Способ регулирования распределения дутья на фурмах доменной печи Советский патент 1981 года по МПК C21B7/24 

Изобретение относится к черной металлургии, преимущественно к доменному производству. Наиболее близким к предлагаемому являет ся известный способ регулирования распределения дутья по окружности доменной печи, направленный на обеспечение равномерного количества кислорода на фурмах, а значит, и равномерного количества газифицируемого углерода кокса. Регулирование распределения дутья по фурмам доменной печи по зтому способу осуществляют при отклонении его расхода на отдельных фурмах от среднего ба зового значения. Среднее базовое зничение расхода на отдельной фурме определяют как отношение общего расхода дутья на число фурм. Общий расход дутья на печь является главным импульсом системы регулироваиия, по которому устанавливают задание о расходе дутья на каждой отдельной фурме (среднее базовое значение). Если расход дутья через данную фурму отличается от заданного, то ре гулятор подает команду исполнительному механизму, который перемещает регулирующий орган (мотыльковый клапан) в соответствующем направлении до тех пор, пока фактический расход дутья на данной фурме не достигнет заданного (1J, Существенным недостатком данного способа является то, что он не всегда обеспечивает равномерное распределение дутья по фурмам доменной печи. В тех случаях, когда расход дутья ка ощюй из фурм по каким- либо причинам снизился, а полное открытие мотылькового клапана не приводит к увелнченшо расхода, для обеспечения равномерности подачи дутья по окружности вынужденно снижают его расход на остальных фурмах или допускают «го неравномерность. Это приводит к снижению интенсивности доменной плавки. Цель изобретения - интенсификация домея ной плавки. Поставленная даль достигается тем, что при уменьщении расхода дутья на отдельных фурмах от среднего базового значения регулирование распределения его по фурмам доменной печи осуществляют путем введения в 38 дутье на данных фурмах дополнительного кис лорода, количество которого опреде.шгот по формуле )(«.o, 100 S 1пп QO среднее базовое колно чество кислорода в дутье на отдельной фурме;Aoj,- содержание кшлорода ср Q(v. в общем дутье, %; Qq.- - средний базовый расход дутья на отдельной фурме;- оЬщии расход дутья на печь; jrl, 2, З...П- число фурм; Ql - фактический расход дуть на i-той (отдельной) К - содержание кислорода в смеси дополнительного кислорода с охладителем;Q- количество дополннтель Оа иого кислорода для выравнивания его количест ва на фурмах до среднего базового значения. Дополнительный кислород для предотвращення взрыва вводят с охладителем - природным газом или водяным паром. Пределы регулнрования выбраны, исходя из следующего; 2 - предел ошибки измерительного п{Н бора; 30 - при нормальной работе доменной печи уменьшения расхода дутья более, чем иа 30% от его среднего базового значения, не может быть. Предлагаемый способ регулнровання основан на следующем. Известно, что с изменением расхода дутья изменяется содержание кислорода в нем. Позтому для сохранения постоянного содержания кислорода в дутье на отдельных фурмах а следовательно, для обеспечения равномерного распределения дутья по окружности домен ной печи предложено вводить дополнительньгй кислород в те фурмы, на которых расход дуть уменьшился от среднего базового значе ния. Ввод дополнительного кислорода осущест вляется до тех пор, пока количество кислорода в дутье на этой фурме не достигнет значения, соответствующего количеству кислорода в срежнем базовом дутье. Такое регулирование распределения дутья на фурмах доменной печи позволяет увеличить интенсивность доменной плавки за счет увеличения верхнего предела регулирования и исключения случаев снижения расхода Дутья на всю печь, так как регулирование осуществляют с помощью вводимого в дутье через отдельные фурмы дополнительного кислорода, а не с помощью мотылькового клапана, и за счет ввода дополнительного кислорода, в связи с которым происходит интенсификащ1я горения углерода у фурм, вызванное тем, что в единицу времени в печь вводят больше массовых единиц кислорода. На фиг. 1 изображена схема системы, с помощью которой осуществляется предлагаемый способ регулирования распределения 0утья на фурмах доменной печи; на фиг. 2 - установка для подвода дополнительного кислорода с охладителем ; на фиг. 3 - разрез для подвида путья в печь. Подвод I дутья к фурмам 2 содержит общий для всех фурм трубопровод 3 и индивидуальный трубопровод 4, к которому подсоединен измеритель 5 объемного расхода, например дифманометр-расходомср типа ДМК-Р. К трубопроводу 1 подсоединен измеритель объемного расхода дутья 6. Делители 7-9 служат для выдачи сигнала, учитывающего колнчество кислорода в дутье. Подвод 10 дополнительного кислорода ко всем фурмам содержит общий для них трубопровод И и индивидуальные трубопроводы 12, в каждом из которых установлен регулирующий орган 13, например дроссельная заслонка. Расход кислорода в трубопроводе 1 контролируют при помощи измерителя 14 объемного расхода. Задатчиками суммарного 15 и i-того 16 расхода кислорода (трубопроводы I и 11) являются дистанционные задатчикн типа ДЭП. В качестве суммарного 17 и i-того 18 регуляторов расхода служат регуляторы РП-2-П2 в комплекте с магнитными усилителями УМЛ , которые через коммутаторы 19 и 20 подключеиы к исполнительным механизмам 21 и 22, например МЭО 4/40. Дополнительный кислород с охладителем (водяным паром) подают через отверстие во фланце фурмы 2 (фиг. 3) с помощью установки 23 (фиг. I). Основным узлом установки 23 является эжектор-смеситель 24 с внутренним соплом диаметром 18 мм. Установка оборудована обратными клапанами 25, исключающими как попадание кислорода в паропровод 26,так и попадание пара в кислородопровод 27.Обратный клапан 28 установлен непосредственно перед фурмой 2 для отсечения горячего газа .из пространства печн. Кроме того, установка 23 оборудована запорными устройствами, а также контрольно-измеритель58ной аппаратурой (не указаны). Дополнительный кислород подают с паром в соотношении 1 м Oj: 0,4 - 0,45 кг пара. Такое соотношение кислорода и пара позволяет поддерживать существующий уровень температур в очаге горения. Кислород подают в эжектор-смеситель 24 при давлении 8-10 атм что обеспечивает необходимые критические скорости при выходе из сопла эжектора 24 (290 м/с), создавая необходимое разрежение (коэффициент эжекцик равен 0,35) для подсоса охладителя-пара. Подачу кислорода и пара на фурмы 2 осуществляют в такой последовательности: открывают пар и устанавливают необходимое количество (давление 4 ати). затем открывают кислород, устанавливают 8-10 ати. При этих давлениях пара и кислорода в эжекторе 24 происходит смешивание в соотношении 1 м кислорода: 0,45 кг пара. Прекрашение подачи парокислородной смеси производят в обратном порядке. Регулирование осуществляют следующим образом. Сигнал пропорциональный расходу кислорода в дутье (цепочка 6, 7), сравнивается с заданием (15), при отклонении от которого исполнительный механизм 21 приоткрывает заслонку на трубопроводе 11 (количество кислорода меньше заданного). Сигнал, пропорциональный расходу кислорода, в трубопроводе 11 от измерителя 14 обьемного рас хода кислорода через коммутатор 20 суммируется с снгна;1ом расхода кислорода в дуть ,,,-4 6 и сравнивается с заданием (15) расхода кислорода до тех пор, пока сигнал на входе регулятора не станет меньше порога чувствительности регулятора 17. Таким образом, осуществляют грубое регулирование расхода кислорода в дутье на фурмы. Тонкое регулирование расхода кислорода в дутье на i-гую фурму осуществляют следу ющим образом. Сигнал, пропорциональный расходу дутья, от измерителя 5 объемного расхода постунает на делитель 9, на выходе которого получаем сигнал, прс 1Орциональный расходу кислорода в дутье на i-тую фурму, который через коммутатор 19 поступает на регулятор 18, где вычитается от сигнала, пропорциональ ного среднему расходу кислорода на фурму (цепочка 6, 7). Результат вычитания сравнивается с заданием (задатчик 16). При появлении сигнала ошибки регулятор 18 через коммутатор 19 воздействует на исполнительный механизм 22, приоткрывая (если кислорода в дутье, меньше заданного) регулирую щий орган 13 i-той фурмы. Способ реализован на доменной печн объемом 1033 м, имеющей по окружности четырнадцать фурм 2. Через эти фурмы поцдют атмосферное дутье , общий расход которого составляет 2000 . Атмосферное дутье подают совместно с природным газом, количество которого составляет 60-80 м/т чугуна. Подвод природного газа автономный через отверстие в фурме 2 ( фиг. 3). Предлагаемый способ регулирования распределения дутья на фурмах доменной печи позволяет увеличить интенсивность плавки на 1,0-1,5% за счет расширеиня верхнего предела регулирования и введения дополнительного кислорода в дутье через отдельные фурмы. Это позволяет увеличить производительность доменной печн на 2,0-3,0%. Ожидаемый экономический эффект составляет 314820 руб. на одну печь. Кроме того, предлагаемый способ регулирования прост и надежен в работе, так как исключает необходимость регулирования с помощью дросселя (мотылькового клапана), который из-за высоких температур и скорости дутья быстро выходит из строя и требует замены. Формула изобретения Способ регулирования распределения дутья а фурмах доменной печи при отклонении го расхода на отдельных фурмах от среднео базового значения, отлнчающийя тем, что, с целью интенсификации доенной плавки, при уменьшении расхода дутья а отдельных фурмах от среднего базового UI C«DIID« -JPY « начения в него через данные фурмы вводят месь дополнительного кислорода f паром, при этом количество дополнительного кислоода определяют по формуле (о -О КШост С, де QU Р базовое количество я кислорода в дутье на отдельной фурме; АО- - содержште кислорода в обQ щем дутье, %; - Ч«дкий базовый расход дутья на отдельной фурме; Qrt - общий расход дутья на печь; i« 1,2,3 ...п - число фурм; - фактический расход дутья на i-той фурме; К - содержание кислорода ь смеси дополнительного кислорода с охладителем, %; о 8594598 количество дополнительного кислорода для выравнивания его количества на фурмах до среднего базового значения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гиммельфарб А. А. и Ефимеико Г. Г. Автоматическое управление доменным процессом. М., Металлургия. 1969, с. 277-285.

jL

Р,тье

У/

I /7 J I 20 I I /4 I |2/

UJfTtJir 1

J L

Подбой npupoffnozo гаыл

Подбод паромислородной смеси