Способ управления тепловым режимом доменной плавки Советский патент 1991 года по МПК C21B7/24 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на доменных печах.

Цель изобретения - экономия кокса.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Надежная оценка теплового состояния печи и эффективное управление им возможны, когда характеризующие его параметры - температура чугуна и содержание в нем кремния, сведены в один комплексный показатель. Использование для этой цели энтальпии нецелесообразно, поскольку одно и

то же количество тепла имеет неодинаковую ценность из-за различного температурного потенциала. Работоспособность тепла определяется величиной эксергии.

Химическую эксергию чугуна можно рассчитать по формуле

Ex 2Mi -fxi, кДж/кг,

где fxi - удельная химическая эксергия, кДж/кг;

MI - массовое содержание компонентов.

Физическая эксергия чугуна может быть рассчитана по формуле

Оч

о

00

4

о

ю

Еф CiS (Тпл - То) + q +

+СТплО 1-ТПл)-То(Ст

fn

Jn То

+ JL 4- Гт1 -t- - I- ъТпл

I ПА

fn

Ti

Тпл

), кДж/кг,

где Сто - средняя теплоемкость чугуна в интервале от То до Тпл, кДхс/кг-град;

Стпл т° же в интервале от Тпл до Ti, кДж/кгград,

Т0 - 298 К;

Тпл - температура плавления чугуна, К;

TI - температура чугуна на выпуске, К;

q - теплота плавления чугуна, кДж/кг.

Изменения химической и физической энергий, вызванные отклонениями содержания кремния а чугуне и его температурой, определяются соответственно по формулам

АЕх-О.ОГ fxsi (1)

АЕФ СТпл АТ+To fn Al) (2)

где A Si и AT - отклонения содержания кремния в чугуне и его температуры соответственно,

Суммарное изменение указанных величин

А Е А Ех + А Еф (3)

По величине А Е оценирается изменение теплового состояния горна и осуществляются управляющие воздействия.

Поскольку значения температуры чугуна и содержания кремния в нем взаимосвязаны, величины А Ех и ДЕф должны также находиться в соответствующей зависимости. Нарушение этой зависимости, т.е, выход соотношения АЕх/АЕф из определенного диапазона значений, свидетельствует о каких-либо неполадках,- например, в системе измерения и передачи сигнала о температуре чугуна на выпуске. В этом случае управление не производится до выяснения причин нарушения указанного соотношения.

Количественные пределы выбраны по следующим соображениям.

Величина допустимого соотношения от- кпонений химической и физической эксер- гий выбрана, исходя из того, что при

изменении содержания кремния в чугуне на 0,1 % температура изменяется в том же направлении на 5-12°С. Подстановка указанных величин в формулу (1) позволяет

получить соотношение АЕх/А Еф 2-5.

Ограничение нижнего предела суммарного отклонения эксергии величиной 50 мДж/т чугуна обусловлено тем, что это значение соответствует изменению содержания кремния в чугуне на 0,15-0,20% и температуры чугуна на 15-20°С. Погрешность средств измерения температуры чугуна составляет величину порядка 1%, т.е. примерно 15°С. Следовательно при меньших отклонениях показателей теплового режима его стабилизация не имеет практического смысла.

Осуществление предлагаемого способа повышает точность и надежность оценки и

регулирования теплового режима доменной плавки, что позволяет снизить среднее содержание кремния, серы и марганца в предельном чугуне на 0.08; 0,002 и 0,04 абс.% соответственно, среднеквадратичные отклонения содержания в чугуне кремния, серы и марганца уменьшаются соответст-. венно на 0,05; 0,002 и 0,2 абс.%,

Формула изобретения

1.Способ.управления тепловым режимом доменной плавки, включающий опреде- ление содержания кремния в чугуне, измерение его температуры и воздействие

на расход топлива, температуру и влажность дутья, отличающийся тем, что, с целью экономии кокса, на расход топлива. температуру и влажность дутья воздействуют по величине отклонения химической и

физической эксергий чугуна от заданных значений.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что управляющие воздействия осуществляют если знак отклонений обеих эксергий совпадает, а величина отклонения химической эксергии составляет 2-5 от значения отклонения физической эксергии при суммарном их отклонении на величину более 50 мДж/т чугуна.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на доменных печах. Целью изобретения является снижение удельного расхода кокса за счет повышения точности и надежности оценки и регулирования нагрева горна печи. Тепловой уровень горна печи определяют по суммарному отклонению химической и физической эксергий чугуна, вызванному измерениями содержания кремния в чугуне и его температурой, и регулирующие воздействия осуществляют, когда знак обоих отклонений совпадает, а величина отклонения химической эксергии в 2 - 5 раз превышает отклонение физической эксергии при суммарной величине их отклонения более 50 мДж/т чугуна. Осуществление предлагаемого способа повышает точность и надежность оценки и регулирования теплового режима доменной плавки, что позволяет снизить среднее содержание кремния, серы и марганца в передельном чугуне на 0,08, 0,002 и 0,04% соответственно. Снижение содержания кремния в чугуне на 0,1% дает экономию кокса 3 - 5 кг/т чугуна, снижение содержания серы на 0,01% - 5 - 7 кг/т чугуна. Учитывая только снижение кремния и принимая прежнюю величину около снижения, экономия кокса составляет 312 кг/т чугуна. 1 з.п.ф-лы.