Способ управления работой группы доменных печей Советский патент 1993 года по МПК C21B5/00 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам управления работой группы доменных печей, работающих с обогащением дутья кислородом.

Целью изобретения является повышение эффективности доменной плавки за счет оптимизации распределения технологического кислорода между печами доменного цеха (группы печей).

Цель достигается тем, что согласно способу работы группы доменных печей, включающему распределение технологического кислорода в зависимости от температуры дутья, расходов дутья и топливных добавок, определяют текущий расход технологического кислорода на i-й печи, изменение расхода кокса на этой же печи и средневзвешенное значение изменения

расхода кокса по группе печей, а технологический кислород периодически перераспределяют между печами, причем изменение расхода кокса на i-й печи определяют по соотношению

AV02i AV02( -AKi ) где V O2i текущий расход технологически)

го кислорода на i-й печи, м /мин.:

А К - средневзвешенное значение изменения расхода кокса по группе печей, кг/м кислорода:

A Ki - изменение расхода кокса на i-й печи, кг/м кислорода;

при этом AKi определяют как отношение изменения прихода тепла в зону, опреИ

ю

О

6

делающую расход кокса, и теплоотдаче кокса в этой же зоне (А К -

ДО

g KI

Изменение расхода кокса при варьировании расхода технологического кислорода оценивалось на основании анализа процессов теплообмена в доменной печи. С этой целью рассчитывались для условий работы доменной печи в базовом периоде следующие параметры: приход тепла в высокотемпературную зону, выше 1200°С Qii200. кДж/т чугуна; нижнюю зону теплообмена, выше 900°С Оюоо, кДж/т чугуна. В дальнейшем рассчитывались эти же параметры при варьировании расхода кислорода относительно значения его расхода в базовом периоде на величину Д V си м /мин (расчетный период). Для сохранения газодинамических условий на уровне базового периода при обогащении дутья кислородом необходимо уменьшить расход атмосферного дутья. В связи с этим значения расхода горячего дутья, содержание кислорода в дутье в расчетном периоде определялись исходя из условия постоянства в единицу времени выхода горнового газа/Производительность печи в расчетном периоде определялась с учетом изменения количества кислорода, вносимого в печь с дутьем. Таким образом в расчетном периоде определялся приход тепла в высокотемпературную зону, выше 1200°С, Q1ii200 кДж/ч чугуна и в нижнюю ступень теплообмена, выше 900°С Q1isoo, кДж/т чугуна.

При решении задачи распределения топливно-энергетических ресурсов между печами необходимо знать изменения параметров работы печей на единицу используемого ресурса. Изменение прихода тепла в нижнюю, определяющую расход кокса, ступень теплообмена, при изменении расхода технологического кислорода на 1 м3/мин определялось по отношению приращения прихода тепла в зону выше 900°С к изменению расхода технологического кислорода.

Д Qi ( - Qi90o)/ Д , кДж/м3 кислорода(1)

Изменение расхода кокса ДК на i-й печи рассчитывалось по отношению изменения прихода тепла в лимитирующей тепловое состояние печи зоне Д0| и теплоотдаче углерода кокса в этой же зоне дю

ДК| - ДС |/дю(2) где дю теплоотдача углерода, кДж/кг.

Теплоотдачу углерода кокса можно определить по известному способу, где представлена методика определения этого параметра, а исходными данными для определения gKi являются фактические показатели работы печи, в частности параметры колошникового газа, комбинированного дутья и др.

Как следует из результатов расчетов,повышение расхода технологического кислорода приводит к увеличению прихода тепла в высокотемпературную зону, т.е. зону с температурой газа выше 1200°С. В пределах же нижней ступени теплообмена (выше

900°С) влияние кислорода далеко неоднозначно как по знаку, так и по величине. Показано, что изменение величины расхода кокса от содержания кислорода в дутье в значительной степени зависит от параметров комбинированного дутья, в частности от нагрева дутья, и определяется количеством тепла, вносимого азотом в нижнюю, определяющую расход кокса, ступень теплообмена. При недостаточно нагретом

атмосферном дутье обогащение его кислородом на 1 % может обеспечить даже экономию кокса до 5%. При обратном же соотношении температуры горячего дутья обогащение дутья кислородом приводит к

перерасходу тепла и кокса.

Так как влияние расхода технологического кислорода на расход кокса на отдельных печах различное как по знаку, так и по величине, то при выборе оптимальных расходов технологического кислорода на печи необходимо учитывать различие в ДК;, а также ограниченность расхода технологического кислорода по цеху (группе печей). Если изменение расхода кокса на печи Д Ki

выше, чем в среднем по цеху Д К, то с точки зрения экономии кокса целесообразно на этой печи уменьшить расход кислорода и наоборот.

Средневзвешенное значение (среднее

по группе печей) изменение расхода кокса с учетом различий в расходах технологического кислорода на каждой из печей составит

1

Z Vo2iAK

ЈП V02i i 1

(3)

где п - число печей в рассматриваемой группе. Тогда рекомендации по изменению расхода технологического кислорода на i-й печи Д V O2i определяются как

Д V 02i V 02i ( А К - A Ki ) м3/мин (4)

При этом общий расход технологического кислорода по цеху (группе печей) после перераспределения остается неизменным.

Таким образом, сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что оно обеспечивает функциональное распределение технологического кислорода в зависимости от достигнутых фактических показателей работы печей и параметров дутья.

Пример. В качестве базового объекта принимается доменный цех Магнитогорске- го металлургического комбината, в состав которого входят 10 доменных печей, одна из которых была на ремонте. Период усреднения информации принят равным 7 суткам. Основные показатели работы печи в базо- BONI периоде приведены в табл. 1, а пример реализации представлен в табл. 2.

По усредненной за этот период информации рассчитывают теплоотдачу углерода кокса дю в нижней, определяющей расход кок}са, ступени теплообмена по известной методике; приход тепла в нижнюю ступень теплообмена, т.е. с температурой газа выше 90Q°C; изменение прихода тепла в зону определяющую расход кокса при изменении расхода технологического кислорода на 1 м /мин по формуле (1). Изменение расхода кокса ДК| на каждой из печей, входящих в рассматриваемую группу, определяется по отношению.изменения прихода тепла в определяющую расход кокса зону и теплоотдаче углерода кокса в этой же зоне по формуле (2). Далее определяется средневзвешенное значение изменения расхода кокса по рассматриваемой группе ДК по выражению (3) и рекомендации по изменению расхода технологического кислорода

0

5

0

5

0

5

0

Д V O2i по выражению (4). При этом общий расход технологического кислорода после перераспределения не изменяется. Далее для каждой из печей уточняют рудную нагрузку в связи с изменением расхода кокса. Одновременно сбрасывают устаревшую и начинают накопление новой информации.

Таким образом, способ обеспечивает улучшение показателей работы цеха за счет рационального использования кислорода и ресурсосберегающих приемов регулирования теплового состояния доменной печи.

Формула изобретения Способ управления работой группы доменных печей, включающий распределение технологического кислорода в зависимости от температуры дутья, расхода топливных добавок, отличающийся тем, что, с целью экономии кокса, определяют текущий расход технологического кислорода и изменение расхода кокса на i-й печи, средневзвешенное изменение расхода кокса по группе печей, а технологический кислород периодически перераспределяют между печами, причем изменение расхода кислорода на i-й печи определяют по соотношению

AV02i Vo2i ( А К - ДК| )

где V O2i -текущий расход технологического кислорода на i-й печи, м /мин:

ДК - средневзвешенное значение изменения расхода кокса на группе печей, кг/м кислорода;

ДК| - изменение расхода кокса на i-й

кислорода,

при этом Д Ki определяют как отношение изменения прихода тепла в зону, определяющую расход кокса Д QI и теплоотдачу кокса QKi в этой же зоне ( Д К, - ДСЬ/дкО.

печи, кг/м

Общий расход технологического кислорода по цеху, м /мин.

Vo, 1803,7

JZCD

Сущность: технологический кислород систематически перераспределяется между печами в соответствии с соотношением: А V O2i - А V 02 ( AT - А К i ):где V O2i расход технологического кислорода на i-ю печь, м /мин; А К - средневзвешенное значение изменения расхода кокса на группе печей; A Kj - изменение расхода кокса на i-й печи, кг/м кислорода: AVo2i рекомендуемое изменение расхода технологического кислорода на i-ю печь, м3/мин. За счет перераспределения расхода кислорода на печи, использующие его более эффективно, достигается экономия кокса при сохранении неизменным о.б- щего его расхода на группу печей. 2 табл. ел С