Способ доменной плавки Советский патент 1982 года по МПК C21B5/00 

1 Изобретение относится к черной

металлургии, в частности к доменному производству, и может использовать ся для регулирования работы воздухонагревателей доменной печи.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ доменной плавки, включающий нагрев всего дутья путем циклического пропуска его через регенеративные воздухонагреватели и добавку в него природного газа, кислорода и водяного пара С1 2.

В течение цикла пропуска дутья через воздухонагреватели температура его постепенйо снижается, однако среднее ее значение за цикл больше, чем с случае стабилизации температуры дутья в течение цикла за счет добавки, холодного дутья с помощью смесительного устройства. Снижение температуры дутья в течение цикла сопровождают снижением расхода природного газа, обеспечивающим поддержание постоянной теоретической тем пературы горения.

Недостатком способа является то что в течение цикла нагрева дутья его температура существенно изменяется, а так как длительность цикла нагрева дутья соизмерима с интервалом времени между смежными шстулами чугуна, то среднее значение температуры дутья за период мезду смежными выпусками чугуна может оказаться различным в зависимости от количества и длительности циклов нагрева дутья, приходящихся на интервал времени смежными выпусками чугуна. Это 5 приводит к колебаниям теплового режима плавки, состава и температуры чугуна между выпусками и перерасходу .кокса. Изменение расхода природного газа в течение цикла на величину, обеспечивающую поддержание постоянной теоретической температуры горения, не компенсирует отклонение от теплового баланса горна вследствие изменения объема горновых газов и вызывает колебания газодинамического режима плавки. Кроме того, переменное количество природного газа вызывает колебания восстановительного потенциала горновых газов из-за изме нения содержания в них водорода, что может неблагоприятно сказываться на работе печи. Цель изобретения - стабилизация теплового режима плавки и экономия кокса. Поставленная цель достигается аа счет того, что в способе доменной плавки, включающей нагрев всего дуть путем циклического пропуска его через регенеративные воздухонагреватели и добавку в него природного газа кислорода и водяного пара в последнем цикле пропуска дутья через регенеративные воздухонагреватели каждого периода времени между смежными выпусками чугуна производят изменение количества дутьевых добавок (дополнительно вдуваемое топливо, кис лород, влага дутья) на величину, пропорциональную отклонению фактичес кой средней температуры дутья между смежными выпусками от прогнозируе мого для этого периода уровня средней температуры дутья и таким Образом, что при увеличени1 температуры дутья от прогнозируемого среднего уровня на каждые увеличивают расход природТногЬ газа на 0,.0,( к дутью и одновременно уменьшают содержание кислорода в дутье на такую же величину, или увеличивают влажность на ,51 одновременно уменьшают содержание кислорода в дутье на 0,661-0,685%; Т1ри отклонении температуры в противоположную сторону на ту же величину аналогичные действия по регулированию производят С; ПРОТИВОПОЛОЖНЫМ зна ком. Способ осуществляется следующим образом. Нагрев, дутья ведут путем циклического пропуска его через регенеративные воздухонагреватели, причем цикличность пропуска дутья через регенеративные воздухонагреватели не связывают с цикличностью выпуска чугуна. В результате этого на каждый промежуток времени между смежными выпусками чугуна может приходиться нецелевое количество циклов (например 1,7) пропуска черезрегенеративные воздухонагреватели, что будет способствовать колебаниям тепловогр режима, а также состава и теплосодержания чугуна между выпусками. С целью стабилизации теплового режима и экономии кокса в каждом промежутке времени между смежными выпусками чугуна с помощью вычислительного уст зойства подсчитывают среднюю температуру дутья и ее отклонение от заданного уровня. На основании этого изменяют.одновременно расход топливной добавки и кислорода или влаги дутья и кислорода в противополоятых направлениях таким образом, чтобы скомпенсировать изменение теоретической температуры ГО эения топлива на уровне фурм, произошедшее за счет изменения температуры дутья, оставив при этом неизменным количество горнового газа и его восстановительный потенциал. Указанное изменение количества дутьевой добавки или влажности дутья производят в течение последнего цикла пропуска дутья через воздухонагреватели в данном промежутке времени между смежными выпусками чугуна на основе определения средней температуры дутья за этот промежуток времени.S Определение средней температуры дутья за весь промежуток времени между смежными выпусками чугуна в момент начала последнего цикла пропуска дутья через воздухонагреватели в этом промежутке времени производят по измеренным значениям температуры дутья до начала этого цикла и заранее известному характеру его изменения в течение указанного цикла. Количество подаваемых природного газа и кислорода или влаги дутья и кислорода при изменении температуры дутья определяются из следующих соотношений: -ли (ч. где тт- частная производная от тео ретической температуры горения по температуре дутья, 345- - Т9 же, по относительному расходу природного газа, VC; - - тоже по содержани|Ь кисло- 5 рода в дутье At. - изменение температуры дуДля определения величины компенрисующего воздействия по влаге дутья ю це. 98503 34 .в.выражение (1), (2) вместо веяичмНЫ D и производной -I. подстрели-. eD етсй величина f и пр6и:эводная - - « Е еличины входящих в формулу производных приведены в табли

без компенсации

uff- вО°С ,

дао с

гой Дутья.

Отсюда видно, что при одновремеи ном введении 1« мпенсации по двум па-. раметрам (природный газ + кислород или влага дутья кислород компенсация возмущений в тепловой работе нижней части печи производится без внесения возмещений в газодинамический режим ее работы и восстанови тельный потенциал горнового газа. Таким образом, при увеличении о температуры дутья на каждые установленного среднего уровня для компесации возникающих возмущений ё тепловом режиме необходимо увеличивать расход природного газа на 0,656-0,685% к дутью и одновременно снижать содержание кислорода в дутье на ту же величину, или увеличивать влажность дутья на 5,325,51 г/м и одновременно снижать содержание кислорода в дутье на 0,661-0,685. При отклонении температуры в противоположную сторону на ту же величину аналогичные действия по регулированию производят с противоположным знаком. Компенсирующие воздействие выше верхнего предела вызывают нарушение условий компенсации и ухудшают работу печи вследствие изменения газодинамического и восстановительного режима плавки. Снижение компенсирующих воздействий ниже нижнег предела приводит к неполной компенсации возмущений в тепловой работе нижней части печи, что так же неудовлетворительно сказывается на хо технологического процесса плавки. Поскольку влага или дутьевая добавка подается только в последнем цикле пропуска дутья через регенеративные воздухонагреватели данного периода времени между смежными выпусками, то количество ее в дутье данного цикла увеличивают пропорцио нально отношению времени всего периода между смежными выпусками чугу на к времени последнего в этом периоде цикла пропуска дутья через во духонагреватели. ( Пример конкретной реализации пре лагаемого способа. При 15 выпусках чугуна в сутки и одинаковой длительности всех цикл пропуска дутья через регенеративные воздухонагреватели - 5 мин, в интервал времени между смежными выпус ками (96 мин) может попасть различное (в том числе дробное) количеств циклов. В одном из интервалов времени между смежными выпусками чугуна последний цикл пропуска дутья через воздухонагреватели начинают за 30 мин до начала очередного выпуска чугуна. При этом начальная температура дутья в этом цикле , а скорость ее падения 2,5 град/мин. Средняя температура дутья за период от начала предыдущего выпуска чугуна до начала последнего цикла пропуска дутья через воздухонагреватели, измеренная и вычисленная с помощью ЭВМ, составляет 1220°С при установленном среднем значении для всего интервала времени между смежными выпусками чугуна 1205°С. Ожидаемая средняя температура за промежуток времени между смежными выпусками составляет 1220 66+0,5С1300+1300-2,5 30)30 95 С. Для компенсации отклонения указанного значения температуры от установленного на 12 5-1205 следует увеличивать расход природного газа в дутье на ДВ d,6$6 0,262% и снижать Содержание кислорода в дутье на aw -лв -0,262%, или увеличивать влажность дутья на 0,26 или 0,661 2,13 г/м и снижать содержание кислорода в дутье на uW, -44 0, Поскольку компенсирующие изменения производятся в последние 30 мин, то величина компенсирующих воздействий увеличивается на . 3,2 раза и составляет ЛВ W 0,262-3,2 0,878% или 0,,2 0,845% 6,8 г/м. Возможные колебания температуры дутья в различных промежутках между смежными выпусками чугуна в пределах t вызвали бы во избежйние похолоданий печи при снижении температуры необходимость поддержания запаса кокса в количестве, эквивалентном изменению температуры дутья/ на kQ°C, или на 6 кг/т чугуна (исходя из экономии 15 кг/т кокса на каждые дополнительные ЮО/С нагрева дутья). Регулирование теплового режима исюпочает необходимость такого запаса тепла в горне и кокса и приводит к экономии кокса 6 кг/т.ч. Формула изобретения Способ доменной плавки, включающ нагрев всего дутья циклического пропуска его через регенератив ные воздухонагреватели и добавку в него природного газа, кислорода и водяного пара, отличающийся тем, что, с целью стабилизации теплового режима плавки и экономии кокса, в последнем цикле пропуска д тья через регенеративные воздухонагреватели между смежными выпуска;ми чугуна произвоАЯТ изменение количества дутьесшх Дсбавок на величину, пропорциональную отклонению фактической средней температуры дутья за период времени между выпусками от прогнозируемого для этого периода уровня средней те «1ёратуры . дутья, что при увеличении температуры дутья от прогнозируемого.среднего уровня на каждые 100°С увеличивают расход природного газа на 0,6560,685% и одновременно уменьшают содержание кислорода в дутье на такую же величину, или увеличивают влаж. ность на 5,32-5.51 f/м и одновременно уменьшают содержание кислорода в дутье на 0,661-0,685%; при отклонении температуры в противоположную сторону на ту же величину аналогим-, ные действия по регулированию производят с противоположным знаком. , Источники информацииi принятые во внимание при экспертизе 1. Бабушкин Н.Н. идр. Неталлург, 1976, 1Г 8, с. 8-11,