Способ регулирования распределения шихты на колошнике доменной печи Советский патент 1982 года по МПК C21B5/00 

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ШИХТЫ НА КОЛОШНИКЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

I

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству чугуна в доменных печах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сутлшости и достигаемому результату является способ регулирования распределения шихты на колошнике доменной печи, включающий, загрузку шихты циклами от 6 до 24 подач в сектора по окружности колошника, измене- , ние заданного уровня засыпи от 0,75 до 2,5 М 1 J .

Основным недостатком этого способа является то, что в результате сегрегации шщ:товых материалов при ссыпании с большого конуса, концентрация относительно мелких фракций шихты сосредотачивается в гребне, отстоящем на определенном стабильном расстоянии от стен колошника и центра печи. Это приводит к неравнЬмерной газопроницаемости, как по высоте столба шихты, так и в горизонтальном сечении, к повышенному каналообразованию, снижению форсировки

хода печи, ухудшению использования газового потока, повьш1ению удельного расхода кокса на выплавку чугуна и ухудшению его качества.

Цель изобретения - улучшение и повьпиение степени использования газа в печи.

Поставленная цель достигается тем, что в способе регулирования распределения шихты на колошнике доменной печи, включающем загрузку шихты циклами от 6 до 24 подач в сектора по сжружности колошника, изменение заданного уровня засыпи в пределах от 0,75 до 2,5 М, снижают заданный уровень засыпи при загрузке каждой подачи шагами, равными частному от деления удвоенной разности пределе нижнего в верхнего уровней засыпи на количество секторов по окружности колошника, а после окончания очередного цикла загру.э-ки повышают заданный уровень засыпн такими же шагами. 3918 На фиг. 1 показано расположение ., гребней и принято обозначение 1 - чаша, 2 - конус, 3 - кладка; на фиг. 2 пояснение нового способа ведения плавки и обоснование шага изменения уровня засып и. Уровень засыпи, изменяемый от кромки большого конуса до уровня материалов, при которых задается срабатывание подач, может занять следующие последовательные положения (фиг. 1а), л1П2. Р траектория падения шихтовых материалов (А) предполагает, что гребень материалов (его расстояние от кладки печи) формируется в зависимости от уровня засыпи. В таком случае гребень материалов будет находиться в точках l, 2(з,4и5, что соответствует опусканию подачи № 1 при достижении шихтой уровня tl-f и так далее до достижения уровня fjij. Этот последний заключительный уровень определяет нимяюю границу засыпи, при которой происходит срабатывание подач. Положение гребней материалов показывает, что, изменяя уровень засыпи, растягиваются гребни и рассосредотачиваются по сечению печи. На фиг. 1 показано расположение гребней в том случае когда уровень засыпи после достижения нижней границы постепенно увеличивают и срабатывание подач производят каждый раз на новом, увеличенном уровне. Так 1 при достижении шихтой уровня Й происходит опускание подачи № 6, при уров- не Ь опускание подачи Ms 7, при уровне 1 опускание подачи № 8. После этого цикл изменения возобновляется с уровня засыпи ti, который определяет верхнюю границу засыпи. Траектория падения ших товых материалов (В) предполагает, что гребни каждой подачи займут соответственно положения б , , в и повторится картина рассосредоточения гребней по сечению печи. Если рассмотреть любую другую точку (например, тачку 1) на поверхности засыпи, которой, вследствие сегрегации вматериалов при ссыпании с большого конуса, свойственен оаределенный гранулометрический состав материйлов, то видно, что при реализации способа данна сегрегация материалов будет так же менятьосвое положение (точки 2, 3, 4 и 5;, расстояния С, С С, С и Ср от центра печи изменяются с периоди ностью, равной периоду изменения гребней, что способствует как и в случае рассосредоточения гребней, распределению материалов в соответствии с заданием. Для устранения горизонтальной неравномерности распределения материалов одновременно с изменением уровня засьши прибегают к врашению распределителя шихты по станциям. Тогда каждому указанному уровню засыпи ( , |l2 ll- . fi4 5) соответствуют определенные углы работы ВР L , Lj . L, 14 и Lg. Тем самым, при работе вращающегося распределителя шихты на этих станциях уровень засыпи изменится от своей верхней границы до нижней, что равняется разности уровней . Когда уровень засып возвратится в свое первоначальное положение, предварительно пройдя вторично расстояние, равное разности нижнего и верхнего уровней засыпи, этому соответствует полный цикл работы вращающегося распределителя шихты по станциям или числу станций вращения Реализация полученного соотношения согласно последовательности разработанного способа устраняет горизонтальную неравномерность в распределении материалов и обеспечивает заданное распределение материалов по сечению печи. Другие соотношения способа не позволят получить рациональное сочетание, чтобы устранить как вертикальную, так и горизонтальную неравномерности в распределении шихты. Из этого вытекает, что число уровней засыпи при выполнении полного цикла изменения уровней загрузки целесообразно определить числом станций работы вращающегося распределителя шихты. Данная зависимость имеет следукяций вид. Число станций Угол враще- Число уроввращения за ния распре- ней засьши цикл (360 ) делителяза цикл изшихты, менения 24 ,1524 12ЗО12 а458 6606 Тогда шаг изменения уровня засыпи будет равен отношению удвоенной разности заданных на печи граничных нижнего и верхнего уровней засыпи к числу установленных на печи станций вращения распределителя шихты за полный цикл его работы. Полученные соотношения сохраняются при работе с любого другого уровня засыпи рассматриваемого 1шкла. Представленная зависимость разверн тая во времени показана на фиг. 2. Эта зависимость имеет вид пилообразной кривой. Амплитуда пилообразной кривой отсчитьтается от верхней границы уров ни до нижней границы. Пользуясь кривой, можно на основании заданных границ верхнего и нижнего уровней и числа Число станций вращения Шаг изменения уровня, м О, Обоснование границ уровней заськпи. При реализации предлагаемого споч. соба уровни засыпи, как рерхний, так и нижний могут принять свои предельные значения. Предельное значение верхнего уровня засыпи 0,75 м. При уровне засыпи меньше предельного очередная подача займет положение, которое будет препятствовать формированию профиля материалов и работе большого конуса. Предельное значение нижней границы уровня засыпи 2,5 м. В противном случае, т. е. при превьш1ении этой величины восстановительные газы используются недостаточно, проходят более короткий пут в шихте, они покидают печь с более высокой температурой и содержат меньше углекислоты. Кроме того, печь будет работать с неполнотой из-за нарушения ритма загрузки. В интервале предельных значений уровней засыпи задают их рабочие границы. Верхняя граница уровня засьти - Уровень засыпи с наименьшим значением во всем цикле загрузки. Нижняя граница уровня засыпи - уровень засыпи Снаибольшим значением во всем цикле эагру ки. Указанные границы задают исходя из условий получения одной из кривых газораспределения по радиусу колошн1йкв Известны три типа газораспре деления.: первое -образное газораспределение в соответствующее ей М-образное распре- деление шихты, когда гребень материалб располагается поодаль от стенки колош- нкка с откосом к оси и к перифер1ш колошника и имеет две отдушины для прохождения газов по оси и периферии печи, второе L-образное распределение газа и соответствующее ей V -образное распр деление шихты, когда гребень материа- лов располагается у стен колошника с откосом к оси печи, и третье - прямо- линейное газораспределение с отсутстеие явно выратквнного откоса материалов. I Последние, две кривые газораспределе- |ш1Я наиболее целесообразны с точки станций работы ВР рассчитать шаг, на который следует изменить уровень засьти при опускании каждой очередной подачи. В частном случае, когда граничнью уровни засьтей равны предельным, т. е. 0,75 и 2,5, то шаг изменения уровней равен: 24 12 8 0,072 0.145 0.219 зрения производительности, экономии кокса и стойкости кладки печи. Если поставлена цель получить одну из кривых распределения Ггэза, то варьируют границами верхнего иЧнижнего уровней засыпи. Так, уменьшая верхний уровень ,приближая верхнюю границу к своему предельному значению (0,75 м), увеличивается расстояние йежду гребнями и способствует перемещение гребней к центру печи. Этим действием сокращают-. ся размеры, так называемой отдушины в центре печи и вытягивается прямолинейная часть кривой распределения газа по радиусу печи. Увеличение нижней границы уровня засыпи. приближение ее к нижнему предельному значению способствует растягиванию гребней к кладке печн, что обеспечивает подгрузку периферии и увеличение прямолинейного участка газораспределения к кладке печи. Отсюда вытекает, что L -образное газораспределение можно обеспечить при увеличении ниж11ей границы уровня засыпи и приближении ее к своему пределу. Прямолинейное газораспределение можно получить при увеличении нижней Границы и уменьшении верхней границы уровня засьши, при приближении его к , верхнему пределу. В частном случае они займут свои предельные положения. Х-образное распределение можно обеспечить при уменьшении нижней границы и при увеличении верхней границы уровней засыпи, т. е. при сокращении интервала между границами. Согласно экспериментальных данных U -образное распределение газа можно достигнуть при предельном нижнем уровне засыпи н при верхнем уровне засыпи равным 0,4 от принятого нижнего уровня. Прямолинейное газораспределение образуется при предельных нижнем и верхнем уровнях. W-образное распределение газа можно получить, приняв верхнюю границу уровня засыпн равную 0,4,

а нижнюю 0,8 от нижнего предела уровня эасыпи.

Пример. Способ ведения доменной плавки с различным уровнем засьши осуществл$пот на доменной печи объемом 2ООО м Новолипепкого металлургического завода.

Печь работает на шихте, включакяцей агломерат (64%) местного производств окатьпин (36%) Лебединского и Михайловского и небольших добавок железной руды и металлолома. Обшее содержание железа в шихте 54,37%. Работа печи характеризуется следующими показателями:

Производительность, т/сут 4198 Расход кокса, кг/т чугуна 445 Расход

воздуха, м /мин3312

кислорода, М7Т чугуна 181 природного газа, м /т чугуна152

Температура дутья, С1191

Перепад давления, атм

нижний.1,21

верхний0,22

общий1«43

Колошниковый газ,

температура, С1,57

давление, атм1,44

СО, %19,6

СО, %27,5

Нг. %1О,4

Рудная колоша, т37,8

Коксовая колоша, т10,2

Печь работает при системе загрузки при изменении пределов уровня засыпи от 1,О до 2,0 с шагом изменения уровня 0,2 5 м по станциям вра- шення распределителя шихты соответственно О , 45 , 9О , 135 и 180 при понижении уровня до 2 м к 225, 270, 315 и ЗбО при его повьпяении от 2 до 1 м.

Например, цикл работы начинается при угле поворота О и уровне засыпи 1,О м. В этом случае на большой кону

производят набор шихты в последовательности, соответствующей системе загрузки. При достижении шихтовыми материалами уровня 1,0 м происходит опускание

большого конуса. Следующая подача набирается при угле поворота вращающейся воронки 45. При достижении шихтовыми материалами уровня 1,25 м происходит опускание большого конуса. Так повторяется с шагом изменения уровня 0,25м и углом поворота 45° до момента достижения материалаг « .уровня 2,0 м и опускания при этом подачи, набранной при угле поворота 180. Следующая подача

ссыпается при уровне засыпи 1,75 м и угле поворота 225. Цикл загрузки продолжается теперь только при повышении уровня.

При применении предлагаемого спо-

соба уменьшается себестоимость 1 т чугуна на 0,289 руб.

Формула изобретения

Способ регулирования распределения шихты на колошнике доменной печи, включающий загрузку шихты циклами от 6 до 24 подач в сектора по окружности колошника, изменение заданного уровня шихты от 0,75 до 2,5 м, о т личающийся тем, что, с целью повышения степени использования газа в печи, снижают заданный уровень засыпи при загрузке каждой подачи шагами, равными частному от деления удвоенной разности пределов нижнего и верхнего уровней засыпи на количество секторов по окружности колошника, а после

окончания очередного цикла загрузки

повьпиают заданный уровень засыпи такими же шагами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Остроухов М. Я. и Шпарбер Л. Я.

Экспуатация доменных печей. М., 1975, с. 9О-94.