилась среднесуточная температура в щахте. Это улучщило тепловую подготовку шихтовых материалов перед поступлением их в зоны активного восстановления и, как следствие, повысилась степень использования восстановителей .

Однако способ регулирования хода не обеспечивает стабилизацию температурных условий,в периоды вьтуска наполнение горна жидкими продуктами плавки. В период вьгауска сход шихтовых материалов увеличивается, горн интенсивно охлаждается. При этом увеличение расхода природного газа согласно известного способа только повьш1ает нестационарность температурных полей в нижней части печи. Кроме того, способ не обеспечивает четкую оптимальную последовательность вьтолнения регулирования как во времени, так и по величине выполнения воздействия, а также не позволяет повысить производительность печи и улучшить качество чугуна. Цель изобретения - экономия кокса, улучшение качества чугуна, повьш1ение производительности печи. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования хода доменной печи, включаюему периодическую загрузку в печь подач шихты и их проплавление, непрерывный контроль датчиками технологических параметров плавки и управление ходом печи путем изменения параметров горячего обогащенного кислородом увлажненного дутья при циклическом увеличении расхода природного газа в пределаъ до 20% от исходного заданного на печь среднего уровня газа во время выпуска из печи жидких продуктов плавки, увеличивают расход природного газа в указанных пределах и одновременно снижают влажность дутья в пределах до 5 г/м дутья в период выпуска жидких продуктовплавки ступенчато, с интервалом изменения их через 1-2 подачи загрузки шихты с темпом, соответственно обратно и прямо пропорциональным темпу з меньшения напряженности магнитного поля горна печи в период выпуска, начиная с момента уменьшения напряженности от максимума на 10% включительно до конца выпуска, а в период накопления продуктов плавки в горне печи изменя расход природного газа и влажность дутья на обратные по знаку и величине последовательность с момента увеличения напряженности вьше 10% от ми нимальной включительно до открытия следующего выпуска. Последовательность действий спосо ба регулирования хода доменной печи установлена при испытаниях его на до менных печах различного объема Магни тогорского Металлургического комбина та при выплавке предельного чугуна в различных шихтовых и дутьевых усло виях. Оп7Т1мальность пределов циклическо го изменения расхода природного газа и влажности горячего дутья до 5,0 г/м также установлена во время опытных плавок. При этом выявлено, что выход за эти пределы в общеприня том режиме проведения доменной плав- ки на печах любого объема приводит к перерегулированию хода, усилению нестационарности процессов, и как следствие, вызывает неровный ход печи, перерасход, кокса, снижение качества чугуна. Установлено также, что наиболее оптимально производить циклические ступенчатые изменения расхода природ ного газа и влажности дутья именно после превышения напряженности магнитного поля горна на 10% от значений в моменты начала вьтуска или его закрытия. Практика испытания различных вари антов изобретения показала, что наиболее рациональным является ступенчатое изменение расхода природного газа и влажности дутья с интервалом очередной ступени увеличения (уменьшения) регулирующего параметра 12 подачи загружаемой шихты или в среднем через 6-16 мин. Такой интервал регулирования удобен с точки зрения автоматизации по времени для обработки темпа изменения напряженности магнитного поля горна и определения пропорционального ему изменения величины природного газа и изменения величины природного газа и влажности дутья в очередной ступени регулирования. Кроме того, регулирование по времени чаще 1 подачи не дает улучшения, а реже двух подач приводит к опозданию необходимых для стабилизации хода печи управляющих воздействий. Опытно-промышленная зксплуатация способа, осуществленного таким образом, показала, что в случаях загромождения горна или не полной вьщачи жидких продуктов плавки замедляется число подач загруженных от момента закрытия выпуска до очередного его открытия. Соответственно этому Снижаются также пределы изменения расхода природного газа и влажности дутья, что соответствует принципу регулирования - поддержания в объеме доменной печи постоянных температур rto- лей. При этом для сохранения среднесуточного заданного уровня расхода природного газа после вьшолнения очередной последовательности ступенчато го его увеличения в указанных пределах следующее за ним ступенчатое уменьшение расхода газа вьтолняют с коррекцией на дебаланс газа от среднего уровня за цикл-выпуск-наполнение жидких продуктов плавки в горне. ., Пример 1. Доменная печь № 10 объемом 2014 м оборудована магнитовосприимчивыми датчиками и типовыми датчиками контроля хода процессов, показания которых заведены в ЭВМ УМ-1, проплавляла шихту, содержащую 60% агломерата и 40% окатьш1ей. Вес рудной части подачи составляет 40 т, время срабатывания подачи изменялось в пределах 6-8 мин. Средний расход природного газа находится на уровне 20000 , а влажность дутья 10,0 г/м. Минимальное значение напряженности магнитного поля (Нг) в момент закрытия выпуска составляет 3000 гамм, а ее максимальная величина перед открытием выпуска повьшала до 4200 гамм. Доменная печь имеет 14-разовый график вьщачи чугуна, продолжительность выпуска 50 мин и межвьтускное время 53 мин.

В момент закрытия очередного выпуска чугуна влажность дутья (if) составляет 5 г/м, расход природног газа (Пг) 24 тыс. м/ч и напряженность магнитного поля (Н) 3000 гамм За время срабатывания первой пода чи (6 мин) напряженность увеличилас от 3000 до 3300 гамм (10,0%) и ЭВМ вьщала команду на закрытие природного газа на 889 м/ч и открытие влажности дутья на 1,11 г/м. За весь межвыпускной период выполнено 9 команд от ЭВМ, в результате расход природного газа снизился на 8000 м/ч, влажность дутья повышается до 15 г/м (см. чертеж) . После открытия выпуска уменьшение напряженности магнитного поля на 10% от ее максимального значения 4200 гамм произошло через 10 мин, в течение вьтуска загружено 9 подач. После выполнения 8 команд от ЭВМ расход природного газа и влажность дутья достигли предельных значений и дальнейшее их изменение

до закрытия выпуска не производилось В дальнейшем цикл регулирования вновь повторяется.

Пример 2. При разогреве доменной печи технологический персонал устанавливает среднюю базу по влажности 15 г/м вместо 10 г/м, как приведено в примере 1.

В этом случае перед открытием вьтуска максимальная влажность 20 г/м, а минимальная - в момент закрытия вьтуска 10 г/м. Перераспределение природного газа в циклы выпуск - межвыпускной периоды сохраняется, как описано в примере 1.

П р и м е р 3. При похолодании доменной печи технологический персонал автоматическое управление дросселем влажности пара от ЭВМ переводит на ручное управление и устанавливают минимальное значение влажности дутья. Перераспределение природного газа в циклы выпуск-межвыпускной периоды сохраняется как описано в примере 1.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения на доменной печи объемом 2014 м составляет по30 рядка 100 тыс. руб. год.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ХОДА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий периодическую загрузку в печь подач шихты и их проплавление, непрерывный контроль датчиками технологических параметров плавки и управление ходом печи путем изменения параметров горячего обогащенного кислородом увлажненного дутья при циклическом увеличении расхода природного газа в пределах до 20% от исходного заданного на печь среднего уровня газа во время выпуска из печи жидких продуктов плавки, отличающийся тем, что, с целью экономии кокса, улучшения качества выплавляемого чугуна и повышения производительности печи, увеличивают расход природного газа в указанных пределах и одновременно снижа$ ют влажность дутья в пределах до 5 г/м дутья в период выпуска жидких продуктов плавки ступенчато., с интервалом изменения их через 1-2 подачи загрузки шихты с темпом, соответствен но обратно и прямо пропорциональным темпу уменьшения напряженности магннт ного поля горна печи в период выпуска, начиная с момента уменьшения напряженности от максимума на 10% включительно до конца вьшуска, а в пеND О Ю риод накопления продуктов плавки в горне печи изменяют расход природного газа и влажность дутья на обратные по знаку и величине последовательно с момента увеличения напряженности вьш1е 10% от минимальной включи-; тельно до открытия следующего выпуска .

MfjrfjHtnfye.

Ф

/3

г

l,-S3MUff

ч

ч

Tf-SO