RU2147037C1 - Process of blast-furnace melting - Google Patents

Process of blast-furnace melting Download PDF

Info

Publication number
RU2147037C1
RU2147037C1 RU98122702/02A RU98122702A RU2147037C1 RU 2147037 C1 RU2147037 C1 RU 2147037C1 RU 98122702/02 A RU98122702/02 A RU 98122702/02A RU 98122702 A RU98122702 A RU 98122702A RU 2147037 C1 RU2147037 C1 RU 2147037C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
charge
blast
materials
loaded
Prior art date
Application number
RU98122702/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Б.А. Марсуверский
А.Ф. Авцинов
сов М.Ф. Марь
М.Ф. Марьясов
Ю.М. Денисов
В.А. Ходонецких
В.Н. Логинов
А.П. Васильев
П.Г. Русаков
Original Assignee
"Корпорация СиВ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by "Корпорация СиВ" filed Critical "Корпорация СиВ"
Priority to RU98122702/02A priority Critical patent/RU2147037C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2147037C1 publication Critical patent/RU2147037C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: in correspondence with process force of friction of burden against wall of stack is monitored and coefficient of active mass of burden materials is computed by balance of forces and is kept within limits of 0.30-0.60. Maximum productivity of blast furnace and low specific consumption of coke are achieved at minimal coefficient of relative consumption of energy for overcoming of friction force. EFFECT: possibility of control over blast-furnace melting over entire operation range from blowing-in to prevention of burden bridging-over under any melting conditions. 4 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии черных металлов, в частности к способам управления ходом доменной плавки. The invention relates to the metallurgy of ferrous metals, in particular to methods for controlling the progress of blast furnace smelting.

Известен способ ведения доменной плавки с автоматическим поддержанием заданного общего перепада давления газа /1/, что позволило снизить колебания параметров дутья при стабильной работе печи. Однако при расстройстве хода плавки, работе печи на тихом ходу с неполной загрузкой шахты и с осадками систему управления дутьевым режимом отключают. A known method of blast furnace smelting with automatic maintenance of a given total differential pressure of gas / 1 /, which allowed to reduce fluctuations in the parameters of the blast during stable operation of the furnace. However, if the melting course is disturbed, the furnace operates at low speed with incomplete loading of the mine and with precipitation, the control system for the blow mode is turned off.

Из известных наиболее близким к предлагаемому является способ управления доменной плавкой с непрерывным контролем и поддержанием установленных пределов изменения частных перепадов давления газа /2, с. 208-277/. Регулируют перепады давления газа изменением давления газа и распределения материала на колошнике, расхода, температуры и влажности дутья. Of the known closest to the proposed is a method of controlling blast furnace with continuous monitoring and maintaining the established limits of changes in the private differential pressure of the gas / 2, p. 208-277 /. The gas pressure drops are controlled by changing the gas pressure and material distribution on the top, flow rate, temperature and humidity of the blast.

Однако известный способ применим только при устойчивой работе печи с хорошим состоянием профиля и с постоянным качеством шихтовых материалов /2, с. 216-218/. Причиной этого является отсутствие непрерывной информации о силе трения шихты о стенку шахты и об активном весе шихты, определяющем ход печи. However, the known method is applicable only for stable operation of the furnace with a good state of the profile and with a constant quality of charge materials / 2, p. 216-218 /. The reason for this is the lack of continuous information on the friction force of the charge on the shaft wall and the active weight of the charge, which determines the course of the furnace.

Техническим результатом предложенного способа является возможность управления ходом доменной печи во всем диапазоне работы от задувки до предотвращения подвисания шихты при любых условиях плавки. The technical result of the proposed method is the ability to control the progress of the blast furnace in the entire operating range from blowing to preventing the suspension from hanging under any melting conditions.

Технический результат достигается тем, что способ включает загрузку шихтовых материалов порциями, контроль засыпи шихтовых материалов, подачу горячего комбинированного дутья, определение перепада давления газа по высоте печи ΔP, воздействие на ход плавки изменением технологических параметров загрузки и дутья, при этом согласно изобретению на контролируемом участке печи в шихтовые материалы погружают измерительный стержень, определяют вес загружаемых шихтовых материалов на этом участке печи, вычисляют давление материалов по сечению печи G и силу трения шихтовых материалов о стенку печи F на контролируемом участке, определяют коэффициент активного веса Ka=Qa/G по следующему соотношению:
Qa/G = 1-ΔP/G-F/G,
где Qa - активный вес шихтовых материалов, МПа, и поддерживают Kа в пределах 0,30-0,60. При этом согласно изобретению коэффициент активного веса Kа определяют после каждой загружаемой порции шихтовых материалов, при Kа свыше 0,60 увеличивают, а при Ka меньше 0,30 снижают расход дутья, а при Ka = 0,175-0,30 подгружают коксом, и при Kа = 0,60-0,70 подгружают рудными материалами периферийную часть колошника и увеличивают расход дутья.
The technical result is achieved by the fact that the method includes loading the charge materials in batches, controlling the charge charge charge, supplying hot combined blast, determining the gas pressure drop over the furnace height ΔP, influencing the melting course by changing the technological parameters of the charge and blast, while according to the invention in a controlled area the furnace is loaded into the charge materials in the measuring rod, the weight of the loaded charge materials is determined in this section of the furnace, the pressure of the materials over the cross section is calculated furnace G and the friction force of the charge materials on the wall of the furnace F in a controlled area, determine the coefficient of active weight K a = Q a / G according to the following ratio:
Q a / G = 1-ΔP / GF / G,
where Q a - the active weight of the charge materials, MPa, and support K a in the range of 0.30-0.60. Moreover, according to the invention, the coefficient of active weight K a is determined after each batch of charged materials, at K a over 0.60 increase, and at K a less than 0.30, the flow rate is reduced, and at K a = 0.175-0.30 they are loaded with coke , and at K a = 0.60-0.70, the peripheral part of the top is loaded with ore materials and the blast consumption is increased.

На фиг. 1 представлен график в виде части прямоугольного треугольника с равными катетами. Для каждой точки этой схемы справедливо равенство баланса сил:
Kа + Kу + Kт = 1,
где Ky = ΔP/G - коэффициент аэродинамической устойчивости столба шихты;
Kт = F/G - коэффициент относительной затраты энергии на преодоление сил трения.
In FIG. 1 shows a graph in the form of a part of a right triangle with equal legs. For each point of this scheme, the equality of the balance of forces is valid:
K a + K y + K t = 1,
where K y = ΔP / G is the aerodynamic stability coefficient of the charge column;
K t = F / G is the coefficient of relative energy consumption for overcoming friction forces.

Остановленной печи соответствуют Kт = 0,175 - 0,40; Kа=0,60-0,85 и Kу=0. При подаче дутья Kт уменьшается за счет снижения Kа и коэффициентов внутреннего и внешнего трений столба шихты. При этом фактический коэффициент бокового давления n= Qб/Qв (Qб - боковое давление шихты на стенку печи) существенно не изменяется, так как величина Kу, возросшая до 0,4 и 0,5 соответственно для полей "Б" и "А", повышает упругость слоя шихты.A stopped furnace corresponds to K t = 0.175 - 0.40; K a = 0.60-0.85 and K y = 0. When blast is supplied, K t decreases due to a decrease in K a and the coefficients of internal and external friction of the charge column. In this case, the actual coefficient of lateral pressure n = Q b / Q c (Q b is the lateral pressure of the charge on the furnace wall) does not change significantly, since the value of K y , increased to 0.4 and 0.5, respectively, for fields "B" and "A" increases the elasticity of the charge layer.

Дальнейшее увеличение Kу свыше 0,4 и 0,5 изменяет характер опускания шихты вследствие повышения F, вызванного возрастанием дополнительного бокового давления qб при продолжающемся снижении вертикальной нагрузки Qв:
F = 4Qтfш/πdlfcD = (n0Qв+qб)fш,
где Qт - сила трения между стальным стержнем и шихтой на контролируемом участке;
d и l - диаметр стержня и глубина его погружения в шихту;
fс - коэффициент трения между стальным стержнем и шихтой;
fш - коэффициент трения между стенкой печи и шихтой;
D - средний диаметр печи на контролируемом участке;
n0=0,28 - средний по сечению коэффициент бокового давления для предельно напряженного состояния при условии очертания эпюры Qв по параболоиду вращения.
A further increase in K in excess of 0.4 and 0.5 changes the nature of the lowering of the charge due to an increase in F caused by an increase in additional lateral pressure q b with a continuing decrease in the vertical load Q in :
F = 4Q t f w / πdlf c D = (n 0 Q c + q b ) f w ,
where Q t - the friction force between the steel rod and the mixture in a controlled area;
d and l are the diameter of the rod and the depth of its immersion in the mixture;
f with - coefficient of friction between the steel rod and the mixture;
f W - coefficient of friction between the wall of the furnace and the mixture;
D is the average diameter of the furnace in a controlled area;
n 0 = 0.28 - medium over the section of the lateral pressure coefficient for extremely stressed state, provided Q in outline diagrams of the paraboloid of revolution.

В результате взаимосвязь между Kт и Kу получается экстремальной. Неодинаковое воздействие ΔP на F вызвано способностью газового потока разрыхлять слой шихты и уменьшать коэффициент ее внутреннего трения. Положительное действие возрастающего значения Kу проявляется лишь до 0,4 и 0,5, когда межкусковые пустоты увеличиваются по объему столба шихты достаточно равномерно, облегчая поворот и взаимное перемещение всех частиц. Порозность слоя материалов в этих условиях отвечает критической, при которой взаимное смещение частиц не изменяет относительный объем межкусковых пустот.As a result, the relationship between K t and K y is extreme. The unequal effect of ΔP on F is caused by the ability of the gas stream to loosen the charge layer and reduce its internal friction coefficient. The positive effect of the increasing value of K y is manifested only up to 0.4 and 0.5, when the inter-voids increase in the volume of the charge column evenly enough, facilitating the rotation and mutual movement of all particles. The porosity of the material layer under these conditions is critical, in which the mutual displacement of the particles does not change the relative volume of interclust voids.

При Kу свыше 0,4 и 0,5 средняя порозность слоя шихты продолжает возрастать, но распределение межкусковых пустот становится неравномерным из-за появления мелких каналов, объем которых увеличивается с повышением Kу. В связи с этим любое смещение даже небольшого числа кусков подобно лавине быстро вовлекает в ускоренное движение значительную их массу, резкая остановка которой увеличивает Kт и на некоторое время уменьшает порозность слоя шихты. В результате опускание столба шихты происходит со слабыми толчками, перерастающими с повышением Kу в более сильные с одновременным увеличением Kт.At K at over 0.4 and 0.5, the average porosity of the charge layer continues to increase, but the distribution of interclump voids becomes uneven due to the appearance of small channels, the volume of which increases with increasing K at . In this regard, any displacement of even a small number of pieces, like an avalanche, quickly involves a significant mass in accelerated motion, a sudden stop of which increases K t and for some time reduces the porosity of the charge layer. As a result, the lowering of the charge column occurs with weak shocks, which grow with increasing K y into stronger ones with a simultaneous increase in K t .

Диапазон изменения Kа делится на три режима управления:
I - управление снизу (расход, температура и влажность дутья, расход углерод-водородных добавок и кислорода);
II - управление сверху (изменение режима загрузки материалов, доли агломерата и окатышей, уровня засыпи, давления газа под колошником);
III - оптимальный режим.
The range of variation of K a is divided into three control modes:
I - bottom control (flow rate, temperature and humidity of the blast, consumption of carbon-hydrogen additives and oxygen);
II - control from above (changing the loading mode of materials, the proportion of sinter and pellets, the level of mash, gas pressure under the top);
III - optimal mode.

В диапазоне Kа = 0,30 - 0,60, 0,30 - 0,50 соответственно для полей "А" и "Б" доменная печь работает с наивысшей производительностью и минимальным расходом кокса. Оптимальный режим III достигается благодаря равномерному распределению газового потока на большей части сечения шахты с

Figure 00000002
- образным температурным полем, подгруженной рудными материалами периферийной части колошника и развитым центральным газовым потоком. Для поля "А" режим III на 30% шире, чем для "Б", т.е. более стабильная работа на дутье повышенных параметров, обеспечивающая более высокую производительность и низкий расход кокса. Пунктирными линиями на фиг. 1 показаны поля "В" и "Г" предполагаемой работы печи на худшем качестве сырья и кокса, чем для условий в периоде 3 (таблица).In the range K a = 0.30 - 0.60, 0.30 - 0.50, respectively, for fields "A" and "B", the blast furnace operates with the highest productivity and minimum coke consumption. Optimum mode III is achieved due to the uniform distribution of the gas flow over most of the mine section with
Figure 00000002
- a figurative temperature field loaded with ore materials of the peripheral part of the top and a developed central gas flow. For field "A", mode III is 30% wider than for "B", i.e. more stable operation on the blast of increased parameters, providing higher productivity and low coke consumption. The dashed lines in FIG. Figure 1 shows the fields "B" and "G" of the expected operation of the furnace at the worst quality of raw materials and coke than for the conditions in period 3 (table).

При Kа более 0,70 и 0, 50 распределение газового потока по сечению шахты еще недостаточно равномерно. Плавка ведется с развитым периферийным газовым потоком и W-образным температурным полем. Поэтому степень использования химической энергии газового потока недостаточно высока и удельный расход кокса повышен. При Kа менее 0,30 в движении шихты появляются мелкие, а затем более крупные обрывы в результате образования незначительных, а позднее и более развитых каналов, приводящих к ухудшению использования химической энергии газового потока и снижению интенсивности плавки по проплавленной рудной сыпи. В итоге снижается производительность печи и увеличивается удельный расход кокса.When K a is more than 0.70 and 0, 50, the distribution of the gas flow over the mine cross section is still not uniformly enough. Melting is carried out with a developed peripheral gas flow and a W-shaped temperature field. Therefore, the degree of utilization of the chemical energy of the gas stream is not high enough and the specific consumption of coke is increased. At K a less than 0.30, small and then larger breaks appear in the charge movement as a result of the formation of small, and later more developed channels, which lead to a deterioration in the use of chemical energy of the gas stream and a decrease in the intensity of smelting in the melted ore rash. As a result, the productivity of the furnace decreases and the specific consumption of coke increases.

В режиме I при Kа = 0,70 - 0,85 и 0,55 - 0,75 ведется раздувка доменной печи. Значения Kа = 0,75 - 0,85 и 0,60 - 0,75 соответствуют остановленной печи. Длительная работа печи в режиме I при высоких значениях Kа приводит к разрушению защитного слоя гарнисажа, огнеупорной кладки и холодильников нижней части шахты и заплечиков. При Kа менее 0,70 (IIA) и 0,55 (IIБ) мер по управлению плавкой снизу (увеличение расхода и температуры дутья, снижение влажности дутья, увеличение расходов природного газа, мазута и угольного топлива, а также кислорода) недостаточно для высокопроизводительной работы печи, повышения степени использования химической энергии газового потока и снижения расхода кокса, поэтому необходимо подгружать рудными материалами периферийную часть колошника, изменяя режим работы загрузочного устройства и уровень засыпи, повышая долю окатышей и перепад давления газа.In mode I, with K a = 0.70 - 0.85 and 0.55 - 0.75, a blast furnace is blown. Values of K a = 0.75 - 0.85 and 0.60 - 0.75 correspond to a stopped furnace. Long operation of the furnace in mode I at high values of K a leads to the destruction of the protective layer of the skull, refractory masonry and refrigerators of the lower part of the shaft and shoulders. If K a is less than 0.70 (IIA) and 0.55 (IIB), measures for controlling bottom melting (increasing the flow rate and temperature of the blast, lowering the humidity of the blasting, increasing the consumption of natural gas, fuel oil and coal fuel, as well as oxygen) are not enough for high-performance operation of the furnace, increasing the degree of utilization of the chemical energy of the gas stream and reducing the consumption of coke; therefore, it is necessary to load the peripheral part of the top with ore materials, changing the operating mode of the loading device and the level of mound, increasing the proportion of pellets and the pressure drop I am gas.

Режим I при Kа = 0-0,175 (IА) и 0-0,200 (IБ) соответствует неустойчивому ходу плавки. При Kа=0 шихта подвисает с образованием свода, опирающегося на стенки шахты. Для возобновления опускания материалов сокращают расход дутья и переводят плавку в режим II при Kа = 0,50-0,55 (IIБ) и 0,60-0,70 (IIА), благодаря чему свод разрушается и движение шихты возобновляется, тогда управлением "снизу" и "сверху" плавку переводят в режим III. При Kа менее 0,175 (IА) и 0,200 (IБ) снижают температуру и увеличивают влажность дутья, уменьшают расходы природного газа и кислорода, а когда этих мер становится недостаточно, тогда снижают расход дутья и переводят плавку в режим II при Kа= 0,175-0,30 (IIА) и 0,20-0,30 (IIБ), а затем управлением "снизу" и "сверху" возвращают в режим III.Mode I at K a = 0-0.175 (IA) and 0-0,200 (IB) corresponds to an unstable melting course. When K a = 0, the charge freezes with the formation of a vault resting on the walls of the mine. To resume lowering the materials, the flow rate of the blast is reduced and the melting is transferred to mode II at K a = 0.50-0.55 (IIB) and 0.60-0.70 (IIA), due to which the arch collapses and the movement of the charge is resumed, then control “from below” and “from above” the melt is transferred to mode III. When K a is less than 0.175 (IA) and 0.200 (IB), they reduce the temperature and increase the humidity of the blast, reduce the consumption of natural gas and oxygen, and when these measures become insufficient, then they reduce the flow of blast and put the heat in mode II at K a = 0.175- 0.30 (IIA) and 0.20-0.30 (IIB), and then control "bottom" and "top" return to mode III.

Работой печи в режиме II при Kа более 0,175 (IIА) и 0,200 (IIБ) обеспечивают максимальную производительность с перерасходом кокса, поэтому режимы IIА и IIБ применяются лишь для выполнения повышенных плановых заданий по производству чугуна.The operation of the furnace in mode II with K a over 0.175 (IIA) and 0.200 (IIB) ensures maximum productivity with coke overspending, therefore modes IIA and IIB are used only to fulfill the increased planned tasks for the production of pig iron.

Нижним пределом режима II при Kа = 0,175 (IIА) и 0,20 (IIБ) является начало подвисания шихты (на фиг. 1 - внутренние границы полей "А" и "Б").The lower limit of mode II with K a = 0.175 (IIA) and 0.20 (IIB) is the beginning of suspension of the charge (in Fig. 1 - the internal boundaries of the fields "A" and "B").

Меры, принимаемые в режиме II при Kа = 0,175 - 0,30 (IIА) и 0,20 - 0,30 (IIБ) при управлении ходом плавки "снизу" и "сверху", являются активными. Снижение расхода дутья в режиме I является пассивной мерой и применяется при расстройстве хода плавки.The measures taken in mode II with K a = 0.175 - 0.30 (IIA) and 0.20 - 0.30 (IIB) when controlling the melting course "from below" and "above" are active. Reducing the flow rate of blast in mode I is a passive measure and is used in case of frustration of the melting course.

Предлагаемый способ ведения доменной плавки реализован на доменной печи N 3 Западно-Сибирского металлургического комбината (полезный объем 3000 м3), в состав АСУ ТП которой входят три уровня автоматизации.The proposed method of blast furnace smelting is implemented on a blast furnace No. 3 of the West Siberian Metallurgical Plant (usable volume of 3000 m 3 ), which includes three levels of automation in the automated process control system.

В доменную печь загружали порции кокса, агломерата, окатышей, кусковой руды и металлодобавок, подавали комбинированное дутье с температурой 1050-1100oC, непрерывно контролировали уровень засыпи шихтовых материалов и перепады давления газа ΔP по высоте печи. Для определения давления шихтовых материалов G по сечению на контролируемом участке печи и силы трения материалов о стенку печи на этом же участке в шихтовые материалы погружали измерительный стальной стержень диаметром d, длиной l и вычисляли коэффициент активного веса Kа = Qa/G.Portions of coke, agglomerate, pellets, lump ore and metal additives were loaded into the blast furnace, a combined blast with a temperature of 1050-1100 ° C was fed, the level of charge material charge and gas pressure drops ΔP along the furnace height were continuously monitored. To determine the pressure of the charge materials G over the cross section in the controlled section of the furnace and the friction force of the materials on the wall of the furnace in the same section, a measuring steel rod with a diameter of d, length l was immersed in the charge materials and the coefficient of active weight K a = Q a / G was calculated.

1. Исходные данные (измеряемые величины):
1.1. Сила трения шихты Qт о стальной стержень, кгс (0-1000);
1.2. Уровень засыпи шихты средний:
Lл + Lп)2 = Lср,
где Lл - левый уровнемер;
Lп - правый уровнемер;
1.3. Высота контролируемой части шихты в печи:
l=lconst = Lcp,
где Iconst - расстояние от конуса в опущенном состоянии до отметки амбразуры давления газа;
1.4. Верхний перепад давления газа ΔPв , кг/см2;
1.5. Вес компонентов шихты в подаче, кг;
Gк - вес кокса;
Gа - вес агломерата;
Gо - вес окатышей;
Gi - вес других компонентов шихты;
1.6. Коэффициенты (которые задаются и могут изменяться):
- коэффициент трения шихты по стали fc = 0,460;
- коэффициент трения шихты по шамотной кладке fш = 0,840;
1.7. Параметры постоянные, см:
- диаметр прутка d=4;
- средний радиус печи в контролируемой зоне печи r = (r1 + r2)/2;
- радиус колошника r1=430;
- радиус на горизонте амбразуры для замера ΔPв (верхнего перепада давления), r2=500;
1.8. Насыпная масса γi т/м3;
- кокса γк =0,5
- окатышей качканарских γ0 =2,15;
- агломерата ЗСМК γa =2,04;
- агломерата мундыбашского γa =1,98;
- кварцита γкв =1,5;
- шлака конвертерного γш =2,1.
1. Initial data (measured values):
1.1. The friction force of the charge Q t about a steel rod, kgf (0-1000);
1.2. The charge charge level is average:
L l + L p ) 2 = L cf ,
where L l - the left level gauge;
L p - the right level gauge;
1.3. The height of the controlled part of the charge in the furnace:
l = l const = L cp ,
where I const is the distance from the cone in the lowered state to the mark of the embrasure of the gas pressure;
1.4. The upper differential pressure of the gas ΔP in , kg / cm 2 ;
1.5. The weight of the components of the charge in the feed, kg;
G to - the weight of coke;
G a is the weight of the agglomerate;
G about - the weight of the pellets;
G i - the weight of other components of the mixture;
1.6. Coefficients (which are set and can be changed):
- coefficient of friction of the charge on steel f c = 0.460;
- the coefficient of friction of the charge on chamotte masonry f W = 0,840;
1.7. The parameters are constant, see:
- bar diameter d = 4;
- the average radius of the furnace in the controlled zone of the furnace r = (r 1 + r 2 ) / 2;
- the radius of the top r 1 = 430;
- the radius on the horizon of the embrasure for measuring ΔP in (upper differential pressure), r 2 = 500;
1.8. Bulk weight γ i t / m 3 ;
- coke γ k = 0.5
- pellets of the Kachkanar γ 0 = 2.15;
- agglomerate ZSMK γ a = 2,04;
- Mundybash agglomerate γ a = 1.98;
- quartzite γ q = 1.5;
- slag converter γ w = 2,1.

2. Формулы
2.1. Боковое давление шихты на стальной стержень, кгс:
Qσ = Qт/πdlfe;
2.2. Сила трения шихты на стержень, выполненный из шамота кгс;
Fo=Qб • fш
2.3. Боковая поверхность части печи в контролируемой зоне, см2
Sпов= πl(r1+r2)
2.4. Контролируемое сечение печи, см2
Sсеч= πr2
2.5. Сила трения шихты о стенку печи в контролируемой зоне, кг/см2
F = Fо•(Sпов/Sсеч);
2.6. Средний насыпной вес шихтовых материалов, т/м3
γ0= ΣGi/Σ(Cioi);
2.7. Давление загружаемых материалов, кг/см2;
G = γ0•1
2.8. Вертикальное давление шихты, кг/см2;
Qв= G-(ΔPв+F);
2.9. Коэффициент активного веса шихты Kа:
Qa/G = 1-(ΔPв/G-F/G);
2.10. Коэффициент относительной затраты энергии на преодоление сил трения:
Kт = F/G;
2.11. Коэффициент аэродинамической устойчивости столба шихты:
Kу= ΔPв/G;
2.12. Уравнение баланса сил:
Kа + Kу + Kт = 1.
2. Formulas
2.1. Lateral pressure of the charge on the steel rod, kgf:
Qσ = Q t / πdlfe;
2.2. The friction force of the charge on a rod made of fireclay kgf;
F o = Q b • f w
2.3. The side surface of the furnace in a controlled area, cm 2
S pov = πl (r 1 + r 2 )
2.4. Controlled section of the furnace, cm 2
S section = πr 2
2.5. The friction force of the charge on the wall of the furnace in a controlled area, kg / cm 2
F = F about • (S pov / S section );
2.6. The average bulk density of the charge materials, t / m 3
γ 0 = ΣG i / Σ (C i / γ oi );
2.7. Pressure of the loaded materials, kg / cm 2 ;
G = γ 0 • 1
2.8. The vertical pressure of the mixture, kg / cm 2 ;
Q in = G- (ΔP in + F);
2.9. The ratio of the active weight of the mixture K a :
Q a / G = 1- (ΔP in / GF / G);
2.10. Coefficient of relative energy consumption for overcoming friction forces:
K t = F / G;
2.11. The aerodynamic stability coefficient of the charge column:
K y = ΔP in / G;
2.12. The balance of power equation:
K a + K y + K t = 1.

На фиг. 2 представлены три фрагмента диаграммы изменения Kа на экране монитора. В условиях экономичного и форсированного хода доменной плавки для поля "Б" показатель Kа равен 0,370 - 0,420 с небольшим отклонением от среднего значения. Из девяти загруженных в печь подач (на фиг. 2 они показаны стрелками) в восьми случаях был зарегистрирован ровный сход материалов. В течение 1 часа наблюдался всего один случай значительного уплотнения материалов и снижение Kа (фиг. 2,а).In FIG. Figure 2 shows three fragments of the diagram of the change in K a on the monitor screen. Under the conditions of economical and forced blast-furnace running for field "B", the index K a is 0.370 - 0.420 with a slight deviation from the average value. Out of nine feeds loaded into the furnace (they are shown by arrows in FIG. 2), in eight cases an even gathering of materials was recorded. Within 1 hour, there was only one case of significant compaction of materials and a decrease in K a (Fig. 2, a).

При менее устойчивом ходе печи в режиме IIБ было загружено только восемь подач (фиг. 2,б). Опускание каждой подачи стало сопровождаться резким повышением Kт и снижением Kа, продолжительность разрыхления уплотненных материалов возросла до 6-8 мин. Для улучшения хода печи на 52-ой минуте подвижные плиты колошника переместили в положение 3 (400 мм от стенки) для разгрузки периферийной части шихты. В итоге величина Kа возросла и ход плавки переместился в режим IIIБ.With a less stable furnace operation in mode IIB, only eight feeds were loaded (Fig. 2, b). The lowering of each feed was accompanied by a sharp increase in K t and a decrease in K a , the duration of loosening of the compacted materials increased to 6-8 minutes. To improve the course of the furnace at the 52nd minute, the moving top plates were moved to position 3 (400 mm from the wall) to unload the peripheral part of the charge. As a result, the value of K a increased and the course of melting moved to mode IIIB.

Следующий период работы печи (фиг. 2, в) характеризовался еще большим увеличением Kт и снижением Kа. Верхний частный перепад возрос, а величина Kу стала непостоянной, уровнемеры зафиксировали неравномерный сход шихты. Количество загруженных в печь подач за 1 час уменьшилось до пяти. Чтобы предотвратить дальнейшее ухудшение хода и подвисание шихты, на 53-ей минуте сократили расход дутья на 8%, после чего величина Kа возросла с 0,10 до 0,27 и ход печи стал более ровным. Позднее, когда уменьшили число прямых подач РРКК с 7 до 5 (5РРКК + 2КРРК, Р - рудная сыпь, К - кокс), ход плавки перевели из режима IIБ в режим IIIБ.The next period of operation of the furnace (Fig. 2, c) was characterized by an even larger increase in K t and a decrease in K a . The upper partial drop increased, and the K value of y became unstable, the level gauges recorded an uneven convergence of the charge. The number of feeds loaded into the furnace in 1 hour decreased to five. To prevent further deterioration of the course and suspension of the charge, at the 53rd minute, the flow rate of the blast was reduced by 8%, after which the value of K a increased from 0.10 to 0.27 and the course of the furnace became more even. Later, when the number of direct feeds of RRKK was reduced from 7 to 5 (5RRKK + 2KRKK, P - ore rash, K - coke), the smelting course was transferred from mode IIB to mode IIIB.

Изменение производительности доменной печи N 3 ЗСМК и удельного расхода кокса в марте-апреле 1995 г., а также показателей Kа, Kт и Kу от интенсивности плавки по сожженному коксу (Iк) в режиме IIIА представлено на фиг. 3. Минимальному значению Kт соответствует низкий расход кокса и высокая производительность печи.The change in the productivity of the blast furnace N 3 ZSMK and the specific consumption of coke in March-April 1995, as well as the indicators K a , K t and K y from the intensity of the smelting of the burnt coke (I k ) in mode IIIA are shown in FIG. 3. The minimum value of K t corresponds to a low consumption of coke and high productivity of the furnace.

Работу этой печи на пониженных дутьевых параметрах (Kу=0,10-0,30 и Kа = 0,50-0,70) без управления ходом плавки "сверху" и "снизу" проследили в периодах 1-3 в ноябре 1995 - феврале 1996 гг. (см. таблицу) при различном качестве железорудного сырья. В периоде 1 недостающее количество высококачественного местного агломерата компенсировали малоразрушающимися окатышами Качканарского ГОКа с низким коэффициентом внешнего трения fш=0,396 (против fш= 0,509-0,565 у агломерата), поэтому плавку вели в режимах IА - IIА на внешней ветви (А) полей Kа и Kт. Особенностью работы печи в этих режимах является существенное расширение зоны потока материалов и увеличение боковых нагрузок на стенки нижней части шахты и заплечиков. Во избежание разрушения холодильников этих зон в периоде 2 ввели 6,7% слабопрочного агломерата Мундыбашской фабрики взамен агломерата 3СМК, увеличили расход дутья и степень уравновешивания шихты газовым потоком Kу с 0,178 до 0,240. В итоге режим плавки переместился с внешней на внутреннюю часть полей Kа и Kт (на границу полей А и Б), зона потока материалов сузилась, создавая условия для образования защитного слоя гарнисажа в нижней части шахты и заплечиках. Ход доменной плавки стал менее устойчивым, появились подстои и обрывы шихты, характерные для периферийного газового потока. Степень использования окиси углерода ηCO снизилась с 0,422 до 0,415, однако из-за интенсификации плавки дутьем производительность печи увеличили на 25,8%. В периоде 3 из-за отсутствия привозных окатышей и агломерата ввели 12,2% негрохоченой атасуйской руды, что привело к снижению содержания железа в шихте с 52,1-53,2 до 50,2%. Для сокращения расхода кокса использовали природный газ и тощий уголь в количестве соответственно 41 м3/т чугуна и 18 кг/т чугуна, а также повысили температуру горячего дутья. Режим плавки IIБ в периоде 3 держали в средней части общего поля Kа и Kт, но, несмотря на это, он оказался более затратным по суммарному углероду из-за периферийного хода и низкой ηCO =0,397.The operation of this furnace at reduced blast parameters (K y = 0.10-0.30 and K a = 0.50-0.70) without controlling the melting progress “from above” and “from below” was monitored in periods 1-3 in November 1995 - February 1996 (see table) with different quality of iron ore raw materials. In period 1, the missing amount of high-quality local sinter was compensated by non-destructible pellets of the Kachkanarsky GOK with a low external friction coefficient f w = 0.396 (versus f w = 0.509-0.565 for the sinter), so melting was carried out in modes IA - IIA on the external branch (A) of fields K a and K t . A feature of the operation of the furnace in these modes is a significant expansion of the material flow zone and an increase in lateral loads on the walls of the lower part of the shaft and shoulders. In order to avoid the destruction of the refrigerators of these zones in period 2, they introduced 6.7% of the weak-strength agglomerate of the Mundybash factory instead of the 3СМК agglomerate, increased the flow rate of the blast and the degree of balancing the charge with the gas flow K у from 0.178 to 0.240. As a result, the melting mode shifted from the outer to the inner part of the fields K a and K t (to the border of fields A and B), the material flow zone narrowed, creating conditions for the formation of a protective layer of a skull in the lower part of the shaft and shoulders. The course of blast-furnace smelting has become less stable; substrates and breaks of the charge, characteristic of the peripheral gas flow, have appeared. The degree of utilization of carbon monoxide η CO decreased from 0.422 to 0.415, however, due to the intensification of smelting by blast, furnace productivity was increased by 25.8%. In period 3, due to the absence of imported pellets and agglomerate, 12.2% of non-screened Atasuysky ore was introduced, which led to a decrease in the iron content in the charge from 52.1-53.2 to 50.2%. To reduce coke consumption, we used natural gas and lean coal in an amount of 41 m 3 / t of pig iron and 18 kg / t of cast iron, respectively, and also increased the temperature of the hot blast. The melting mode IIB in period 3 was kept in the middle part of the total field K a and K t , but, despite this, it turned out to be more expensive in terms of total carbon due to the peripheral course and low η CO = 0.397.

В целом работа доменной печи в режимах I - II при высоких значениях Kа неэффективна из-за низкой производительности и высокого удельного расхода кокса в сравнении с оптимальным режимом III (фиг. 3); кроме того, длительная работа печи в этих режимах ведет к сокращению кампании.In general, the operation of the blast furnace in modes I - II at high values of K a is inefficient due to the low productivity and high specific consumption of coke in comparison with the optimal mode III (Fig. 3); In addition, continuous operation of the furnace in these modes leads to a reduction in the campaign.

Работа мощной доменной печи на высоких дутьевых параметрах (Kа=0,10-0,30 и Kу= 0,50-0,70) в неустойчивом режиме II разрешается не более 1 часа, а в режиме I при Kа менее 0,10 вообще не допускается во избежание серьезных расстройств и длительных простоев. Поэтому использование предлагаемого способа управления ходом доменной плавки позволяет эффективно обеспечивать высокопроизводительную работу печи, предотвращать расстройства и подвисания шихты, а также ускорять раздувку после длительных стоянок.Operation of a powerful blast furnace at high blast parameters (K a = 0.10-0.30 and K y = 0.50-0.70) in unstable mode II is allowed no more than 1 hour, and in mode I with K a less than 0 10 is generally not allowed to avoid serious breakdowns and prolonged downtime. Therefore, the use of the proposed method for controlling the progress of blast furnace smelting allows to efficiently ensure high-performance operation of the furnace, to prevent frustration and suspension of the charge, as well as to accelerate the blow-up after prolonged parking.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого способа управления ходом доменной плавки составляет 130600000 руб. The expected economic effect from the implementation of the proposed method for controlling the course of blast furnace smelting is 130.6 million rubles.

Предлагаемый способ может быть реализован на любой доменной печи. The proposed method can be implemented on any blast furnace.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания. Sources of information taken into account when compiling the description.

1. Буклан И.З., Бачинин А.А., Третяк А.А. и др./ Работа доменной печи с автоматической стабилизацией дутьевого режима. // Сталь, 1991, N 11. С. 18-21). 1. Buklan I.Z., Bachinin A.A., Tretyak A.A. et al. / Operation of a blast furnace with automatic stabilization of the blast mode. // Steel, 1991, N 11.P. 18-21).

2. Гиммельфарб А. А., Ефименко Г.Г. Автоматическое управление доменным процессом. М., Металлургия, 1969. - 309 с. 2. Gimmelfarb A. A., Efimenko G. G. Automatic domain process control. M., Metallurgy, 1969 .-- 309 p.

Claims (4)

1. Способ ведения доменной плавки, включающий загрузку шихтовых материалов порциями, контроль засыпи шихтовых материалов, подачу горячего комбинированного дутья, определение перепада давления газа по высоте печи ΔP, воздействие на ход плавки изменением технологических параметров загрузки и дутья, отличающийся тем, что на контролируемом участке печи в шихтовые материалы погружают измерительный стержень, определяют вес загружаемых шихтовых материалов на этом участке печи, вычисляют давлением материалов по сечению печи G и силу трения шихтовых материалов о стенку печи F на контролируемом участке, определяют коэффициент активного веса Ka = Ga/G по следующему соотношению:
Qa/G = 1-ΔP/G-F/G,
где Qa - активный вес шихтовых материалов, Мпа,
и поддерживают Ka в пределах 0,30 - 0,60.
1. The method of blast furnace smelting, including loading the charge materials in batches, controlling the charge charge charge, supplying hot combined blast, determining the gas pressure drop over the furnace height ΔP, affecting the melting course by changing the technological parameters of the charge and blast, characterized in that in the controlled area the measuring rod is immersed in the furnace into the charge materials, the weight of the loaded charge materials is determined on this section of the furnace, and the material pressure is calculated over the furnace cross section G and the friction force F tovyh materials of the furnace wall in the controlled area, determine the weight coefficient of the active K a = G a / G according to the following relationship:
Q a / G = 1-ΔP / GF / G,
where Q a is the active weight of the charge materials, MPa,
and support K a between 0.30 - 0.60.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коэффициент активного веса Ka определяют после каждой загружаемой в печь порции шихтовых материалов.2. The method according to claim 1, characterized in that the active weight coefficient K a is determined after each portion of the charge materials loaded into the furnace. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при Ka свыше 0,60 увеличивают, а при Ka меньше 0,30 снижают расход дутья.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that at K a over 0.60 increase, and at K a less than 0.30 reduce the flow rate of blast. 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при Ka = 0,175 - 0,30 подгружают коксом, а при Ka = 0,60 - 0,70 подгружают рудными материалами периферийную часть колошника и увеличивают расход дутья.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when K a = 0.175-0.30, they are loaded with coke, and when K a = 0.60-0.70, the peripheral part of the top is loaded with ore materials and the blast consumption is increased.
RU98122702/02A 1998-12-17 1998-12-17 Process of blast-furnace melting RU2147037C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98122702/02A RU2147037C1 (en) 1998-12-17 1998-12-17 Process of blast-furnace melting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98122702/02A RU2147037C1 (en) 1998-12-17 1998-12-17 Process of blast-furnace melting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2147037C1 true RU2147037C1 (en) 2000-03-27

Family

ID=20213472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98122702/02A RU2147037C1 (en) 1998-12-17 1998-12-17 Process of blast-furnace melting

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2147037C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГИММЕЛЬФАРБ А.А. и другие. Автоматическое управление доменным процессом, М.: Металлургия, 1969, с.208-277. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106148613B (en) The blast-furnace smelting method for vanadium titano-magnetite of regulating stove bottom hearth erosion situation
JP5696814B2 (en) Raw material charging method for bell-less blast furnace
RU2613007C2 (en) Method of blast furnace operation and method of molten cast iron production
Gupta et al. Burden distribution control and its optimisation under high pellet operation
US6090181A (en) Blast furnace operating method
EP2410065B1 (en) Blast furnace operation method
RU2147037C1 (en) Process of blast-furnace melting
JP5181877B2 (en) Hot metal production method using vertical scrap melting furnace
RU2798507C1 (en) Method for conducting blast-furnace melting
JP2007270192A (en) Method for charging ore into blast furnace
RU2119958C1 (en) Method of washing blast furnace hearth
JP2921392B2 (en) Blast furnace operation method
JP2827451B2 (en) Blast furnace tuyere powder injection operation method
EP4289977A1 (en) Pig iron production method
KR20000043781A (en) Method of controlling distribution of proper charged material for high pulverized coal ratio
SU597717A1 (en) Method of blast furnace smelting
RU2152435C2 (en) Method of blast-furnace smelting
SU1186635A1 (en) Method of washing blast furnace hearth and walls
SU1640173A1 (en) Process for blast furnace operation
RU1836431C (en) Procedure of burden charging
UA139870U (en) METHOD OF DOMAIN MELTING
RU2251575C1 (en) Method for creating protection lining slag in shaft of blast furnace
KR100356156B1 (en) A method for promoting combustibility in balst furnace
RU2042714C1 (en) Blast-furnace melting process
RU2237725C1 (en) Method of charging blast furnace

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091218