SU1682402A1 - Способ контрол и регулировани распределени материалов и газов по сечению доменной печи - Google Patents

Description

(21)4727914/02 (22) 12.06.89 (46)07.10.91. Бюл. №37

(71)Череповецкий металлургический комбинат им. 50-лети  СССР

(72)Л.А.В лый, Е.И.Райх, К.К.Шкодин, В.В.Гайков, В.А.Улахович, А П Котов, А.К.Икконен, Н.М Можаренко и Э.С.Хом ков (53)669.162.012.01(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР Мг 1266863, кл. С 21 В 5/00, 1985.

Гиммельфарб А А., Ефименко Г.Г. Автоматическое управление доменным процессом . - М: Металлурги , 1969, с. 247-250. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ И ГАЗОВ ПО СЕЧЕНИЮ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

(57)Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к доменному производству , и может быть использовано дл  контрол  и регулировани  распределени  рудной нагрузки по радиусу доменной печи . Цель - повышение производительности

печи и сокращение удельного расхода кокса на выплавку чугуна путем оптимизации распределени  газового потока. Дл  этого контролируют состав газа по радиусу в верхней части шахты доменной печи и параметры дуть  и вычисл ют по ним значени  отношений количеств газифицированных кислорода и углерода шихты в различных точках радиуса. Путем статистической обработки тех- нико-экономических показателей работы печи и кривых распределени  по радиусу указанных отношений наход т оптимальные (по минимуму расхода кокса и максимуму производительности печи) значени  этих отношений в различных точках радиуса печи. Сравнивают текущие значени  отношений количеств газифицированных кислорода и углерода шихты с оптимальными значени ми во всех контролируемых точках радиуса Регулирование рудной нагрузки по радиусу производ т при отклонени х текущих значений этих отношений от оптимальных на 0,1-0,3. 5 табл.

СП

С

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к доменному производству , и может быть использовано при управлении ходом доменных печей.

Целью изобретени   вл етс  увеличение производительности печи и сокращение удельною расхода кокса за счет оптимизации распределени  материалов и газового потока по сечению печи и улучшени  использовани  энергии газа.

Сущность изобретени  заключаетс  в использовании дл  контрол  распределени  рудной нагрузки по сечению доменной печи отношени  количества газифицированных кислорода и углерода шихты, вычисл емые в различных точках радиуса доменной печи по результатам измерени  состава газа в этих точках в верхней части шахты и по параметрам комбинированного дуть . Дл  существующих шихтовых и дутьевых условий на каждой конкретной доменной печи путем статистической обработки показателей ее работы при различных системах загрузки наход т оптимальное распределение по радиусу отношений (Ош)/(Сш), принима  в качестве критериев оптимизации производительность печи и удельный расход кокса. Конта

00

го

4

о

ю

роль распределени  рудной нагрузки по радиусу производ т, сравнива  текущие значени  указанных отношений по радиусу с оптимальными, а регулирование распределени  рудной нагрузки по радиусу осуществл ют при отклонении текущих значений отношений (Ош)/(Сш) от оптимальных на 0,1...0,3,

При отклонени х текущих значений отношений (Ош)/(Сш) от оптимальных меньших 0,1 режим ЗЭГОУЗКИ не измен ют, так как такие отклонени  могут быть вызваны факторами, не св занными с распределением рудной нагрузки и газового потока по радиусу. При отклонени х, превышающих 0,3, следует принимать комплексные меры по регулированию хода печи в соответствии с технологической инструкцией, предус- матривающие не только коррекцию распределени  рудной нагрузки по радиусу, но и изменение дутьевого режима.

Отношение (Ош)|/(Сш) количеств газифицированных кисло рода (Ош)| и углерода (Cuj)i шихты определ ют по следующим формулам

(Сш) + CCM-m -D -(С),

где (Сш)) - количество газифицированного углерода шихты в зоне i, кг на 100 м3 сухого газа;

C02i - содержание в сухом газе диоксида углерода в зоне i, %;

COi - содержание в сухом газе оксида углерода в зоне I, %;

(С) - суммарное содержание углерода во вдуваемом в горн топливе, % 100 -C02I -C0i-H2i П| 100 -u) + D-(Nz) где ш - отношение объемов сухого комбинированного дуть  и сухого газа в зоне i;

Hat - содержание в сухом газе водорода в зоне i,%;

(о- содержание кислорода в дутье, %;

(N2) - суммарное содержание азота во вдуваемом в горн топливе, %.

D

Vs 100 Vg 100 -Y где D - отношение объемов вдуваемого горн топлива и сухого дуть ;

Vs - расход вдуваемого в горн топлив м /мин;

Vg - расход сухого дуть , м /мин; р- объемна  дол  влаги в дутье, %; У - потери дуть , %

) 2Й4 {2с°21 + СО;-Н20(-Пг 2w+p+2D-(U)

где (Ош)| количество газифицированного кислорода шихты в зоне I, кг на 100 м сухого газа;

H20i - обьемна  дол  влаги косвенного восстановлени  в газе в зоне i, % к сухому газу;

(Оа) - суммарное содержание кислорода во вдуваемом в горн топливе, %.

10

H20i

22,4

а (Сш) + ni p+D -(На ) -H2I

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где (На) - суммарное содержание водорода во вдуваемом в горн топливе, %:

а- отношение массовых долей водорода и углерода в коксе.

Дл  сопоставимости величин (Ош)|/(Сш)| с рудной нагрузкой используют следующие формулы:

, .(Ош)| . PI -А р

V-UIJI

3 - л. и Я ТО

где ft - расчетна  рудна  нагрузка в зоне I, т/т;

А - коэффициент пропорциональности;

(Сш) - количество газифицированного углерода кокса дл  печи в целом, кг на 100 м колошникового газа;

(Ош) - количество газифицированного кислорода шихты дл  печи в целом, кг на 100 м сухого колошникового газа.

р - рудна  нагрузка дл  печи в целом, т/т.

Показатель (Ош)/(Сш)учитывает вли ние на состав газа в печи вдувани  в горн дополнительного топлива и обогащени  дуть  кислородом, а также развитие процессов газификации по радиусу печи и характеризует рудную нагрузку в контролируемом кольцевом сечении печи.

П р и м е р. На доменной печи № 5 ЧерМК объемом 5500 м3, оборудованной бесконусным загрузочным устройством с лотковым распределителем шихты путем статистической обработки показателей работы печи, найдено оптимальное распределение отношени  (Ош)/(Сш) по радиусу в верхней части шахты, приведенное в табл,1.

Данное оптимальное распределение отношени  (Ош)|/(Сш)( соответствует следующим услови м работы печи: содержание кислорода в дутье 23-24%, расход природного газа 30000-32000 м /ч, дол  окатышей в шихте 30-35%.

В период 11-25 декабр  1987 г. на печи наблюдали отличающеес  от оптимального следующее распределение значений отношени  (Ош)/(Сш) по радиусу верхней части

шахты (усредненные за период значени ), приведенное в табл.2.

Произошло резкое уменьшение показател  (Oui)i/(Cu))i в осевой зоне печи (на 0,20- 0,25 в точках, отсто щих от кладки на 4,17 и 5,86 м) при некотором увеличении на периферии (на 0,11 у кладки).

В рассмотренном периоде 11-25.12.87 г. на доменной печи примен лась циклическа  система загрузки, состо ща  из 7 по- дач, включающих коксовые (К) и железорудные (Р) порции, загружаемые при разных положени х вращающегос  лотка (цифры в скобках): 1. К(8-4), Р (8-5). 2. К (9-5), Р (9-4). 3. К (5-2), Р (9-4). 4. К (9-5), Р (9-5). 5. К (8-5), Р (9-5). 6 К (9-5), Р (8-5). 7. К (7-3). Р (9-5).

Положение лотка соответствует следующим углам рабочей поверхности лотка относительно оси печи: 1. - 5,1°. 2. - 16,8°, 3. - 24,7°, 4. - 29,1°. 5. - 32,0°, 6. - 34,7°, 7. - 37.7и, 8.-39,8. 9.-42,2°.

В св зи с тем, что за период 11 - 25.12.87 г. на печи было существенным отличием от оптимального распределени  по радиусу показател  (Ош)|/(Сш)и в особенности в осевой зоне, режим загрузки был изменен. Ьыла применена циклическа  система , состо ща  из 7 подач, включающих коксовые (К) и железорудные (Р) порции, но последние загружались при измененных угловых положени х вращающегос  лотка: 1. К(8-4), Р (8-4), 2. К (9-5), Р (8-3). 3. К (5-2). Р (9-4). 4. К (9-5, Р (8-4). 5. К (8-5). Р (9-4). 6. К (9-5), Р (8-4). 7. К (7-3), Р (8-3).

В измененной системе угловые положени  лотка были подобраны так, чтобы сместить загрузку железорудных материалов из периферийной в осевую зону. При неизменном количестве позиций лотка дл  кок- совых порций, при загрузке железорудно части шихты (агломерата и окатышей), было увеличено число позиций в осевой зоне (на 2 позиции.в положении лотка 2 и на 5 позиций в положении 3) и уменьшено число по- зиций на периферии (на 3 позиции в положении лотка 9). В результате получено новое следующее распределение по радиусу показател  (0Ш)|/(СШ)| (среднее за период 26.12.87 - 8.01.88), приведенное в табл 3.

Сравнение полученного распределени  отношени  (Ош)|/(Сш)1 с оптимальным свидетельствует о том, что произошло улучшение распределени  газов и приближение его к оптимальному дл  данных условий работы печи. В результате повысилось использование химической и тепловой энергиигазов и улучшились технико-экономические показатели плавки

- снизилс  удельный расход кокса на 1.2 кг/т чугуна и увеличилась производительность доменной печи на 41 т/сут.

Изменение показателей работы д.п.5 ЧерМК при регулировании по отношению (0Ш)|/(СШ)| приведено в табл.4.

При заметном отклонении распределени  величины (Ош)|/(Сш)| от оптимального, особенно в осевой зоне печи, распределение С02 по радиусу верхней части шахты,  вл ющеес  обычно основанием дл  регулировани  распределени  материалов и газов , практически не изменилось. Содержание С02 в осевой зоне в период 11-25.12.87 г. уменьшилось с 0.6 до 0,3%. Такое слабое изменение содержани  С02 объ сн етс  высокими температурами газа (до 1200°С), которые посто нно поддерживаютс  в центральной части в шахте печи.

В табл.5 приведены другие примеры регулировани  по показателю (Om)i/(Cui)i Б доменных печах ЧерМК.

Достоинством предлагаемого способа контрол  и регулировани  распределени  материалов и газового потока  вл етс  более высока  точность контрол  и более эффективное регулирование распределени  материалов по сечению печи, обеспечивающие высокую производительность доменной печи при минимальном удельном расходе топлива.

Преимущества способа особенно значительны при его применении дл  ведени  доменных печей большого объема, где особые требовани  предъ вл ютс  к загрузке центральной зоны, так как перегрузка этой части печи железорудными материалами может привести к т желому расстройству хода печи.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ контрол  и регулировани  распределени  материалов и газов по сечению доменной печи, включающий контроль состава газа по радиусам в верхней части шахты и параметров дуть , регулирование распределени  рудной нагрузки по радиусу колошника, отличающийс  тем, что. с целью увеличени  производительности доменной печи и снижени  удельного расхода кокса за счет улучшени  использовани  энергии газового потока, определ ют оптимальные дл  существующих условий плавки и текущие значени  отношений количеств газифицированных кислорода и углерода шихты по радиусу печи, и регулирование распределени  рудной нагрузки по радиусу производ т при отклонени х текущих значений этих отношений от оптимальных на 0,1-0,3.

   Показатели

   Производительность (годного), т/сут

   Расход кокса (сухого ), кг/т чугуна

   Расход природного газа, мл/т чугуна

   Массова  дол  железа в металлоиихте,

   г

   Выход шлака, гг/т чугуна

   Массова  дол  кислорода в дутье, 7.

   Температура дуть ,

   с

   Давление гачов под коле шником, НПа

   Степень использовани  оксида углерода, Z45,5

   Температура колошникового гаэа, С262

   Протптэи, 2Тихни ход, X

   Числитель - отчетные данные, знаменатель - привелевк

   к одинаковым услови м.

   Таблица1

   Таблица2

   ТаблицаЗ

   Т а О л и ц з 4

   Периода

   26.12.87 - 8.01.S3 г.. оптимальное распре деление (rw

   11199 11144 444 .0 444,1

   81 ,4

   58,45

   29S

   24,4

   1229

   0,22

   46,3

   233

   0,60 0,30

   55001,0-1,10,5-0,6

   55001,0-1,1

   0,5-0,6

   2758 2713 4387

   288V 2837 4553

   11810

   11537

   1132ч

   11838

   11465

   11815

   Таблица 5

   Система злгруэхн АЛШЧЛАКШКЛАК

   Изменение состава 1,01 0,6 шихты, режима дуть , режима злгрузки

   То же, а также ре- 1,05 0,58 монт засыпного устройства

   Продолжение табл.5

   4Ю 4J5 42/

   420 430 419

   450

   459

   541

   450

   457

   449