PL104773B3 - Sposob regulacji biegu wielkiego pieca - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji biegu wielkiego pieca, stanowiacy ulepszenie sposobu regulacji wedlug patentu nr 74571.

Sposób regulacji biegu wielkiego pieca wedlug patentu nr 74571 polega na utrzymaniu na stalym poziomie stopnia redukcji bezposredniej tlenków zelaza przez caly czas prowadzenia procesu wytapiania surówki.

Dokonuje sie tego przez okresowe zmiany ilosci paliwa zastepczego, pary wodnej i temperatury przy stalej ilosci i cisnienia goracego powietrza. W obecnie stosowanych sposobach ilosciowe zmiany tych parametrów wprowadzane sa przez obsluge pieca na podstawie zalecen wydawanych przez maszyne cyfrowa w oparciu o opracowany algorytm procesu. Jest to wprawdzie regulacja kontrolowana, ale mimo tego nie eliminuje wszystkich wahan stanu cieplnego wielkiego pieca, a w zwiazku z tym wahan skladu chemicznego wytapianej surówki.

Celem wynalazku jest dalsze zmniejszanie wahan stanu cieplnego wielkiego pieca i uzyskanie wzrostu jednorodnosci skladu chemicznego produkowanych surówek z kolejnych spustów. Cel ten osiagnieto przez wprowadzenie tlenu dodatkowego jako parametru regulacji stanu cieplnego dolnej czesci wielkiego pieca oraz przez utrzymanie stalej temperatury spalania przed dyszami i zachowanie stalosci przeciwpradu miedzy wsadem i gazem. Pelna regulacje stanu cieplnego dolnej czesci pieca uzyskuje sie przez równoczesne regulowanie wahan wskaznika cieplnego (Qsi, sur, z) • regulacje wahan temperatury spalania przed dyszami. Temperature zas spalania gazów przed dyszami, to jest temperature plomienia wyprowadza sie z bilansu cieplnego dolnej czesci wielkiego pieca, która wraz ze wskaznikiem cieplnym (Qsi, sur, i) stanowi wskaznik cieplny dolnej strefy wielkiego pieca.

Regulacja i utrzymanie na stalym poziomie temperatury spalania ma na celu zagwarantowanie stalej ilosci gazów garowych dla danego wsadu, zapewniajacych pokrycie zapotrzebowania ciepla zarówno w strefie wytwarzajacej jak i w strefie przygotowawczej oraz zachowanie jednolitego przeciwpradu. Stala temperature spalania przed dyszami otrzymuje sie przez okresowe zmiany ilosci tlenu dodatkowego. Maksymalna wartosc temperatury plomienia jest kazdorazowo ustalana dla danej jednostki wielkopiecowej w zaleznosci od stosowanego wsadu i wielkosci cisnienia gazów w gardzieli.2 104 773 Sposób regulacji biegu wielkiego pieca wedlug wynalazku pozwala na stabilizacje skladu chemicznego surówki w kolejnych spustach oraz na obnizenie kosztów wytwarzania surówki poprzez zaoszczedzenie paliwa, jakim jest koks. Ponadto ten sposób nadaje sie do regulacji biegu wielkiego pieca produkujacego surówki odlewnicze we wszystkich odmianach i gatunkach. Ma to szczególne znaczenie przy przejsciach z odmiany na odmiane na tej samej jednostce wielkopiecowej/ które to przejscie jest o polowe krótsze w przypadku zastosowania regulacji niz bez niej.

Sposób regulacji biegu wielkiego pieca wedlug wynalazku jest blizej objasniony w przykladowym zastosowaniu. Charakterystyczny wskaznik cieplny oznaczony symbolem Qsi, sur, z wyprowadza sie z bilansu cieplnego dolnej czesci wielkiego pieca, który okresla konieczna ilosc ciepla na tone produkowanej surówki w jednostce czasu. Zmiana tej ilosci ciepla w przedzialach czasowych, odpowiadajacych kolejnym spustom odzwierciedla wahania stanu cieplnego dolnej czesci pieca. Wskaznik ten przewiduje na bazie aktualnego chwilowego bilansu cieplnego zmiany ilosci ciepla w nastepnym okresie czasu odpowiadajacym okresowi czasu pomiedzy kolejnymi spustami. Wymieniona ilosc ciepla Qsi, sur, z zwiazana jest scisle ze skladem chemicznym surówki, a konkretnie z zawartoscia krzemu, a zatem powoduje jego stabilizacje w kolejnych spustach.

Wielkosci Qsj, sur, z oblicza sie z nastepujacego koncowego wyrazenia stanowiacego róznice dwóch obliczanych bilansów cieplnych dolnej czesci wielkiego pieca: Qsi, sur, Z=" Qakt - Ostand [th/tSUr] gdzie: Qsi, sur,z — ''osc ciepla potrzebna na redukcje krzemu i nagrzanie surówki i zuzla do temperatur spustu, Oakt ~~ aktualna ilosc ciepla potrzebna na wytworzenie 1 tony surówki o zadanej zawartosci krzemu i zadanych temperaturach surówki i zuzla, Qstand _ ilosc ciepla potrzebna na wytworzenie 1 tony surówki przy zawartosci 0% krzemu i temperaturze surówki 1573°K i temperaturze zuzla 1623° K Dla danego gatunku i odmiany surówki uzyskuje sie odpowiednie zaleznosci funkcyjne Qsi,sur,z=f (Si) gdzie: Si — masowy procent krzemu w surówce Z uwagi na to, ze proces wielkopiecowy jest prowadzony w czasie, uzyskuje sie równiez zaleznosc funkcyjna: QSi,sur,z=f (t) Dla danego gatunku surówki i zadanej zawartosci krzemu nalezy utrzymywac na stalym poziomie ilosc potrzebnego ciepla w dolnej czesci wielkiego pieca, a zatem utrzymywac na stalym poziomie wielkosc Osi, sur, z- Zmiana wielkosci Qsj, Sur, z Przez operatora w zaleznosci od pracy wielkiego pieca jest wynikiem zmian i ilosci pary wodnej i stosunku C/Fe w naboju.

Przeciwdzialanie zmianie wielkosci Qsj, sur, z i utrzymywanie jej na stalym poziomie dla danego gatunku i odmiany surówki nastapi wówczas gdy w odniesieniu do pary wodnej i stosunku C/Fe w naboju zostanie zachowany warunek ze: ±AQSi,sur,z = f(ftAW,t) ±AQsif8ur.z- f(MK,t) gdzie: AQsj, sur,z — zmiana ilosci ciepla potrzebnego na redukcje krzemu, nagrzanie surówki i zuzla do temperatur spustu, [th/t sur] AW —wymagana zmiana ilosci pary wodnej goracego powietrza [G/Nm3] AK — zmiana ilosci koksu w namiarze [kG/nabój], * t — czas w [godz.] Podane wyzej wyrazenia stanowia charakterystyke dynamiczna wielkiego pieca, a ustalenie ich zaleznosci funkcyjnych w formie równan rózniczkowych wymaga identyfikacji kazdego wielkiego pieca eksperymentem biernym lub czynnym i zachowania wyników w pamieci maszyny cyfrowej.

Zmiane parametrów regulacji w danym cyklu regulacyjnym wybiera maszyna cyfrowa w zaleznosci od aktualnych warunków cieplno-chemicznych wielkiego pieca. Jednoczesnie w celu prawidlowej regulacji zachowu-104 773 3 je sie stala temperature spalania przed dyszami T sp.d. przez odpowiednie zmiany wielkosci pary wodnej, tlenu dodatkowego, paliwa zastepczego, temperatury, goracego powietrza wedlug wyrazenia: T sp.d. = a-± AW + b-± AG¦+ O *± AM + d *± AT = const. gdzie: a — wspólczynnik przeliczeniowy ujmujacy jednostkowa zaleznosc temperatury spalania od ilosci pary wodnej [° K/G/Nm3 goracego powietrza], b — wspólczynnik przeliczeniowy ujmujacy jednostkowa zaleznosc temperatury spalania od ilosci dodatkowego tlenu [°K/Nm3 tlenu/Nm3 goracego powietrza], c — wspólczynnik przeliczeniowy ujmujacy jednostkowa zaleznosc temperatury spalania od ilosci paliwa zastepczego [°K/kg mazutu/Nm3 goracego powietrza] lub [°K/Nm3 gazu ziemnego/Nm3 goracego powietrza], d — wspólczynnik przeliczeniowy ujmujacy jednostkowa zaleznosc temperatury spalania od temperatury goracego powietrza [°K/°K goracego powietrza].

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób regulacji biegu wielkiego pieca, polegajacy na utrzymaniu na stalym poziomie stopnia redukcji bezposredniej tlenków zelaza przez caly czas prowadzenia procesu wytapiania surówki, oraz przez okresowe zmiany ilosci paliwa zastepczego, pary wodnej i temperatury przy stalej ilosci i cisnieniu goracego powietrza, wedlug patentu nr 74571, znamienny tym, ze wprowadza sie tlen dodatkowy jako parametr regulacji stanu cieplnego dolnej czesci wielkiego pieca oraz utrzymuje sie stala temperature spalania przed dyszami z zachowaniem stalosci przeciwpradu miedzy wsadem i gazem.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pelna regulacje stanu cieplnego dolnej czesci wielkiego pieca uzyskuje sie przez równoczesne regulowanie wahan wskaznika cieplnego (Qsj, sur, z*) ' regulacje wahan temperatury spalania przed dyszami.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze temperature spalania gazów przed dyszami wyprowadza sie z bilansu cieplnego dolnej czesci wielkiego pieca, która wraz ze wskaznikiem cieplnym (Qsi, sur, i) stanowi wskaznik cieplny dolnej strefy wielkiego pieca.