СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА ШИХТЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Советский патент 1974 года по МПК C21B5/00 

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам регулирован11я состава шихты металлургических процессов, например, в доменной нлавке.

Известен способ усреднения сырья путем иослойной укладки разнотинных партий (в штабели) и забора вразрез одновременно но всем (или большинству) слоям НЛП чередования разных масс (партий) с различными значениями отклонения качества от среднего значения. При таком (предварительном) усреднении сырья учитываются только статические свойства нроцесса усреднения и частично металлургического агрегата, но не учитывается его сиособность гасить колебания качества перерабатываемого сырья.

Целью изобретения является повышение стенени однородности готового нродукта путем нспользования динамических свойств нроцесса для регулирования чередования нартиП сырья различной массы и с различнымн ноказателями качества. Это достигается тем, что cooTHOHieHHe между нернодом (массой партии) и амплитудой (величиной отклоиешш показателя качества) колеба 1ий сырья определяют по статичеек 1м и днпамичсски.м свойствам объекта, что позволяет сужать колебания качества продукта в ходе нроцесса по сравнению с колебаниями качества сырья. Aiacca партий и соответствующие отклонения

качества могут быть определены па основе уравпений амплитудно-частотной характерист п п агрегата.

П р и М е р. Стабилизация свойств чугуна, При опенке взаимного влияния массы партий железорудного сырья и колебания кр.чества между innin па ход п резу.чьтат доменного ироцесса чугун счнтается однородным, если содержание кремния в нем находится и заданных и|)еделах.

Для упрощения однородность железорхдио го сырья оиреде;1яется колебанием С1)дорж; ния в нем железа. При этом необходимо подобрать такую носледовательност. нартш желозорудного сырья, cooTHonieHiie Maociii н амплитуды колебания железа в которых обеспечивает затухание колебаний до заданных пределов содержания К)ем11ия в ч} гуне. Bi,iiiyiii,eHном 113 нечн. Поскольку нрп постоянной .чронзводптельности доменно нечи м;иса шихты строго соответствует онреде.ченному интервалу времени, то реиимше указанной задачи сводится к онределенню соотноикм.ня амплитудой н llepнoдo колебания же.чсза п

сырье.

Аппроксимируя объект оиериолическнм звеном 1-го порядка, заменяют угловую частоту (скоростью) временем одного nepnoia колеоании

а амн.титудная частотяая характеристика принимает вид непосредвенной связи между отношением амилитуд (А) и периодом колебаний Гп -(час)(1) I /(2 -/12 Исходя из этого, устанавливают допустимые пределы изменения рудной нагрузки (Лр.„. ) и изменения содержания железа (AFe) в сырье, обеспечивающих постояиство качества чугуна для различных величин партий проплавленного сырья, т. е. для разных периодов колебаний. Допустимое изменение рудной нагрузки (Лр.,|.) можно определить, пользуясь коэффициентом передачи объекта (К.) по каналу «рудная нагрузка - содержание крем1п-1я в чугуне и учитывая отнонгепме амилитуд (Л) входной и выходной величии, но формуле ,, , , , Зная удельный расход кокса (а), можно определить соотношение между приращением рудной нагрузки (Лр.ц.) и содержанием железа в сырье (AFe) ,(%) (3) Л Fe Массу железорудного сырья, проилавляе мую за полупериод колебапия (величину партии G „), определяют из выражения Рвч G,, 7„ f (4) Для примера взяты следующие условия: Коэффициент передачи объекта (К)2,5 Постояиная времени объекта (7), час7,5 Среднее содержание железа в сырье (Fep), %52,0 Содержание же.чеза в чугуне (Fe.,), % 91,5 Производительность доменной иечи (Оч), т/сутки3250 Удельный расход кокса (а), т/т чугуна0,0 Диапазон изменения кремния п чугуне (Д Si,), %± 0,05 На чертеже приведена гиперболическая зависимость между амилптудой и периодом колебаний содержания железа в сырье. Результаты соотношеиия между амплитудой и периодом колебаний сОлТержаипя железа в сырье даны в таблице. Учитывая, что уравиение (1) исходит из синусоидальных колебаний входной величины, а в описываемом примере колебания рудной нагрузки носят ступенчатый характер, необходимо откорректировать Л Fe, что выполняется но равенству площадей под стуненчатой и синусоидальной кривыми. Гиперболы (см. чертеж) образуют две зоны: Iзона определяет кондиционное, однородное сырье, сохраняющее качество чугуна в заданных допустимых пределах (зона между двумя кривыми); IIзона определяет некондиционное, неоднородное сырье. Следовательно, всякое л елезорудное сырье с чередованием отклонения содержания железа от среднего в пределах 1 зоны следует считать однородным для данных условий ведения процесса; с увеличением массы иартии умеиьшаются допустимые пределы колебания содержания железа. Чередование партий сырья с ко-лебаниями качества в пределах I зоны пршюдит к постоянству качества чугуна. Если за партией агломерата массой 710 т с отклонением содержания железа в ней -}- 0,77% (см. таблицу, строка 3) должна быть подана иартпя агломерата .массой 475 т, то содержание же.чеза в ней должно быть на 1,11% ниже среднего (см. таблицу, строка 4), пли при наличии агломе 5ата с содержаиием железа в iieM на 1,11% ниже среднего его должно быт1 загружено н доменную нечь 475 т вслед за нартне в 710 т с отклопением +0,77%. Таким образом, подбором массы партий (и п.к очередиостн) с и: вестным отклоненнем содержания : 1ежду ними железа можно добиться стабильного качества чугуна при 111)очнх )авп1,. ус.ловпя.х хода доменной печи. Оиисываемый сиособ подбора иартии железорудного сырья иозволяет рассматривать большое количество возможиых вариаитов очередности загрузкн партий Б до.мениую печь. Однако при использовашп таблиц и графиков, соответствующих коикретным условиям производства и состав;1епных, напри.мер, пи указанным формулам, можно достаточно быстро выбрать нужную последовательность партий, обеспечивающих необходи.мую стеиеии затухания колебаний качества сырья.

При использовании электронных вычислительных машии для определеиия нужной носледовательности партий монсно нолучить очень высокую степень затухания колебаний выбором наиболее рациональной последовательности загрузки партий, особенно в условиях цехов с разными свойствами нескольких ломенных печей.

При использовании сырья, соответствующего но качеству II зоне, необходимо изменять нараметры хода процесса, ианример рудной нагрузки, на величину, рассчитанную но формулам (1) и (2). Гипербола (см. чертеж) определяет предельные соотношения между периодом и амилитудой колебаний качества исходного продукта. Показателем качества може1

+jff

быть любой пара.метр, в том числе и ко.мплексный (например тепловой эквивалент .материала).

Предмет изобретения

Сиособ регулирования состава ни1хты металлургического процесса, напри: 1ер, в доменной плавке, включающий чередование партий сырья различного веса и качества, отличающийся тем, что, с целью иовыщения стеиеии однородиости продуктов процесса, допустимые соотиошения между весом партии п пределами колебаний показателя качества сырья определяют по амплитудно-частотной характеристике печи.

1УЮ с, г