СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДУТЬЕВОГО РЕЖИМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Советский патент 1994 года по МПК C21B7/24 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в доменном производстве.

Известен способ доменной плавки с принудительным сходом шихтовых материалов, включающий загрузку шихты на колошник, подачу дутья и отвод газов из печи через газоотводы, расположенные ниже уровня поверхности засыпи шихты, создание давления над поверхностью засыпи шихты, превышающего давление газа в газоотводах (авт. св. СССР N 1397482, кл. С 21 В 5/00, опублик. 1988).

Недостатком этого способа является необходимость реконструкции доменной печи для размещения газоотводов ниже уровня поверхности засыпи шихты и устройства для создания давления над поверхностью засыпи шихты, превышающего давление газа в газоотводах.

Известен способ ведения доменной плавки, включающий пульсирующее изменение расхода топливных добавок, поступающих в доменную печь совместно с дутьем, и изменение давления газа на колошнике с резонансной частотой по отношению к изменениям расхода топливных добавок (авт. св. СССР N 502942, кл. С 21 В 5/02, опублик. 1976).

Недостатком этого способа является невозможность изменения расхода природного газа в значительных пределах из-за снижения эффективности его использования и ухудшения работы горна за счет пиролиза природного газа.

Известен способ регулирования дутьевого режима доменной плавки (прототип), включающий автоматическое поддержание заданного давления или расхода дутья за счет управления регулирующими органами воздуходувного агрегата с временным прекращением поддержания давления дутья при достижении верхнего или нижнего пороговых значений расхода дутья при нарушениях хода печи (авт. св. СССР N 1126606, кл. С 21 В 7/24, опублик. 1984).

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает быструю ликвидацию нарушений хода печи, т. к. при этом уменьшают расход дутья и охлаждают разрыхления шихты.

Целью изобретения является повышение производительности печи путем обеспечения оптимального режима дутья и схода шихтовых материалов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе регулирования дутьевого режима доменной печи, включающем автоматическое поддержание заданного давления или расхода дутья за счет управления регулирующими органами воздуходувного агрегата с временным прекращением поддержания давления дутья при достижении верхнего или нижнего пороговых значений расхода дутья при нарушении хода печи и последующим восстановлением поддержания заданного по технологии давления дутья при восстановлении нормального хода печи, при достижении верхнего или нижнего пороговых значений расхода дутья подают дутье в печь в течение заданного по технологии времени импульсами.

Импульсное воздействие на столб шихтовых материалов осуществляют путем согласованного изменения давления дутья и колошникового газа.

Источники аналогичные предложенному, по совокупности признаков, приводящих к достижению поставленной цели, дополнительной проверкой научно-технической информации не обнаружены, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена структурная схема системы управления, с помощью которой реализуется изобретение.

Заданные параметры дутья, подаваемого в доменную печь 1 воздуходувным агрегатом 2, поддерживают системой регулирования, содержащей регулятор 3, датчик 4 давления с преобразователем, задатчик 5 давления, распределитель 6, усилитель 7, соединенный с приводом 8 регулирующего органа 9 воздуходувного агрегата 2, усилитель 10, соединенный с приводом 11 выпускного клапана 12, датчик 13 расхода дутья с преобразователем и логическое устройство 14.

Заданное давление колошникового газа поддерживают системой регулирования, содержащей регулятор 15, датчик 16 давления с преобразователем, задатчик 17 давления, распределитель 18, усилители 19 и 20, с приводами 21 и 23 регулирующих заслонок 22 дроссельной группы и газовой утилизационной турбины 24.

Система содержит задатчик 25 импульсов, соединенный с логическим устройством 14, и задатчик 26 временного устройства.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При регулировании дутьевого режима доменной плавки в случае отклонения хода печи от нормального, вызванного нарушением оптимального соотношения расхода дутья и газопроницаемости столба шихты и другими причинами, временно прекращают автоматическое поддержание не заданных параметров дутья и после прекращения поддержания заданного давления или расхода дутья вводят импульсное воздействие на столб шихтовых материалов в печи с последующим прекращением этого воздействия и восстановлением автоматического поддержания заданных параметров дутья после улучшения схода шихты.

Работа системы управления при реализации изобретения происходит следующим образом.

Заданные параметры дутья, подаваемого в доменную печь 1 воздуходувным агрегатом 2, поддерживают системой регулирования в режиме автоматической стабилизации расхода или давления дутья. Заданную величину давления дутья контролируют датчиком 4 и автоматически поддерживают с помощью регулятора 3 путем изменения положения регулирующего органа 9 воздуходувного агрегата 2. Заданную величину расхода дутья контролируют датчиком 13 и автоматически поддерживают с помощью отдельного блока, предусмотренного в регуляторе 3.

Заданную величину давления на колошнике доменной печи 1 контролируют датчиком 16 и автоматически поддерживают с помощью регулятора 15 путем изменения положений регулирующих заслонок 22 дроссельной группы и газовой утилизационной турбины 24.

Нормальный ход доменной печи характеризуется постоянством параметров дутья: расхода, температуры, влажности и давления дутья, расхода кислорода, природного газа и других составляющих комбинированного дутья, обеспечивающих нагрев и ровность хода печи в соответствии с заданным химическим составом чугуна, при установившемся технологическом режиме плавки и стабильных его параметрах. При нормальном ходе доменной печи автоматическое поддержание заданного расхода дутья обеспечивается при изменении давления дутья не более ±3% от средней его величины, а при автоматическом поддержании заданного давления дутья изменение расхода дутья не превышает ±5% от средней его величины.

Для каждой доменной печи при определенном качестве применяемой шихты существует оптимальный расход дутья, при превышении которого наступает явление "передува".

В зависимости от состояния печи и факторов, ограничивающих параметры дутья, признаки, сопровождающие наступление явления "передува", могут иметь различный характер. В одних случаях повышается давление дутья, ход печи становится "тугим", с обрывами шихты, со склонностью к подвисанию, а в других - сначала возникает "канальный" ход с небольшим уменьшением давления дутья при ускорении схода шихты. Однако в дальнейшем в обоих случаях ход печи и распределение газового потока по сечению печи становится неустойчивым с резкими изменениями, что в свою очередь, приводит к колебаниям нагрева печи.

Примером отклонения хода доменной печи от нормального является также "тугой ход", вызванный чрезмерным уменьшением газопроницаемости периферийной зоны при недостаточной газопроницаемости осевой зоны, являющимся следствием несвоевременного изменения режима загрузки и параметров дутья при увеличении содержания мелких фракций материалов в шихте.

При отклонении хода печи от нормального, т. е. уменьшении расхода дутья более 5% при стабилизации давления или увеличении давления более 3% при стабилизации расхода, временно прекращают автоматическое поддержание заданных параметров дутья и вводят импульсное воздействие на столб шихтовых материалов.

Для этого задатчиками 25 и 26 устанавливают необходимый режим и с помощью специального ключа дают управляющий сигнал для перехода на режим подачи дутья импульсами.

Оператор воздуходувного агрегата 2, включая в работу логическое устройство 14, дает разрешение для перехода на заданный режим. Логическое устройство 14 с помощью регуляторов 3 и 15 давления дутья и давления колошникового газа автоматически обеспечивает заданный режим подачи дутья импульсами. Амплитуда изменения давления дутья и давления колошникового газа, частота импульсов, сдвиг фаз и продолжительность процесса импульсной подачи дутья - в зависимости от конкретных условий.

После окончания процесса подачи дутья импульсами восстанавливают исходный режим работы воздуходувного агрегата 2 или при необходимости процесс повторяют.

П р и м е р 1. На доменной печи объемом 1033 м³ из-за увеличения содержания мелких фракций в железорудной части шихты произошло отклонение хода печи от нормального, при этом сход шихты стал неравномерным с подстоями и обрывами, давление дутья повысилось с 0,27 до 0,28 МПа (на 4% ) при заданном его расходе 2000 м³/мин и давлении колошникового газа 0,16 МПа.

Для улучшения работы печи ввели режим импульсной подачи дутья, при этом амплитуду и сдвиг фаг выбирали таким образом, чтобы минимальное давление дутья, равное 0,26 МПа, соответствовало максимальному давлению на колошнике 0,17 МПа, а максимальное давление дутья, равное 0,28 МПа, соответствовало минимальному давлению на колошнике 0,15 МПа, а частоту импульсов осуществили из расчета 1 колебание в минуту. Печь работала в режиме импульсной подачи дутья до выравнивания схода шихты в течение 1 ч 30 мин, после чего перешли на исходный режим.

П р и м е р 2. На доменной печи объемом 1033 м³ из-за ухудшения качества кокса произошло отклонение хода от нормального, при этом сход шихты стал неровным, расход дутья уменьшился с 2100 м³/мин до 1950 м³/мин (на 7% ) при заданном его давлении 0,28 МПа и давлении колошникового газа 0,16 МПа.

Для улучшения работы печи ввели режим подачи дутья импульсами, при этом амплитуду и сдвиг фаз выбрали таким образом, чтобы максимальное давление дутья, равное 0,28 МПа, соответствовало минимальному давлению на колошнике 0,15 МПа, а минимальное давление дутья, равное 0,26 МПа, соответствовало максимальному давлению на колошнике 0,17 МПа, а частоту импульсов осуществили из расчета 1 колебание в минуту. Печь работала в режиме импульсной подачи дутья до выравнивания схода шихты в течение 1 ч 20 мин, после чего перешли на исходный режим.

Достоинством предложенного способа является относительно быстрое восстановление нормального хода печи.

Применение предложенного способа позволяет избежать случаев расстройства хода доменной печи при отклонении ее хода от нормального, тем самым увеличить производительность печи и уменьшить расход кокса. (56) Авторское свидетельство СССР N 1126606, кл. С 21 В 7/24, 1982.

Сущность изобретения: автоматически поддерживают заданное давление или расход дутья, при достижении верхнего или нижнего пороговых значений расхода дутья в случаях нарушения хода печи подают дутье в печь в течение заданного по технологии времени импульсами, при восстановлении нормального хода печи поддерживают заданное по технологии давление дутья. 1 ил.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДУТЬЕВОГО РЕЖИМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий автоматическое поддержание заданного давления или расхода дутья за счет управления регулирующими органами воздуходувного агрегата с временным прекращением поддержания давления дутья при достижении верхнего или нижнего пороговых значений расхода дутья при нарушении хода печи и последующим восстановлением поддержания заданного по технологии давления дутья при восстановлении нормального хода печи, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путем обеспечения оптимального режима дутья и схода шихтовых материалов, при достижении верхнего или нижнего пороговых значений расхода дутья подают дутье в печь в течение заданного по технологии времени импульсами.