Способ ведения доменной плавки Советский патент 1986 года по МПК C21B5/00 

ND

00

о:

Изо&ретение относится к черной металлургии, преимущественно к способам управления доменной плавкой.

Цель изобретения - снижение колебаний нагрева печи и улучшение технико-экономических показателей ее работы.

- Выбор отношения скорости схода шихты к расхбду кислорода дутья в качестве показателя, характеризующего тепловое состояние, печи, основывается на том, что практически любое возмущение, влияющее на теплопроводность процесса приводит к изменению количества вюстита, восстанавливаемого орямым путем, и, следовательно,. количества кислорода пихты и дутья, участвующих в газификации углерода.

. Таким образом, существует связь между изменением теплопотребности нижней части печи и изменением количества дутья, требуемого на газификацию углерода. Эта связь может , ,бВ1ть формализована с помощью ряда стехиометрических и статистических

соотнощений.

Количество кислорода, участвующего в газификации кокса, определяется выражением

О J - 0 ot

,J.i

(1)

м;

где Ot;;

-. количество кислорода дутья,

.

С - количество кислорода дутья, расходуемого на окисление углерода природного газа,

а, i - ,

0 - количество кислорода прямого восстановления железа (кислорода пихты, участвующего в газификации углерода кокса), м.

Для углерода кокса, газифицируемого кислородом дутья и шихты, принята на основе многочисленных балансов углерода и кислорода равной 0,85 С , где - количество углерода кокса, кг 4

С учетом стехиометрического соотношения углерода кислород в реакции

С ,

по которому

г- 1,0714 кг/м, 92 . .будет -иметь вид

(t- г 1(2)

Of

При вьфажении величин С в мг/мин и Oj в уравнение (2) связывает отношение скорости газификации углерода кокса, которая пропорциональна скорости схода шихты к минутному расходу количества кислорода дутья с расходами кислорода дутья, окисления углерода природного газа и кислорода прямого восстановления, отнесенными к расходу кислорода дутья.

При использовании измеряе аях на практике величин, а также с тесной статистической зависимости между

и степенью прямого восстановления из выражения (2) имеет вид

.г.

о.Ц, ,

vr%4 ,

+ (О,00722ZA - 0,0289),

где Wu - скорость схода шихты,

м/мин j

- расход дутья, м /мин; %0j - содержание кислорода в дутье, %;

Vn.rрасход природного, газа тыс.

Zj - степень прямого восстановления , %;

с(- коэффициент, учитывающий геометрические размеры печи:

с 0,; где DK, - диаметр колошника, м;

Р- коэффициент, учитывающий рудную нагрузку (Р/К), отношение объем подачи к объему кокса в ней и долю окатьш1ей в шихте (Ок) . При насыпных массах кокса 0,5 т/м, агломерата 1,7 т/м и окатышей 2,1 т/м В I + Р/К (0,294 - 0,054 Ок).

Уравнение Сз) справедливо для условий любой доменной печи при постоянных температуре и влажности дуть При постоянном отношении природVnr.

- кислород дутья п-;,,,

от-

Уд/оО

Wu,

г, связано со следующей

X.

V. ли стью: 3 Т 0.00722 Azj P Таким образом, отношение скорост схода шихты к расходу кислорода дутья (Л---) при постоянном отношении природный газ - кислород дутья позволяет оперативно оценивать, изменения теплопотребности низа печи. На основе многочисленных практических данных установлены следующие зависимости между изменениями степе ни прямого восстановления, удельно го расхода кокса и удельного расход природного газа: ± 10% zji, 42 кг/т К; ± 60 + 10%Z4 (per) или 4,2 (%)Z5 К (кг/тУ; (5) 0,167/1ПГ (MVT)-4z (рег)(%), где dzj изменение степени прямого восстановления в абсолютных процентах; .К - изменение расхода кокса, I кг на т чугуна; - изменение расхода при родного газа, чугуна. Условия компенсации колебаний нагрева выражены объединением формулы (4) и связей (5) и (6) через конт W ролируемый показатель Л Т, чг Р Ч гулируюшие параметры лк и ДПГ: -fbsr . т чугун 829,3 - , Р - Oj ЧУГУ Количественная взаимосвязь контролируемых и регулирующих параметров показана в таблице, в которой абсо-. лютные и относительные изменения параметров определены для реальных доменных печей при z 10% и неизменно расходе .кислорода дутья на каждой доменной печи. Путем обработки данных таблицы получают зависимости регулирующих (8) 764 воздействий при отклонении отношения скорости схода шихты к расходу кислорода дутья на каждьй 1% от заданного уровня: 4К 0,27 + 0,00225 К, или при К 400-500 кг/т ДК 1,2:1,3%, (Ю) где ЛК - из.менение расхода кокса на каждый отклонения Уд-%0, от заданного уровня, %; К - удельный расход кокса. : т чугуна аПГ 15 - 0,06 ПГ, или при удельном расходе природного газа ПГ 50-200 ДПГ(3-12)% где дПГ - изменение расхода природного газа на каждый 1% отклонения ,Д от заданного нормального А уровня, %; ПГ - удельный расход природного газа на печь, т чугуна Максимально допустимое изменение расхода природного газаЛПГ(,реэ определено с учетом допустимых отклонений теоретической температуры горения от уровня и выражено зависимостью ЛПГпр,в 45 - 0,15 ПГ, (12) где ПГпрез - максимально допустимое изменение расхода природного газа, %, или 4ПГ 15-37% (при ПГ 50 200 ). Изменение расхода природного газа при регулировании ограничено периодом 0,4 - 0,6 времени пребывания шихты в течение этого времени шихта с измененной рудной нагрузкой прихоит в зону, где начинает проявляться то изменение. Способ может быть реализован с поощью известных технических средств: корость схода шихты непосредственно змеряют, например, применяя зондоую лебедку, которая имеет дистанионную Передачу вращения барабана ри помощи сельсинов. Сельсин-приемик соединяется с поворотным датчиSком, выход которого представлен в форме 600 импульсов на один оборот датчика и поступает на входы специального блока обработки и управлени функции которого может выполнить микропроцессор, В этот блок обработ и управления (БОУ) дополнительно поступает также информация о следую вдях параметрах плавки; расход дутья и содержание кислорода в нем, расход природного газа. В него вводят вручную: удельные расходы кокса и природного газа, задание величины отношения природный газ - кислород дутья и заданный уровень отношения скорости схода шихты к расходу кислорода в дутье. БОУ поддерживает заданное отношение природный газ - кислород дуть вычисляет среднюю скорость схода шихты, расход кислорода дутья и их отношение, сравнивает его с заданны уровнем этого отношения, В случае отклонения этого отношения от заданного уровня БОУ либо в автомати ческом режиме изменяет расход кок са и расход Природного газа, либо вьщает рекомендации на их изменени Пример. Способ реализуется на доменной печи объемом 3200. м, которая выплавляет предельный чугу из шихты, состоящей из агломерата окатышей и конверторного шлака, ис пользуемого в качестве флюса. Нормальный уровень технологичес ких параметров плавки характеризуе ся величинами Рудная нагрузка 4,0 Рудная подала, т 60 , в том числе: агломерат, т , окатьш1И, т Конверторный шлак, т Коксовая подача, т Расход дутья, Содержание кис% 32 лорода в .дутье, Расход природного газа. Температура дутья, °С Влажность дутья, r/NT Удельный расход кокса. 6 т чугуна природного газа. т чугуна 154 Скорость схода шихты, см/мин 14,5 Устройство реализующее способ, в темпе с процессом определяет изменение отношения скорости схода шихты к расходу кислорода в дутье. Для нормального заданного уровня зто отношение равно 0,0085 см/мин-м /мин. Например, обнаружено, что расход дутья увеличился с 5300 до 5350 , а скорость схода шихты от 14,5 до 15,5 см/мин, т.е. отношение скорости схода шихты к расходу кислорода дутья увеличилось с 0,0085 до 0,0091 см/мин-м /мин или на 7% при постоянстве остальных технологических параметров, В соответствии с последовательностью действий, необходимо увеличить расход кокса на 8,7%, т.е. на 1,3 т/подачу, а расход природного газа на 21,9%, т.е. увеличить с учетом поддержания заданного соотношения природный газ - кислород, в дутье увеличить значение до 54855 на период 0,5 времени пребывания шихты (для данной печи это время составляет 5 ч) , т.е. на период в 2,5 ч. В случае, если отношение скорости схода шихты к расходу кислорода дутья отклоняется от заданного уровня не более чем на + 1,5%, то регулирующие воздействия не производятся. Экономическая эффективность применения изобретения определяетсяснижением колебаний нагрева доменной печи и возможностью уменьшения среднего содержания кремния в чугуне: снижение кремния в чугуне на 0,1% уменьшает на 1,2% удельный расход кокса и увеличивает на 1,2% пооизводительность печи. Формула изобретения 1. Способ ведения доменной плавки, включающий контроль скорости схода шихты, расхода природного газа и кислорода дутья, опредешение их отклонения от заданного уровня, поддержание заданного отношения расходов кислоро7 1271876g

да дутья и природного газа и измене-прямо пропорционально расход кокса

ние расхода кокса иприродного газа,на 1,2-1,3% и расход природного гаотличающийся тем, что,за на 3-12% от исходного уровня, с целью снижения колебаний нагрева 2, Способ поп.1,отличаюпечи и улучшения технико-экономичес- jщ и и с я тем, что приращение расхоких показателей ее работы, при откпо-да природного газа ограничивают вёнении отношения скорости схода ших-личиной 15-37%, а время изменения

ты к расходу кислорода дутья от за-расхода - величиной 0,4-0,6 времени

данного уровня на каждаА 1% изменяютпребывания шихты в печи.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для управления доменной плавкой. Целью изобретения является ,снижение колебаний нагрева доменной печи и улучшение ее технико-экономических показателей. Для достижения цели контролируют отношение скорости схода шихты к расходу кислорода дутья и при его отклонении от заданного уровня на каждый 1% уменьшают прямо пропорционально расход кокса на 1,21,3% и расход природного газа на 3I2% от исходного уровня. Приращения природного газа ограничивают величиной 15-37%, а время изменения расход да - величиной 0,4-0,6 времени пре- бывания шихты в печи. I з.п. ф-лы, W I табл.

Исходные значения

0,092

0,092

изОтносительные изменения

0,140

0,140

0,145

uWu/W(j., %6,5

AW п.г./V п.г., %5,5

дк/к, %8,8

йПГ/п.г,, %55

ДК/к, %8,8

ДУ Kr/n.r.;AWu/W«8,5

.дк/к : uWtt/Wu 1,35

1271876

10 Продолжение таблицы

1,26

1,33

1,28