RU2335548C2 - Способ определения оптимального радиального газораспределения в доменной печи - Google Patents
Способ определения оптимального радиального газораспределения в доменной печи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2335548C2 RU2335548C2 RU2006129605/02A RU2006129605A RU2335548C2 RU 2335548 C2 RU2335548 C2 RU 2335548C2 RU 2006129605/02 A RU2006129605/02 A RU 2006129605/02A RU 2006129605 A RU2006129605 A RU 2006129605A RU 2335548 C2 RU2335548 C2 RU 2335548C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- gas
- averaging
- distribution
- periods
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims abstract description 27
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000013179 statistical model Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Blast Furnaces (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу определения оптимального радиального газораспределения в доменной печи. Способ включает усреднение количественных показателей распределения температуры газа по радиусу печи и степени использования окиси углерода в колошниковом газе за технологические отрезки времени работы печи и сопоставление их между собой для определения экстремума кривой зависимости между ними, при котором достигают максимального использования окиси углерода в доменной печи. При этом усреднение количественных показателей распределения температуры газа и степени использования окиси углерода проводят за время работы печи между двумя закрытиями чугунной летки на смежных выпусках продуктов плавки из печи. А для сопоставления показателей распределения температуры газа и степени использования окиси углерода между собой используют их значения за 50-60 периодов усреднения работы печи, причем значения первых сдвигают по отношению ко вторым вперед по времени на два периода усреднения. Использование изобретения обеспечивает упрощение способа определения оптимального распределения газа в печи. 3 ил.
Description
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для определения оптимального радиального газораспределения в доменной печи, обеспечивающего максимальное использование восстановительной энергии газового потока.
Известен способ определения оптимального радиального газораспределения в доменной печи по контролю содержания двуокиси углерода (СО2) в газе в различных точках радиуса колошника печи. Так, например, для доменных печей Кузнецкого металлургического комбината оптимальное радиальное газораспределение достигалось при следующих значениях содержания СО2 в газе: на периферии печи 7-8%, в рудном гребне 18-20% и на оси печи 6 - 8% (Доменный процесс по новейшим исследованиям. Металлургиздат. М., 1963, стр.297-303). Для доменных печей Магнитогорского металлургического комбината эти значения составляли соответственно 9, 18 и 7% (Достижения доменщиков Магнитогорского металлургического комбината. Металлургиздат. М., 1957, стр.210-247).
Данный способ имеет следующие недостатки:
- полученные кривые не универсальны, а характерны только для тех сырьевых и эксплуатационных условий плавки, в которых они получены;
- отсутствуют количественные показатели оценки формы кривой газораспределения;
- отсутствует сопоставление формы кривой газораспределения с показателями, характеризующими или использование газового потока, или технические показатели плавки;
- сложность регулярного определения на практике содержания СО2 в газе в различных точках радиуса колошника.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ контроля и использования газа, направленный на оптимизацию его распределения по сечению колошника (Авторское свидетельство СССР № 1604858, С21В 7/24).
Основными недостатками данного способа являются:
- необходимость использования данных, которые трудно определить на практике: состав газа по радиусу доменной печи, профиль поверхности шихты, расходы газа в кольцевых сечениях колошника и т.д.;
отсутствуют доказательства достоверности используемых зависимостей (1) и (2), коэффициентов К и I, свободных членов m и n в этих зависимостях для определения оптимальных значений относительных расходов и степеней использования газа в кольцевых сечениях колошника;
- отсутствие сведений о путях реализации этого способа: получение исходных данных, их усреднение, сопоставление между собой;
не ясно, как производят корректировку газораспределения в печи в случае отклонения указанных параметров от оптимальных значений и удовлетворяются условия (3) и (4) и т.д.
Для упрощения способа определения оптимального радиального распределения и получения более достоверных результатов этого распределения предлагается способ определения оптимального радиального газораспределения в доменной печи, включающий измерение температуры газа в каждом из пяти равновеликих по площади колец колошника, контроль состава колошникового газа на содержание в нем окиси и двуокиси углерода, определяют количественный показатель распределения температуры газа по радиусу печи (Кр) и количественный показатель степени использования окиси углерода (ηсо) в колошниковом газе на выходе из печи, количественные показатели (Кр) и (ηсо) усредняют за время работы печи между двумя закрытиями чугунной летки на смежных выпусках и сопоставляют их между собой за непрерывно обновляющийся, равный 50-60 периодам усреднения работы, период работы, значение (Кр) используют со сдвигом по отношению к значению (ηсо) вперед по времени на два периода усреднения и определяют оптимальное радиальное газораспределение, при котором достигается максимальное использование окиси углерода.
Сущность предлагаемого изобретения, направленного на определение оптимального радиального газораспределения выражается в совокупности следующих признаков и действий:
- измеряют температуру газа в каждом из пяти равновеликих по площади колец. Принятое решение позволяет проводить определение количественного показателя распределения температуры газа по радиусу печи (Кр);
- измеряют состав общего колошникового газа на выходе из печи на содержание в нем окиси и двуокиси углерода. Принятое решение позволяет проводить определение количественного показателя степени использования окиси углерода (ηсо);
- количественные показатели распределения и использования газового потока усредняют за технологические отрезки времени и сопоставляют между собой для определения экстремума зависимости между ними, при котором достигают максимального использования СО. Усреднение за технологические отрезки времени необходимо потому, что такие периодически проводимые на печи технологические операции как загрузка подачи шихтовых материалов в печь, загрузка цикла подач, выпуск из печи продуктов плавки приводят к изменению распределения и использования газового потока;
- усреднение количественных показателей распределения и использования газового потока проводят за время работы печи между двумя закрытиями чугунной летки на смежных выпусках. Это обусловлено тем, что из всех периодически проводимых на печи технологических операций наибольшее влияние на распределение и использование газового потока оказывает периодичность выпуска продуктов плавки, связанная с изменением скорости схода шихтовых материалов от накопления и выдачи из печи продуктов правки;
- определение экстремума зависимости показателя использования газа от показателя его радиального газораспределения проводят за время работы печи, равное 50-60 периодам усреднения;
- при сопоставлении показателей распределения и использования газового потока значения первых сдвигают вперед по времени на два периода усреднения. Это обусловлено тем, что изменение в распределении материалов по вертикальному сечению печи и связанное с ним изменение в распределении газового потока окажут влияние на его использование только тогда, когда по новому сформируется не менее половины шахты печи, что соответствует периоду работы печи, равному двум периодам усреднения.
Сказанное может быть проиллюстрировано данными, представленными на следующих чертежах:
- "Влияние периодичности выпуска из печи продуктов плавки на распределение и использование газового потока" (фиг.1);
- "Зависимость степени использования окиси углерода в доменной печи (ηсо) от показателя распределения температуры газа по радиусу печи (Кр) при сопоставлении их за один и тот же период усреднения (n) и при сдвиге значения Кр по отношению ηсо вперед по времени на один (n+1), два (n+2), три (n+3) и четыре (n+4) периода усреднения (фиг.2);
- "Изменение во времени показателя распределения температуры газа по радиусу печи" (фиг.3).
Из фиг.1 видно, что периодичность выпуска продуктов плавки из печи и связанное с этим изменение в сходе материалов приводит к существенному перераспределению газового потока по радиусу колошника и к связанному с этим изменению в использовании газового потока. Поэтому усреднение данных о распределении и использовании газового поток за отрезки времени, не соответствующие периодам работы печи от закрытия до закрытия чугунной летки на смежных выпусках, могут дать непредставительные результаты.
Представленные на фиг.2 данные показывают, что наиболее четко экстремальный характер зависимости ηco=(Кр) проявляется при сдвиге данных о значении Кр на два периода усреднения по отношению к данным о значениях ηсо. При сдвиге, предшествующем и превышающем выбранный на один период усреднения (фиг.2, «б» и «г»), экстремальный характер зависимости ослабевает, а на 2 периода усреднения (фиг.2, «а» и «д») - практически исчезает.
Для осуществления предложенного способа доменная печь должна быть оборудована следующими техническими средствами:
- "Устройство для контроля распределения температуры газа по радиусу колошника" (Авторское свидетельство СССР № 1016363, Кл. С21В 7/24, 1983), представляющее собой устанавливаемую над уровнем засыпи радиальную многоточечную (пятиточечную) термопару, измеряющую среднюю температуру газа в каждом из пяти равновеликих по площади колец (в центре печи-круга), на которые разделена площадь колошника; причем третья точка в этом случае делит площадь колошника на две равные части: "периферийную" и "центральную";
- газоанализатор, анализирующий состав колошникового газа, выходящего из печи, на содержание в нем СО и СО2.
После оборудования доменной печи перечисленными техническими средствами дальнейшее осуществление предлагаемого способа возможно как с использованием вычислительной техники, так и без нее.
В первом случае очередность операций должна быть следующей:
- непрерывный опрос показаний каждой из пяти точек радиальной многоточечной термопары и газоанализатора;
- усреднение показании термопар и газоанализатора после получения сигнала о закрытии чугунной летки;
- расчет показателя распределения температуры газа по радиусу печи по следующему выражению:
Кр=tп/tц, дол. ед.,
где tп=0,4t1+0,4t2+0,2t3 - температура газа в "периферийной" части колошника, °С;
tц=0,2t3+0,4t4+0,4t5 - температура газа в "центральной" части колошника, °С;
t1, t2, t3, t4, t5 - показания термопар в пяти равновеликих по площади кольцах колошника (в центре печи-круга), считая от периферии к центру;
- расчет показателя степени использования СО по следующему выражению:
ηco=СО2/(СО+CO2), дол. ед.,
где СО и СО2 - содержание окиси и двуокиси углерода в колошниковом газе на выходе из печи, дол.ед.;
- накопление в памяти ЭВМ 50-60 значений Кр и ηco, полученных вышеописанным способом. Число значений Кр и ηco меньше 50 снизит достоверность получения зависимости ηco=f (Кр), особенно при использовании для этого статистической модели. Число значений Кр и ηсо больше 60 снизит оперативность определения оптимального радиального газораспределения;
- подготовка исходных значений Кр и ηсо к определению экстремума зависимости ηco=f (Кр), выражающееся в сдвиге вперед по времени на два периода усреднения значений Кр по отношению к значениям ηco. Это можно проиллюстрировать следующей таблицей, в которой представлены подготовленные к определению экстремума данные:
№№ периодов усреднения от начала отсчета
| для Кр | для ηco |
| 1 | 3 |
| 2 | 4 |
| 3 | 5 |
| 4 | и т.д. |
- определение экстремума зависимости ηco=f (Кр) с помощью статистической модели вида:
ηсо=α0+α1Кр+α2 КрКр,
где α0, α1 и α2 - коэффициенты регрессии модели, определяемые методом наименьших квадратов;
- вывод на экран дисплея графика видеокадра в координатах "Степень использования окиси углерода" и "Показатель распределения температуры газа по радиусу печи", аналогичный изображенному на фиг.2 «в», исходных данных и линии регрессии. Из фиг.2 «в» видно, что оптимальное радиальное газораспределение, при котором достигается максимальное использование окиси углерода, для сырьевых и эксплуатационных условий плавки доменной печи №9 ММК достигалось при значениях Кр=0,85;
- продолжение опроса показаний радиальной многоточечной термопары и газоанализатора, усреднение полученных данных после получения следующего сигнала о закрытии чугунной летки; расчет Кр и ηсо; занесение последних результатов расчета в базу данных, исключив при этом первые значения (т.е. проводя непрерывное обновление базы данных); поиск линии регрессии; нанесение на видеограмму, подобную изображенной на фиг.2 «в», последних результатов расчета (исключив первые) и линии регрессии;
- установление технологическим персоналом печи допустимых пределов изменения текущих значений Кр (уставки), в пределах которых воздействия по изменению газораспределения не принимаются (фиг.3);
- принятие мер по изменению соотношения руды и кокса на периферии печи в сторону увеличения в этом районе печи рудной части шихты при выходе значения Кр за пределы уставки в большую сторону (фиг.3), свидетельствующем о перераспределении газового потока по радиусу печи в сторону увеличения расхода газа в этом районе печи сверх оптимального. При выходе значения Кр за пределы уставки в меньшую сторону, свидетельствующего о загрузке периферии печи рудной частью шихты сверх оптимального уровня, принимаются меры по ее разгрузке изменением соотношения руды и кокса в этом районе печи в сторону увеличения здесь коксовой части шихты. При двухконусном засыпном аппарате эти воздействия осуществляются изменением системы загрузки, величины подачи и уровня засыпи; при безконусном загрузочном устройстве, например лоткового типа, - соответствующим изменением положений лотка при выгрузке руды и кокса.
Осуществление предлагаемого способа на доменных печах, не оборудованных вычислительной техникой, возможно за счет периодически проводимой обработки данных диаграмм контрольно-измерительных приборов с записью показаний радиальных многоточечных термопар и газоанализаторов; усреднения полученных значений за периоды работы печи между закрытиями чугунной летки на смежных выпусках (за 50-60 периодов усреднения); определения количественных показателей распределения и использования газового потока за выбранные периоды усреднения; сопоставления их между собой путем построения графика, подобного изображенному на фиг.2 «в»; проведения линии регрессии и определения по ней оптимального значения Кр, при котором достигается максимальное использование окиси углерода; принятия соответствующих мер по изменению параметров загрузки при отклонении текущих значений Кр за пределы уставки.
Claims (1)
- Способ определения оптимального радиального газораспределения в доменной печи, включающий измерение температуры газа в каждом из пяти равновеликих по площади колец колошника, контроль состава колошникового газа на содержание в нем окиси и двуокиси углерода, отличающийся тем, что определяют количественный показатель распределения температуры газа по радиусу печи (Кр) и количественный показатель степени использования окиси углерода (ηсо) в колошниковом газе на выходе из печи, количественные показатели (Кр) и (ηсо) усредняют за время работы печи между двумя закрытиями чугунной летки на смежных выпусках и сопоставляют их между собой за непрерывно обновляющийся, равный 50-60 периодам усреднения работы период работы, далее используют значения (Кр) со сдвигом по отношению к значениям (ηсо) вперед по времени на два периода усреднения и определяют оптимальное радиальное газораспределение, при котором достигается максимальное использование окиси углерода.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006129605/02A RU2335548C2 (ru) | 2006-08-15 | 2006-08-15 | Способ определения оптимального радиального газораспределения в доменной печи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006129605/02A RU2335548C2 (ru) | 2006-08-15 | 2006-08-15 | Способ определения оптимального радиального газораспределения в доменной печи |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006129605A RU2006129605A (ru) | 2008-02-20 |
| RU2335548C2 true RU2335548C2 (ru) | 2008-10-10 |
Family
ID=39266962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006129605/02A RU2335548C2 (ru) | 2006-08-15 | 2006-08-15 | Способ определения оптимального радиального газораспределения в доменной печи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2335548C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU749897A1 (ru) * | 1978-06-02 | 1980-07-25 | Днепродзержинский Индустриальный Институт Им. М.И.Арсеничева | Способ доменной плавки |
| SU981371A1 (ru) * | 1980-01-07 | 1982-12-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Автоматизации Черной Металлургии | Способ ведени доменной плавки |
| SU1604858A1 (ru) * | 1987-11-04 | 1990-11-07 | Коммунарский металлургический комбинат | Способ контрол распределени и использовани газа в доменной печи |
| RU2147613C1 (ru) * | 1998-06-02 | 2000-04-20 | Федор Николаевич Москалина | Способ контроля газораспределения в доменной печи |
-
2006
- 2006-08-15 RU RU2006129605/02A patent/RU2335548C2/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU749897A1 (ru) * | 1978-06-02 | 1980-07-25 | Днепродзержинский Индустриальный Институт Им. М.И.Арсеничева | Способ доменной плавки |
| SU981371A1 (ru) * | 1980-01-07 | 1982-12-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Автоматизации Черной Металлургии | Способ ведени доменной плавки |
| SU1604858A1 (ru) * | 1987-11-04 | 1990-11-07 | Коммунарский металлургический комбинат | Способ контрол распределени и использовани газа в доменной печи |
| RU2147613C1 (ru) * | 1998-06-02 | 2000-04-20 | Федор Николаевич Москалина | Способ контроля газораспределения в доменной печи |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006129605A (ru) | 2008-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103439999B (zh) | 根据冷却壁温度变化进行高炉异常炉温控制的方法 | |
| CN111607673B (zh) | 铁前诊断系统及方法 | |
| JP2019019385A (ja) | 溶銑温度予測方法、溶銑温度予測装置、高炉の操業方法、操業ガイダンス装置、溶銑温度制御方法、及び溶銑温度制御装置 | |
| US20150337404A1 (en) | Method and device for predicting, controlling and/or regulating steelworks processes | |
| CN116862052A (zh) | 高炉炉况的评分方法和系统 | |
| CN103544273A (zh) | 利用模式识别技术对炉况整体状态进行评估的方法 | |
| CN117025883B (zh) | 转炉自动溅渣控制方法、装置、计算机设备及存储介质 | |
| CN119144776A (zh) | 铁水温度的控制方法及装置、操作指导方法及装置、高炉的操作方法、及铁水的制造方法 | |
| WO2023070694A1 (zh) | 一种判定高炉最优气流分布的方法、电子设备和存储介质 | |
| CN105441610A (zh) | 一种建立高炉操作模型的方法 | |
| JP2021080556A (ja) | 高炉の炉況判断方法、高炉の炉況判断装置、及び高炉の炉況判断方法のプログラム | |
| Agrawal et al. | Advances in thermal level measurement techniques using mathematical models, statistical models and decision support systems in blast furnace | |
| CN117494893A (zh) | 一种钢材生产过程能耗预测方法 | |
| Nistala et al. | Metafur: Digital twin system of a blast furnace | |
| US20230130462A1 (en) | Method and system for ironmaking plant optimization | |
| CN113959628B (zh) | 高炉上部压力分布与炉况判定方法 | |
| CN107326133A (zh) | 高炉热风风温监控方法和装置 | |
| Kamo et al. | Method for predicting gas channeling in blast furnace | |
| JP5277636B2 (ja) | 竪型炉の操業方法 | |
| CN113584240B (zh) | 一种高炉布料方法 | |
| WO2023008170A1 (ja) | 高炉のスラグレベル推定方法、操業ガイダンス方法、溶銑の製造方法、高炉のスラグレベル推定装置及び操業ガイダンス装置 | |
| JP6944393B2 (ja) | プラント状態評価システム、プラント状態評価方法、及びプログラム | |
| JP4244477B2 (ja) | 高炉操業方法 | |
| CN111286570A (zh) | 利用扫描雷达调控异常操作炉型的方法 | |
| JPH1180820A (ja) | 高炉炉況異常時の操業支援装置および方法 |