RU2228362C2 - Method of blast-furnace smelting - Google Patents
Method of blast-furnace smelting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2228362C2 RU2228362C2 RU2002116448/02A RU2002116448A RU2228362C2 RU 2228362 C2 RU2228362 C2 RU 2228362C2 RU 2002116448/02 A RU2002116448/02 A RU 2002116448/02A RU 2002116448 A RU2002116448 A RU 2002116448A RU 2228362 C2 RU2228362 C2 RU 2228362C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- coke
- porosity
- ore
- furnace
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to blast furnace production.
Известен способ доменной плавки, включающий загрузку всего кокса и всей руды на колошник в смешанном состоянии при крупности материалов в пределах 10-15 мм. Недостатком этого способа является снижение газопроницаемости столба материалов, нарушение стабильности движения столба [1].A known method of blast furnace smelting, including loading all coke and all ore onto the top in a mixed state with a grain size of materials within 10-15 mm. The disadvantage of this method is the reduction of gas permeability of the column of materials, the violation of the stability of the movement of the column [1].
Наиболее близким аналогом является способ доменной плавки, включающий раздельную загрузку через колошник железорудных материалов и кокса подачами, загрузку углеродсодержащей добавки, вдувание через фурмы дутья и угольной пыли [2].The closest analogue is the method of blast furnace smelting, which includes separate loading through the top of iron ore materials and coke by feeds, loading of a carbon-containing additive, blowing through lances of blast and coal dust [2].
Недостатком этого способа является невозможность проплавки мелких рудных материалов, использование повышенных расходов угольной пыли в дутье.The disadvantage of this method is the impossibility of smelting small ore materials, the use of increased costs of coal dust in the blast.
Поставленной задачей изобретения является обеспечение равности хода в допустимых пределах при проплавке мелких железорудных материалов и повышенном расходе угольной пыли в дутье.The object of the invention is to ensure that the stroke is within acceptable limits when smelting small iron ore materials and increased consumption of coal dust in the blast.
Техническим результатом, который достигается в изобретении, является повышение газопроницаемости зоны размягчения железорудных материалов в смеси с углеродсодержащей добавкой.The technical result that is achieved in the invention is to increase the gas permeability of the softening zone of iron ore materials in a mixture with a carbon-containing additive.
Для достижения технического результата в способе доменной плавки, включающем раздельную загрузку через колошник железорудных материалов и кокса подачами, загрузку углеродсодержащей добавки, вдувание в фурмы дутья и угольной пыли, согласно изобретению перед загрузкой на колошник железорудные материалы смешивают с углеродсодержащей добавкой в количестве 10-100 кг/т чугуна сверх суммарного расхода топлива, загружаемого через колошник и вдуваемого в фурмы, при этом степень однородности смеси железорудных материалов и углеродсодержащей добавки составляет не более двух, а крупность углеродсодержащей добавки не превышает 5 мм.To achieve a technical result in a blast furnace smelting process, comprising separately loading iron ore materials and coke through a top, feeding a carbon-containing additive, blowing blast and coal dust into the tuyeres, according to the invention, iron ore materials are mixed with a carbon-containing additive in an amount of 10-100 kg before being loaded onto the furnace top. / t of cast iron in excess of the total fuel consumption, loaded through the top and blown into the tuyeres, while the degree of homogeneity of the mixture of iron ore materials and carbon-containing the allowance is no more than two, and the particle size of the carbon-containing additive does not exceed 5 mm.
При этом в качестве углеродсодержащей добавки используют отходы кокса, дробленный антрацит, грануголь, водоугольную суспензию.Moreover, as a carbon-containing additive, coke waste, crushed anthracite, granule, and coal-water suspension are used.
При этом средняя крупность железорудных материалов - не более 40 мм, крупность кокса - не менее 40 мм.The average size of iron ore materials is not more than 40 mm, the size of coke is not less than 40 mm.
При этом определяют коэффициент ровности хода печи и при порозности железорудных материалов ниже 0,3 м3/м3 расход углеродсодержащей добавки изменяют дозами 10 кг/т чугуна на каждые 0,01 отклонения коэффициента ровности хода ниже допустимого уровня 0,5.In this case, the evenness coefficient of the furnace is determined and when the porosity of iron ore materials is below 0.3 m 3 / m 3, the consumption of carbon-containing additives is changed in doses of 10 kg / t of pig iron for every 0.01 deviation of the evenness coefficient below the permissible level of 0.5.
При этом при расходе угольной пыли, вдуваемой в фурмы, в пределах 0,2-0,4 т/т чугуна расход углеродсодержащей добавки составляет 50-100 кг/т чугуна, при этом подачи кокса и железорудных материалов загружают через колошник компактными слоями в пределах 1-5 подач в каждом слое.At the same time, with a consumption of coal dust blown into the tuyeres within 0.2-0.4 t / t of pig iron, the consumption of carbon-containing additive is 50-100 kg / t of cast iron, while the supply of coke and iron ore materials is loaded through the top with compact layers within 1-5 innings in each layer.
Сущность изобретения поясняется на фиг.1-18, на которых изображено следующее.The invention is illustrated in figures 1-18, which depict the following.
Фиг.1. Схема тракта загрузки по способу.Figure 1. Scheme of the loading path according to the method.
Фиг.2. Схема горизонтального объема размягчения высотой один метр, равновеликого реальному объему (масштаб произвольный).Figure 2. Scheme of horizontal softening volume one meter high, equal to the real volume (arbitrary scale).
Местонахождение горизонтального объема задано по условию совпадения положения их центров тяжести.The location of the horizontal volume is specified by the condition that their centers of gravity coincide.
Фиг.3 а. Кривые усадки рудного материала в объеме размягчения, убыль углерода добавки по реакции Будуара, положение расчетного объема по высоте печи в зависимости от температуры газа и начальной температуры размягчения рудного вещества.Figure 3 a. Shrinkage curves of ore material in the softening volume, carbon loss of the additive according to the Boudoir reaction, position of the calculated volume over the furnace height depending on the gas temperature and the initial softening temperature of the ore substance.
Фиг.3 б. Объемная схема усадки рудного столбика с площадью основания 1 см2 (масштаб произвольный).Figure 3 b. The volumetric scheme of shrinkage of the ore column with a base area of 1 cm 2 (arbitrary scale).
Фиг.4 а. Зависимость коэффициента ровности хода и степени колеблемости кривой давления горячего дутья при снижении газопроницаемости вещества пластины размягчения при проплавке мелкой руды вследствие роста расхода угольной пыли свыше 0,2 т/т чугуна.Figure 4 a. Dependence of the evenness coefficient and the degree of variability of the hot blast pressure curve with a decrease in the gas permeability of the softening plate material during smelting of fine ore due to an increase in the consumption of coal dust over 0.2 t / t of cast iron.
Фиг.4 б. Зет-номограмма связи коэффициентов ровности и неравномерности (неровности) хода.Figure 4 b. Zet-nomogram of the relationship between the coefficients of evenness and unevenness (unevenness) of the course.
Фиг.5. Зависимость удельной поверхности гранулы добавки от диаметра при различном расходе добавки. Отношение времени окончания реакции Будуара в пластине от времени пребывания пластины в неподвижном объеме печи, в котором совершаются процессы размягчения.Figure 5. The dependence of the specific surface of the granules of the additive on the diameter at different consumption of the additive. The ratio of the end time of the Boudoir reaction in the plate to the residence time of the plate in the fixed volume of the furnace in which softening processes take place.
Фиг.6. Схема правильной упаковки четырех рудных шаров равного диаметра в сухой зоне печи.6. Scheme of proper packing of four ore balls of equal diameter in the dry zone of the furnace.
Фиг.7. Зависимость диаметра сквозных каналов в слое сухой руды от диаметра шаров.7. Dependence of the diameter of the through channels in the dry ore layer on the diameter of the balls.
Фиг.8. Зависимость диаметра оболочки гранулы добавки в пластине, приведенной к сплошному шару, от диаметра гранулы.Fig. 8. Dependence of the diameter of the shell of the granule of the additive in the plate reduced to a continuous ball on the diameter of the granule.
Фиг.9. Схема диаметрального разреза оболочки гранулы при диаметре гранулы 3 мм.Fig.9. Diagram of a diametrical section of a granule shell with a granule diameter of 3 mm.
Фиг.10. Баланс нагрузок на диаметральном разрезе оболочки гранулы добавки в пластине.Figure 10. The load balance on the diametrical section of the shell of the granule of the additive in the plate.
Фиг.11. Зависимость геометрического прироста порозности пластины после угара гранулы добавки от диаметра гранулы и степени использования вещества добавки по реакции Будуара при расходе добавки в пределах 50-100 кг/т ч (таблица 7).11. The dependence of the geometric increase in the porosity of the plate after burning the granules of the additive on the diameter of the granule and the degree of use of the substance of the additive according to the Boudoir reaction with the consumption of the additive in the range of 50-100 kg / th (table 7).
Фиг.12. Баланс нагрузок на пластину в зависимости от пробной порозности вещества пластины по первому варианту способа (плавка мелкой руды).Fig. 12. The balance of loads on the plate, depending on the test porosity of the substance of the plate according to the first embodiment of the method (smelting of fine ore).
Фиг.13. Зависимость рудной нагрузки на остаточный кокс от расхода угольной пыли, вводимой с дутьем через фурмы.Fig.13. Dependence of ore load on residual coke on the consumption of coal dust introduced with blast through tuyeres.
Фиг.14. Влияние усадки руды на порозность вещества руды в объеме размягчения.Fig.14. The effect of ore shrinkage on the porosity of the ore substance in the softening volume.
Фиг.15. Зависимость коэффициента гравитационной нагрузки на пластину от пробной порозности вещества пластины при проплавке мелкой руды, расходе угольной пыли в пределах 0-0,4 т/т ч.Fig.15. The dependence of the coefficient of gravitational load on the plate from the test porosity of the plate material during the melting of fine ore, the consumption of coal dust in the range 0-0.4 t / t h
Фиг.16. Баланс располагаемого прироста порозности после угара гранул добавки и необходимого прироста порозности для создания положительного баланса нагрузок на пластину по способу.Fig.16. The balance of the available increase in porosity after burning away the granules of the additive and the necessary increase in porosity to create a positive balance of loads on the plate by the method.
Фиг.17. Диаграмма тепловой стабильности плавки в графической интерпретации ROSA.Fig.17. Diagram of thermal stability of the heat in the graphical interpretation of ROSA.
Фиг.18. Кривые порозности руды и кокса в зависимости от расстояния над уровнем фурм.Fig. 18. Porosity curves of ore and coke depending on the distance above the tuyere level.
На фиг.1 приведена схема тракта загрузки на колошник по способу, на которой: 1 - план колошника, 2 - приемные бункера засыпного аппарата, 3 - линия подачи кокса, 4 - отсев мелких фракций ниже 40 мм, 5 - сортированный кокс, 6 -дробилка, 7 - отсев мелких фракций кокса выше 5 мм с линией возврата на дробилку, 8 - готовая добавка; 9 - линия подачи компонентов рудных материалов крупностью не более 40 мм, 10 - смеситель, 11 - линия подачи твердой углеродсодержащей добавки, 12 - подача компонента рудной смеси с добавкой на колошник, 13 - линия подачи водоугольной суспензии (шлам).Figure 1 shows a diagram of the loading path to the top according to the method in which: 1 - plan of the top, 2 - receiving hoppers of the filling apparatus, 3 - coke supply line, 4 - screening of fine fractions below 40 mm, 5 - sorted coke, 6 - crusher, 7 - screening of small fractions of coke above 5 mm with a return line to the crusher, 8 - finished additive; 9 - feed line of components of ore materials with a grain size of not more than 40 mm, 10 - mixer, 11 - feed line of solid carbon-containing additives, 12 - feed component of the ore mixture with the additive at the top, 13 - feed line of coal-water slurry (sludge).
Схема работает следующим образом. В смеситель 10 поступают компоненты железорудных материалов (агломерат и др.) крупностью не более (в среднем) 40 мм, твердые углеродсодержащие добавки крупностью не более 5 мм, водоугольная суспензия с включениями твердых частиц крупностью не более 5 мм. После смешивания готовая смесь - рудный продукт с добавкой - поступает в приемный бункер 2 на колошнике печи. Туда же поступает сортированный кокс крупностью (в среднем) не менее 40 мм. Оба компонента из приемных бункеров 2 раздельно поступают в колошник и размещаются по площади сечения колошника в принятом порядке укладки. При недостатке мелкого кокса в дробилку 6 добавляют отсев крупного кокса. Режим работы смесителя 9 обеспечивает получение готового рудного продукта, заряженного добавкой, при коэффициенте однородности смеси не более двух (отношение концентрации добавки в пробах к средней концентрации добавки по всей массе готового рудного продукта) [3].The scheme works as follows. The mixer 10 receives components of iron ore materials (agglomerate, etc.) with a grain size of not more than (average) 40 mm, solid carbon-containing additives with a particle size of not more than 5 mm, a water-carbon suspension with inclusions of solid particles with a particle size of not more than 5 mm. After mixing, the finished mixture — an ore product with an additive — enters the
Предусмотрено два варианта использования способа: 1) для компенсации нарушений движения столба при проплавке мелких руд; 2) для компенсации нарушений работы печи при повышенных расходах угольной пыли в дутье до уровня 0,4 т/т ч. Расход сухой твердой добавки (или приведенной к сухому остатку водоугольной суспензии) считается сверх принятого расхода суммы кокс (К) плюс угольная пыль (Sуг). Расход условного топлива T=K+Sуг т/т ч. Принят коэффициент замены кокса на угольную пыль по содержанию нелетучего углерода равным Е = 1. При других коэффициентах замены балансы нагрузок в зоне размягчения должны пересчитываться по нижеприведенным формулам. Принято, что движение столба задано газопроницаемостью объема размягчения. При этом движение столба и движение слоя размягчения будут идентичными по уравнению неразрывности потока [5]. Углерод добавки частично заменяет углерод кокса, расходуемый на реакцию Будуара в объеме размягчения, обеспечивая снижение расхода кокса ниже принятого в расчете. Ввод добавки не влияет на порозность кокса по всей высоте столба материалов, которая однозначно зависит от измельчения колошникового кокса при опускании в составе столба материалов.There are two options for using the method: 1) to compensate for violations of the movement of the column during the smelting of small ores; 2) to compensate for furnace malfunctions with increased consumption of coal dust in the blast to the level of 0.4 t / t h. The consumption of dry solid additive (or reduced to the dry residue of a coal-water suspension) is considered to be in excess of the accepted consumption of the amount of coke (K) plus coal dust ( S yy ). Conditional fuel consumption T = K + S ug t / t h. The coefficient of coke replacement for coal dust was adopted for the content of non-volatile carbon equal to E = 1. For other replacement factors, the load balances in the softening zone should be recalculated using the formulas below. It is accepted that the column motion is determined by the gas permeability of the softening volume. In this case, the column motion and the motion of the softening layer will be identical according to the equation of continuity of flow [5]. The additive carbon partially replaces the coke carbon consumed by the Boudoir reaction in the softening volume, providing a decrease in the coke consumption below the calculation. The introduction of additives does not affect the porosity of coke over the entire height of the column of materials, which clearly depends on the grinding of top coke when lowering the composition of the column of materials.
Для второго варианта способа принято полное сгорание повышенных расходов угольной пыли внутри объема фурменной полости за счет обогащения дутья кислородом и увеличения объема фурменной полости при коэффициенте ровности хода, близком к 0,5. Полное сгорание угольной пыли в объеме фурменной полости исключает насыщение жидких продуктов плавки несгоревшими остатками пыли и облегчает выпуск расплавов из леток. Тепловое состояние печи считается неизменным, обеспеченным контролем наблюдаемых параметров использования газа и состава выпущенного из летки чугуна.For the second variant of the method, the complete combustion of the increased consumption of coal dust inside the volume of the tuyere cavity due to enrichment of the blast with oxygen and increase in the volume of the tuyere cavity with a coefficient of evenness close to 0.5 is accepted. The complete combustion of coal dust in the volume of the tuyere cavity eliminates the saturation of the liquid smelting products with unburned dust residues and facilitates the release of melts from the notches. The thermal state of the furnace is considered unchanged, provided by the control of the observed parameters of gas use and the composition of cast iron released from the notch.
Б. Термомеханика процесса размягчения руды.B. Thermomechanics of the process of softening ore.
При выходе шлака не более 0,4 т/т ч порозность слоя в зоне плавления и дренажа, включающих жидкий расплав и насадку кокса, находятся в пределах 0,2-0,4 м3/м3 [4]. В вышележащем объеме размягчения порозность рудного слоя примерно вдвое меньше порозности слоя дренажа. Вследствие усадки руды в объеме размягчения образуются упрочненные пластины (пробка), перекрывающие сечение печи. Прочность таких пластин растет с ростом доли мелкой фракции руды либо роста объемной доли руды внутри печи при вводе угольной пыли в дутье, а также от колебаний теплового состояния печи [5]. По этим причинам зона размягчения является определяющей движение столба материалов.When the slag exit is not more than 0.4 t / t h, the porosity of the layer in the melting and drainage zone, including liquid melt and a coke nozzle, is in the range of 0.2-0.4 m 3 / m 3 [4]. In the overlying softening volume, the porosity of the ore layer is approximately half that of the porosity of the drainage layer. Due to the shrinkage of the ore in the softening volume, hardened plates (cork) are formed, overlapping the furnace section. The strength of such plates increases with an increase in the fraction of the fine ore fraction or an increase in the volume fraction of ore inside the furnace when coal dust is introduced into the blast, as well as from fluctuations in the thermal state of the furnace [5]. For these reasons, the softening zone determines the movement of the column of materials.
На фиг.2 приведена схема горизонтального объема размягчения равновеликого реальному объему, причем положения их центров тяжести по высоте печи совпадают. Процесс внутри объема размягчения не зависит от формы объема при равенстве реального и расчетного объемов и положений их центров тяжести по высоте печи. Условно считаем высоту расчетного слоя в зоне размягчения равной одному метру, диаметр зоны равным гидравлическому диаметру печи. Руда и кокс из раздельных слоев, уложенных на колошнике, в объеме размягчения собраны в два компактных объема, что не влияет на результаты расчета при условии равенства суммы объемов реальных слоев кокса и руды и расчетного объема высотой один метр.Figure 2 shows a diagram of the horizontal softening volume equal to the real volume, and the positions of their centers of gravity along the height of the furnace coincide. The process inside the softening volume does not depend on the shape of the volume with the equality of the real and calculated volumes and the positions of their centers of gravity along the height of the furnace. Conventionally, we consider the height of the calculated layer in the softening zone to be equal to one meter, the diameter of the zone equal to the hydraulic diameter of the furnace. Ore and coke from separate layers laid on the top in the softening volume are collected in two compact volumes, which does not affect the calculation results provided that the sum of the volumes of the real layers of coke and ore and the calculated volume of one meter high are equal.
На фиг.2 позиция 1 - стенка печи; 2 - центральное отверстие, заполненное крупным коксом; 3 - верхняя граница объема; 4 - нижняя граница; 5 - рудная компактная пластина; 6 - граница раздела компактов руды и кокса внутри расчетного объема. Условно считаем, что пластина 5 перекрывает всю площадь сечения печи равномерно. Влияние отверстия 2 учтено снижением высоты пластины. Считаем, что расстояние объема размягчения от уровня фурмы является неизменным. Отклонение формы объема от реального не влияет на баланс нагрузок в зоне размягчения. Считаем, что ввод гранул добавки в пластину не влияет на объем и количество вещества пластины вследствие выгорания гранул при движении пластины вниз. По данным [6] внутри пластины 5 объем нерасплавленной руды принят равным 0,5. Объем шлакообразующих - 0,5 от всего объема пластины. При движении пластины вниз прочность шлакообразующих падает вследствие роста температуры вещества пластины и снижения их вязкости.In figure 2, position 1 is the wall of the furnace; 2 - a central hole filled with large coke; 3 - the upper boundary of the volume; 4 - lower boundary; 5 - ore compact plate; 6 - the interface between the compacts of ore and coke within the estimated volume. Conventionally, we believe that the
Считаем согласно способу при вводе в рудные материалы углеродсодержащих добавок время реакции Будуара не превышает время пребывания пластины в объеме размягчения по уравнению:We consider according to the method when introducing carbon-containing additives into ore materials, the Boudoir reaction time does not exceed the residence time of the plate in the softening volume according to the equation:
Сдоб+СО2=2СО.With add + CO 2 = 2CO.
На фиг.3а приведены кривые 1 и 2 - остаточный объем руды после усадки в зависимости от температуры вещества и температуры размягчения в объеме размягчения (фиг.2) (обе шкалы температур совмещены по оси абсцисс). Кривая 3 - убыль вещества гранул по реакции Будуара. Все величины даны в относительных единицах (по оси ординат). При работе печи на одном коксе реакция Будуара совершается частично в сухой зоне, частично - в зонах плавления и дренажа. По способу место протекания реакции Будуара из зон плавления и дренажа частично переносится в объем рудной пластины. Положение кривой 3 внутри пластины зависит также от степени графитизации углерода добавки, пористости и реакционной способности гранул. Вследствие частичного переноса реакции Будуара из дренажной зоны в объем пластины снижается вспенивание жидких расплавов в дренажной зоне и вероятность захлебывания шлака. Для расчетов принято положение объема печи, в котором совершаются процессы размягчения, - неподвижным, начальная температура размягчения, положение изотерм газа по высоте печи - неизменными.Figure 3a shows
На фиг.3б приведена геометрия столбика руды после усадки с основанием 1 см2. Высота столбика равна высоте слоя руды на колошнике, объем которого будетFigure 3b shows the geometry of the ore column after shrinkage with a base of 1 cm 2 . The height of the column is equal to the height of the ore layer on the top, the volume of which will be
Vкол=Vум+Vпл.V count = V mind + V pl .
Откуда коэффициент усадки в пластине равен Кум=Vум/Vкол.From where the shrinkage coefficient in the plate is equal to K mind = V mind / V count .
На фиг.4а схематично показано влияние порозности пластины в одном кубометре объема пластины по выражению (1-εпл) на показатели движения столба по способу. Кривая 1 - коэффициент ровности хода. Детали расчета этого коэффициента приведены в [5]. Кривая 2 - нижний допустимый предел коэффициента ровности хода, близкий к 0,5. Кривая 3 - влияние ввода добавки на коэффициент ровности хода. Кривая 4 - начальная точка нарушений движения столба. Кривая 5 - колеблемость кривой давления горячего дутья по отношению ее проекции к длине извилистой кривой.On figa schematically shows the effect of porosity of the plate in one cubic meter of the volume of the plate according to the expression (1-ε PL ) on the indicators of movement of the column according to the method. Curve 1 - the coefficient of evenness. Details of the calculation of this coefficient are given in [5]. Curve 2 - the lower acceptable limit of the coefficient of evenness, close to 0.5. Curve 3 - the effect of input additives on the coefficient of flatness.
На фиг.4а - зет-номограмма связи коэффициентов сопряженных параметров движения столба. Линия 1 - процентная шкала коэффициента ровности хода (ρх). Линия 2 - коэффициент неравномерности хода (δсраб). Линия 3 - сумма обоих коэффициентов, равная 100%. При любых значениях одного коэффициента второй равен 100% минус первый коэффициент. Линия 4 - граница стабильности механической работы печи. Область А - стабильности при ρх>50%. Область Б - нестабильности и требуются режимные воздействия для приведения работы печи в область А (изменение радиуса отверстия 2 на фиг.2, создание рыхлого кольца типа 9 на колошнике печи, ввод добавки по способу и др.). Расчет показателей движения столба осуществлен посредством компьютерной программы.On figa - zetomogram connection coefficients of the paired parameters of the movement of the column. Line 1 - percentage scale of the coefficient of evenness (ρ x ). Line 2 - the coefficient of unevenness of the course (δ srab ).
В. Параметры реакции Будуара для изолированной гранулы, окруженной пластичной оболочкой.B. Parameters of the Boudoir reaction for an isolated granule surrounded by a plastic shell.
Ввод разрыхляющей добавки повышает порозность пластины, за счет этого обеспечивает разрушение тела пластины, создает положительный баланс нагрузок на пластину, обуславливающий стабильное движение вниз, идентичное движению всего столба материалов. На порозность слоя кокса в объеме размягчения ввод добавки не влияет. Для расчета параметров реакции Будуара принимаем следующие исходные данные: базовая печь объемом 2000 м3, диаметр колошника 7,3 м, рабочая высота (от уровня фурм до уровня засыпи) - 20 м, производительность - 4000 т/сут, расход дутья - 3500 м3/мин, общий перепад давления газа - 1,5 кг/см2, содержание кислорода в дутье в пределах 21-60 (проц.). Рудная загрузка, равная 3. Расход условного топлива - 0,5 т/т ч, в том числе расход угольной пыли от нуля до 0,4 т/т ч. Расход добавки (сверх условного топлива) - в пределах 10-100 кг/т ч.The introduction of a loosening additive increases the porosity of the plate, due to this it ensures destruction of the body of the plate, creates a positive balance of loads on the plate, which leads to a stable downward movement identical to the movement of the entire column of materials. The porosity of the coke layer in the softening volume does not affect the addition of the additive. To calculate the parameters of the Boudoir reaction, we accept the following initial data: a basic furnace with a volume of 2000 m 3 , a top diameter of 7.3 m, a working height (from the tuyeres to the level of the mound) - 20 m, productivity - 4000 t / day, blast consumption - 3500 m 3 / min, the total pressure drop of the gas is 1.5 kg / cm 2 , the oxygen content in the blast is in the range of 21-60 (percent). Ore loading equal to 3. The equivalent fuel consumption is 0.5 t / t h, including the consumption of coal dust from zero to 0.4 t / t h. Additive consumption (in excess of the standard fuel) is in the range of 10-100 kg / t h
Считаем, что расход добавки полностью покрывает потребность углерода на реакцию Будуара внутри пластины. Параметры шихты: расход руды - 1,5 т/т ч, расход кокса (база) - 0,5 т/т ч. Насыпные веса: руда - 1,5 т/м3, кокс - 0,5 т/м3. Коэффициент усадки руды - 0,4 от объема руды на колошнике. Объем остаточного вещества руды в пластине Vпл=1,5/1,5(1-0,4)=0,6 м3/т ч. Этот объем не зависит от расхода угольной пыли. Порозность кокса принята равной 0,5 м3/м3 (измельчение кокса не учтено в расчете). Порозность руды на колошнике принята равной 0,3 м3/м3 (крупность не более 40 мм).We believe that the consumption of the additive completely covers the carbon demand for the Boudoir reaction inside the plate. Charge parameters: ore consumption - 1.5 t / t h, coke consumption (base) - 0.5 t / t h. Bulk weights: ore - 1.5 t / m 3 , coke - 0.5 t / m 3 . The ore shrinkage coefficient is 0.4 of the ore volume at the top. The volume of residual ore in the plate V PL = 1.5 / 1.5 (1-0.4) = 0.6 m 3 / t h. This volume does not depend on the consumption of coal dust. Porosity of coke is taken equal to 0.5 m 3 / m 3 (grinding of coke is not taken into account in the calculation). The porosity of the ore at the top was taken equal to 0.3 m 3 / m 3 (fineness not more than 40 mm).
При выгорании гранул добавки внутри пластины создается прирост порозности, повышающий полную порозность пластины после усадки. Расчет влияния добавки на баланс нагрузок пластины включает: 1) определение оптимальной крупности гранул; 2) определение усилий гравитации приложенных к пластине сверху с учетом влияния стенок печи; 3) определение градиента давления газа, приложенного к пластине снизу; 4) определение нейтральной точки, при которой расчетные нагрузки на пластине отвечают стабильному движению столба в производственных условиях; 5) влияние добавки на разрушение тела пластины и снижение градиента давления газа по высоте пластины при двух вариантах способа: проплавке мелкой руды и повышенных расходах угольной пыли в дутье.When the granules of the additive burn out inside the plate, an increase in porosity is created, which increases the full porosity of the plate after shrinkage. Calculation of the effect of the additive on the load balance of the plate includes: 1) determination of the optimal granule size; 2) determination of the gravitational forces applied to the plate from above, taking into account the influence of the furnace walls; 3) determination of the pressure gradient of the gas applied to the plate from below; 4) determination of the neutral point at which the calculated loads on the plate correspond to the stable movement of the column in a production environment; 5) the effect of the additive on the destruction of the body of the plate and a decrease in the gas pressure gradient along the height of the plate with two variants of the method: smelting of fine ore and increased consumption of coal dust in the blast.
Крупность гранул определяем по условиям разрушения шлакообразующей среды пластины за счет создания внутри порового давления газа при выгорании вещества гранул, удержания гранул добавки в смеси с рудным слоем на колошнике, обеспечения максимальной реакционной способности гранул по показателю удельной поверхности гранулы, приведенной к объему шара.The granule size is determined by the conditions of destruction of the slag-forming medium of the plate due to the creation of gas inside the pore pressure during the burning out of the substance of the granules, retention of the granules of the additive in the mixture with the ore layer on the top, and ensuring maximum reactivity of the granules in terms of the specific surface area of the granules reduced to the volume of the ball.
В таблице 1 приведены данные зависимости удельной поверхности изолированной гранулы в форме шара от диаметра гранулы: Sd=6/d см2/см3, а также удельная поверхность суммы шаров диаметром, эквивалентным по объему одному шару диаметром 0,5 см согласно балансу объемов (удельный вес вещества шаров одинаковый, равный 0,001 кг/см3). Nэкв Vd=V0,5. Откуда эквивалентное число шаров данного диаметра Nd=(0,5/d)3. Суммарная площадь эквивалентных шаров Sэкв=NdSd. Показатель Sш считаем пропорциональным реакционной способности гранул добавки (при их равной пористости и степени графитизации углерода).Table 1 shows the data of the specific surface area of an isolated granule in the form of a ball on the diameter of the granule: S d = 6 / d cm 2 / cm 3 , as well as the specific surface of the sum of balls with a diameter equivalent in volume to one ball with a diameter of 0.5 cm according to the balance of volumes (the specific gravity of the balls is the same, equal to 0.001 kg / cm 3 ). N equiv V d = V 0.5 . Whence the equivalent number of balls of a given diameter N d = (0.5 / d) 3 . The total area of equivalent balls S equiv = N d S d . The indicator S W we consider proportional to the reactivity of the granules of the additive (with their equal porosity and degree of carbon graphitization).
На фиг.5 приведена зависимость удельной поверхности гранул от диаметра гранулы. Из фиг.5 следует, что резкий подъем показателя отвечает интервалу крупности гранул 3-4 мм. Кривая 3 - отношение времени реакции Будуара для гранул данного диаметра к времени пребывания пластины в расчетном объеме печи. На фиг.6 приведена схема расположения четырех шаров, уложенных в правильную шахматную упаковку. Позиция 1 - шары равного диаметра, 2 - площадь сквозного канала между шарами. Условием удержания гранул добавки в сухом слое руды является неравенство dгр<dкан. В таблице 2 приведены данные расчета диаметра сквозного канала по приближенной формуле; dкан=0,15dш. Эта формула пригодна для слоя руды на колошнике, для которой диаметр шаров принят равным среднему диаметру шаров по всему объему слоя.Figure 5 shows the dependence of the specific surface of the granules on the diameter of the granules. From figure 5 it follows that a sharp rise in the indicator corresponds to the interval of the size of the granules 3-4
На фиг.7 приведена зависимость диаметра сквозных каналов от диаметра шара. Для удержания гранул добавки в рудном слое не более 0,5 см диаметр равных шаров не превышает 40 мм (участок для рудных материалов фиг.7). Участок Б с крупностью равных шаров d>40 мм для сухого кокса обеспечивает возможность просыпания гранул добавки диаметром не более 0,5 см сквозь слой кокса в нижележащий слой рудных материалов, что необходимо для осуществления способа. По способу для удержания гранул добавки в рудном слое от выноса в составе колошниковой пыли доля фракции гранул добавки ниже 2 мм (граница оставления гранул в печи) не превышает 5% от всей дозы добавки. Влияние коэффициента формы кусков на диаметр сквозных каналов не учтено и, по-видимому, не слишком меняет результаты расчета.Figure 7 shows the dependence of the diameter of the through channels on the diameter of the ball. To keep the granules of the additive in the ore layer not more than 0.5 cm, the diameter of equal balls does not exceed 40 mm (section for ore materials of Fig. 7). Section B with coarseness of equal balls d> 40 mm for dry coke provides the possibility of spilling granules of the additive with a diameter of not more than 0.5 cm through a layer of coke into the underlying layer of ore materials, which is necessary for the implementation of the method. According to the method for retaining the additive granules in the ore layer from the removal of blast furnace dust, the fraction of the additive granule fraction below 2 mm (the boundary for leaving the granules in the furnace) does not exceed 5% of the total dose of the additive. The influence of the shape factor of the pieces on the diameter of the through channels is not taken into account and, apparently, does not change the calculation results too much.
Г. Условия разрушения оболочки изолированной гранулы.D. Conditions for the destruction of the shell of an isolated granule.
Принимаем, что в объеме пластины фиг.2 объем шлакообразующих равен 0,5 объема пластины (жидкая фаза отсутствует). Считаем, что внутри шлакообразующих гранулы добавки распределены равномерно (при коэффициенте однородности смеси не более двух). На каждую гранулу приходится объем шлакообразующих, создающих оболочку гранулы, обладающую некоторой герметичностью. При протекании реакции Будуара из гранулы выделяется окись углерода, создающая избыточное внутрипоровое давление газа внутри оболочки, которое вызывает трещинообразование оболочки. Внутрипоровый объем присоединяется к исходной порозности пластины, снижая градиент давления газа по высоте пластины. На внутренней поверхности оболочки образуется пленка восстановленного железа, укрепляющая каркас оболочки(прочность). Для расчета условий разрушения оболочки определим объем шлакообразующих, приходящихся на одну гранулу. Объем шлакообразующих внутри пластины равен Vшл=0,6×0,5=0,3 м3/т ч=0,3 (10+6) см3/т ч. При расходе добавки 100 кг/т ч удельное количество шлака, приходящееся на 1 кг добавки, будет:We assume that in the volume of the plate of FIG. 2, the volume of slag-forming materials is equal to 0.5 of the volume of the plate (there is no liquid phase). We believe that additives are evenly distributed inside the slag-forming granules (with a mixture uniformity coefficient of not more than two). For each granule, there is a volume of slag-forming, creating a shell of the granule, which has some tightness. When the Boudoir reaction proceeds, carbon monoxide is released from the granule, which creates an excess pore pressure of the gas inside the shell, which causes cracking of the shell. The intra-pore volume is attached to the initial porosity of the plate, reducing the gas pressure gradient along the height of the plate. A film of reduced iron is formed on the inner surface of the shell, which strengthens the shell framework (strength). To calculate the conditions for the destruction of the shell, we determine the volume of slag-forming materials per granule. The volume of slag-forming inside the plate is equal to V sl = 0.6 × 0.5 = 0.3 m 3 / t h = 0.3 (10 +6 ) cm 3 / t h. With an additive consumption of 100 kg / t h, the specific amount of slag per 1 kg of the additive will be:
Vуд=Vшл/Sдоб=0,3(10+6)/100=0,3(10+4) см3/кг добавки.V beats = V sl / S add = 0.3 (10 +6 ) / 100 = 0.3 (10 +4 ) cm 3 / kg of the additive.
Диаметр оболочки вычисляем следующим образом. Объем одной гранулы диаметра d:The diameter of the shell is calculated as follows. The volume of one granule of diameter d:
Vd=0,52 d
Вес одной гранулы диаметра d:Weight of one granule of diameter d:
Gd=Vд γгp=0,52 А (10-3)×(10-3)=0,52 А (10-6) кг/гран, где γгр=(10-3) кг/см3 -удельный вес вещества гранулы. Число гранул диаметра d, приходящихся на 1 кг добавки:G d = V d γ gp = 0.52 A (10 -3 ) × (10 -3 ) = 0.52 A (10 -6 ) kg / gran, where γ gr = (10 -3 ) kg / cm 3 - the specific gravity of the substance of the granule. The number of granules of diameter d per 1 kg of additive:
Nd=1 кг/Gd=1/0,52 А (10-6)=(10+6) 1,9/А гранул/кг добавки.N d = 1 kg / G d = 1 / 0.52 A (10 -6 ) = (10 +6 ) 1.9 / A granules / kg of additive.
Объем оболочки, приходящийся на одну гранулу данного диаметраThe volume of the shell per one granule of a given diameter
Vобол=Vуд/Nd=0,3(10+4)/(10+6)1,9/А=(10-2)0,16/A см3 обол/гран.V shell = V beats / N d = 0.3 (10 +4 ) / (10 +6 ) 1.9 / A = (10 -2 ) 0.16 / A cm 3 shell / gran.
Проверка размерности формулы:Checking the dimension of the formula:
(см3/кг доб)/(гран/кг доб)=(см3/кг)×(кг/гран)=см3 обол/гран.(cm 3 / kg add) / (gran / kg add) = (cm 3 / kg) × (kg / gran) = cm 3 envelope / gran.
Условно считаем объем оболочки равным объему сплошного шара диаметром Conventionally, we consider the shell volume equal to the volume of a continuous sphere with a diameter
где первая скобка после извлечения корня третьей степени равна 0,4(10-2)=0,16. Вторая скобка после извлечения корня третьей степени равна where the first bracket after extracting the root of the third degree is 0.4 (10 -2 ) = 0.16. The second bracket after extracting the root of the third degree is
На фиг.8 приведена кривая зависимости диаметра сплошной оболочки от диаметра одной гранулы по данным таблицы 3. На фиг.9 приведена схема гранулы и окружающей оболочки при диаметре 3 мм.On Fig shows a curve of the diameter of the continuous shell from the diameter of one granule according to table 3. Figure 9 shows a diagram of the granule and the surrounding shell with a diameter of 3 mm
По способу для разрушения оболочки усилие внутрипорового давления газа превышает прочность вещества оболочки в опасном сечении. Степень использования вещества добавки на реакцию Будуара зависит от диаметра гранулы и расхода добавки. Необходимый расход углерода добавки внутри пластины не превышает 50 кг /т ч. Остальной углерод добавки расходуется на реакцию Будуара в сухой зоне, зонах плавления и дренажа. Принимаем предельную степень использования вещества добавки в пластине на реакцию Будуара ηпред=0,5/{Sдоб(10-2)} (кривые 1 и 2 на фиг.5). Цифры у кривых - расход добавки кг/т ч. Предельные степени использования добавки учитывают диаметра гранулы, а также влияние степени графитизации углерода добавки, пористости гранул, температуры реакции. Теоретический выход газа по реакции Будуара на один кг добавки Vтеор=(22,4/12) 0,9 ηбуд=1,62 (10+6) ηбуд см3/кг, где 0,9 - содержание нелетучего углерода добавки.According to the method for destruction of the shell, the force of the interstitial pressure of the gas exceeds the strength of the shell material in a dangerous section. The degree of use of the additive substance for the Boudoir reaction depends on the diameter of the granule and the consumption of the additive. The required carbon consumption of the additive inside the plate does not exceed 50 kg / t h. The remaining carbon of the additive is spent on the Boudoir reaction in the dry zone, melting and drainage zones. We take the maximum degree of use of the additive substance in the plate for the Boudoir reaction η pre = 0.5 / {S add (10 -2 )} (
На одну гранулу данного диаметра d при расходе добавки 100 кг/т ч приходится выход газа от реакции Будуара:For one granule of a given diameter d at an additive flow rate of 100 kg / th, there is a gas output from the Boudoir reaction:
Vбуд=Vтеор Gгp=1.62 (10+6) 0,52 А (10-6) ηбуд=0,84 А ηбуд V bud = V theory G gp = 1.62 (10 +6 ) 0.52 A (10 -6 ) η bud = 0.84 A η bud
Для определения избыточного внутрипорового давления газа использована формула Бойля-Мариотта, в которой начальный объем и давление газа приведены к нормальным условиям (1 атм, 20°С). Процесс накопления газа в изолированной поре считаем изотермичным.To determine the excess intrapore gas pressure, the Boyle-Mariotte formula is used, in which the initial volume and pressure of the gas are reduced to normal conditions (1 atm, 20 ° C). The process of gas accumulation in an isolated pore is considered isothermal.
Начальные условия: объем газа = Vбуд, давление газа в объеме Vбуд равно Рбуд = 1 атм.Initial conditions: gas volume = V bud , gas pressure in the volume V bud is equal to P bud = 1 atm.
Конечные условия: объем сжатого газа равен объему поры после выгорания гранулы = Vd.Final conditions: the volume of compressed gas is equal to the volume of the pores after burning out the granules = V d .
Избыточное внутрипоровое давление газа после окончания реакции Будуара = Рd.Excess pore gas pressure after the end of the Boudoir reaction = P d .
Получаем Рd=Рбуд (Vбуд/Vd), откуда, подставляя исходные данные, получаем:We obtain P d = P bud (V bud / V d ), whence, substituting the initial data, we obtain:
Pd=0,84 А ηбуд/0,52 А (10-3)=1620 ηбуд атм/гр.P d = 0.84 A η Bud / 0.52 A (10 -3 ) = 1620 η Bud atm / g.
Т.е. внутрипоровое давление газа зависит от диаметра гранулы косвенно – через коэффициент ηбуд. В процессе накопления газа внутри поры происходит утечка газа через пористую оболочку из шлакообразующих. Причем степень утечки газа снижается с ростом диаметра гранулы и наоборот, вследствие падения ηбуд (таблица 1), вплоть до безнапорного объема поры при диаметре гранулы 0,5 см при наименьшей толщине оболочки (таблица 3).Those. intrapore gas pressure depends on the diameter of the granule indirectly through the coefficient η bud . During the accumulation of gas inside the pore, gas leaks through the porous shell from the slag-forming substances. Moreover, the degree of gas leakage decreases with increasing diameter of the granule and vice versa, due to the fall of η bud (table 1), up to a pressureless pore volume with a granule diameter of 0.5 cm at the smallest shell thickness (table 3).
Коэффициент утечки определяем по формуле ηут=1-0,5dгp.The leakage coefficient is determined by the formula η ut = 1-0.5d gp .
Практический коэффициент снижения внутрипорового давления равен ηпp=ηбуд(1-ηут).The practical coefficient of pressure reduction is η pp = η bud (1-η ut ).
В таблице 4 приведены данные внутрипорового давления газа в зависимости от диаметра гранулы по вышеприведенной формуле. Считаем, что разрушение оболочки происходит по диаметральной площади сечения - Soб, см2/об (фиг.9). Толщина полой оболочки условно равна 0,5 диаметра сплошной оболочки равновеликого объема. Пневматические усилия, приложенные к горизонтальной проекции гранулы Sгp, равны и противоположны по знаку усилию разрыва оболочки по диаметральной площади (фиг.9):Table 4 shows the data of the inter-pore pressure of the gas depending on the diameter of the granule according to the above formula. We believe that the destruction of the shell occurs along the diametrical cross-sectional area - S about , cm 2 / about (Fig.9). The thickness of the hollow shell is conventionally equal to 0.5 of the diameter of the continuous shell of equal volume. Pneumatic forces applied to the horizontal projection of the granules S gp are equal and opposite in sign to the tensile strength of the shell along the diametrical area (Fig.9):
fпнeвм=Рбуд Sгр=40,5×0,78dгp=31,6 dгр кг/см2.f pnevm = P bud S g = 40.5 × 0.78 d gp = 31.6 d g kg / cm 2 .
В таблице 5 приведены пневматические усилия разрыва оболочки в зависимости от диаметра гранулы.Table 5 shows the pneumatic forces of rupture of the shell depending on the diameter of the granules.
Прочность оболочки равна произведению диаметральной площади оболочки на напряжение разрыва вещества оболочки - δразр кг/см2:The strength of the shell is the product of the square shell at a diametral fracture stress sheath material - δ discharge kg / cm 2:
fпрочн=δразр Sоб кг/об.f toughness = δ bit S r kg / rev
Напряжение разрыва вещества шлакообразующих веществ принято по экспериментальным замерам напряжений разрыва для глинистых пород различной консистенции в пределах 50-500 кг/см2 [9]. В результате реакции Будуара внутри оболочки создается тонкая пленка губчатого железа, образующая армирующий скелет вещества оболочки и повышающая ее прочность. В таблице 6 приведены данные прочности оболочки для принятых значений напряжений разрыва с учетом влияния металлизированного скелета на упрочение оболочки. По другим схемам разрушения прочность оболочки будет ниже принятой в данном расчете. В отличие от чисто термического разрушения руднотопливных гранул [10] реакция Будуара в пластине создает пневматические усилия, механически разрушающие оболочку. На фиг.10 по данным таблиц 5 и 6 построены кривые баланса нагрузок по диаметральному разрезу оболочки. Кривая 1 - пневматические усилия на оболочку (табл.5). Кривые 2, 3, 4 - прочность оболочки по диаметральному разрезу (цифры у кривых - напряжения разрыва вещества оболочки). Из фиг.10 следует, что при диаметре гранул выше 0,2 см обеспечивается механическое разрушение оболочки по диаметральному разрезу за счет внутрипорового давления газа. Геометрический объем пор от угара гранул равен:The tensile stress of the substance of the slag-forming substances is taken from experimental measurements of the tensile stress for clay rocks of different consistencies in the range of 50-500 kg / cm 2 [9]. As a result of the Boudoir reaction, a thin film of spongy iron is created inside the shell, forming a reinforcing skeleton of the shell material and increasing its strength. Table 6 shows the data on the strength of the shell for the accepted values of tensile stresses taking into account the effect of a metallized skeleton on hardening of the shell. According to other fracture schemes, the shell strength will be lower than that accepted in this calculation. In contrast to the purely thermal destruction of ore-fuel granules [10], the Boudoir reaction in the plate creates pneumatic forces that mechanically destroy the shell. Figure 10 according to tables 5 and 6 are constructed curves of the balance of loads along the diametrical section of the shell. Curve 1 - pneumatic forces on the shell (table 5).
Δεдоб=(Sдоб ηбуд)/(Vпл γдоб).Δε add = (S add η bud ) / (V pl γ add ).
Подставляя исходные данные, получаем расчетную формулу прироста порозности пластины: Δεдоб=(Sдоб ηбуд)/(0,6×1000)=0,0016 (Sдоб ηбуд) м3/м3 объема пластины, где 1000 кг/м3 - удельный вес вещества добавки, 0,6 - объем пластины после усадки м3/т ч, Sдоб - расход добавки кг/т ч. В табл.7 приведены данные геометрического прироста порозности пластины после угара гранул добавки при расходе добавки в пределах 50-100 кг/т ч. Приближенная связь порозности руды на колошнике и в пластине выражается формулой εкол=2εпл. На фиг.11 приведена зависимость геометрического прироста порозности после угара гранул добавки от диаметра гранул добавки и принятой предельной степени использования вещества добавки по реакции Будуара. Эта зависимость необходима по способу для составления баланса располагаемой и необходимой порозности в пластине, обеспечивающей движение столба в области стабильности.Substituting the initial data, we obtain the calculated formula for the increase in the porosity of the plate: Δε add = (S add η Bud ) / (0.6 × 1000) = 0.0016 (S add η Bud ) m 3 / m 3 the volume of the plate, where 1000 kg / m 3 is the specific gravity of the additive substance, 0.6 is the volume of the plate after shrinkage m 3 / t h, S add is the consumption of the additive kg / t h. Table 7 shows the data on the geometric increase in the porosity of the plate after burning off the granules of the additive at the consumption of the additive in 50-100 kg / m h. The approximate relationship porosity ore on the throat plate and in the count given by the formula ε = 2ε mp. Figure 11 shows the dependence of the geometric increase in porosity after burning the granules of the additive on the diameter of the granules of the additive and the accepted maximum degree of use of the substance of the additive according to the Boudoir reaction. This dependence is necessary according to the method for balancing the available and necessary porosity in the plate, ensuring the movement of the column in the field of stability.
Д. Расчет усилий гравитации, приложенных сверху к пластине.D. Calculation of gravitational forces applied from above to the plate.
Движение пластины по способу осуществлено за счет геометрического прироста порозности от выгоревших гранул, что снижает градиент давления газа по высоте пластины. Сверху к пластине приложены усилия гравитации от собственного веса пластины. Снизу - градиент давления газа по высоте пластины. Обе величины отнесены к одному метру высоты расчетного объема размягчения (фиг.2) для соизмеримости с градиентом давления газа на колошнике (первая размерность) и к одному см2 гидравлического сечения печи (вторая размерность). Усилие гравитации от собственного веса считаем независящим от расхода добавки вследствие выгорания гранул при движении пластины вниз: fпл=γпл Nпл КА кг/см2 м, где плотность вещества пластины γпл=(1500/0,6)(10-4)=0,25 кг/см2 м; Nпл=0,375 (табл.10); для первого варианта способа получаем fпл=0,25×0,375 KА=0,094 КА кг/см2 м. С учетом возможных неточностей расчета округленно принимаем усилие гравитации от собственного веса пластины равным (при работе на одном коксе) fпл=0,01 кг/см2 м. Передача усилий от вышележащих слоев на пластину в этом расчете не учтена. По данным [11] при расходе угольной пыли до 0,2 т/т ч обнаружены пульсации температуры отходящей воды из медных холодильников, установленных в стенках нижней части печи. Указанные пульсации служат признаком интенсивных потоков газа, создающих рыхлое кольцо у стенок нижней части печи (поз.9 на фиг.2). Рыхлое кольцо снижает трение о стенки, т.е. коэффициент активного веса пластины повышается. Влияние высоких расходов угольной пыли на пульсации физически равносильно влиянию на пульсации проплавки мелкой руды. По этим причинам для обоих вариантов способа принимаем коэффициент активного веса пластины КА=1. Для второго варианта способа усилие гравитации пластины обусловлено (при неизменной порозности вещества пластины) ростом доли высоты рудной пластины по отношению к одному метру расчетного объема (табл.10).The movement of the plate by the method is carried out due to the geometric increase in porosity from the burned-out granules, which reduces the gas pressure gradient along the height of the plate. Gravity forces from the dead weight of the plate are applied from above to the plate. Bottom is the gas pressure gradient along the height of the plate. Both values are assigned to one meter of the height of the calculated softening volume (Fig. 2) for commensurability with the gas pressure gradient at the top (first dimension) and to one cm 2 of the hydraulic section of the furnace (second dimension). The gravitational force on its own weight is considered independent of the consumption of the additive due to the burning of granules when the plate moves down: f pl = γ pl N pl K A kg / cm 2 m, where the density of the plate material γ pl = (1500 / 0.6) (10 - 4 ) = 0.25 kg / cm 2 m; N pl = 0.375 (Table 10); for the first variant of the method we obtain f PL = 0.25 × 0.375 K A = 0.094 K A kg / cm 2 m. Taking into account possible inaccuracies in the calculation, we roundly take the gravity force from the dead weight of the plate equal to (when working on one coke) f PL = 0 , 01 kg / cm 2 m. The transfer of forces from the overlying layers to the plate is not taken into account in this calculation. According to [11], with a coal dust consumption of up to 0.2 t / t h, pulsations of the temperature of the waste water from copper refrigerators installed in the walls of the lower part of the furnace were detected. These pulsations are a sign of intense gas flows creating a loose ring at the walls of the lower part of the furnace (
Е. Градиент давления газа по высоте пластины (пробки).E. Gas pressure gradient along the height of the plate (plug).
Определяем градиент давления газа в пластине по отношению к известному градиенту давления газа в рудном слое колошника. Это отношение обратно пропорционально отношению квадратов порозностей вещества в обоих слоях и прямо пропорционально отношению их объемных долей в расчетном объеме. Для расчета: высоты обоих расчетных объемов равны одному метру. Приняты неизменными: эквивалентный диаметр зерна, коэффициенты сопротивления вещества, секундный расход газа в обоих слоях. Получаем при указанных допущениях формулу:We determine the gradient of gas pressure in the plate with respect to the known gradient of gas pressure in the ore layer of the top. This ratio is inversely proportional to the ratio of the squared porosities of the substance in both layers and directly proportional to the ratio of their volume fractions in the calculated volume. For calculation: the heights of both calculated volumes are equal to one meter. Adopted unchanged: equivalent grain diameter, resistance coefficients of the substance, second gas flow rate in both layers. We obtain, under the indicated assumptions, the formula:
gR(Рпл/Ркол)=(0,3/εпл)2(Нпл/Нкол) кг/см3 м.gR (P pl / P count ) = (0.3 / ε pl ) 2 (N pl / N count ) kg / cm 3 m.
Ж. Определение градиента давления газа в рудном слое колошника. (Топливо - один кокс). Расчет проводим для печи объемом 2000 м3, высота столба -20 м, общий перепад давления газа (фурмы/колошник) - 1,5 кг/см2. Средний градиент давления газа в слое высотой один метр gRPсл=1,5/20=0,075 кг/см2 м. Считаем приближенно в рудном слое колошника градиент давления (при объемной доле руды в слое колошника Nкол=0.5 от объема расчетного слоя) равным gRPсл=0,05 кг/см2 м.G. Determination of the gas pressure gradient in the ore layer of the top. (Fuel - one coke). The calculation is carried out for a furnace with a volume of 2000 m 3 , a column height of -20 m, the total pressure drop of the gas (tuyeres / top) is 1.5 kg / cm 2 . The average gas pressure gradient in the layer one meter high gRP sl = 1.5 / 20 = 0.075 kg / cm 2 m. We consider the pressure gradient approximately in the ore layer of the top of the furnace (when the volume fraction of ore in the top of the furnace top is Ncol = 0.5 of the volume of the calculation layer) equal to gRP sl = 0.05 kg / cm 2 m.
Отношение объемных долей руды в пластине и на колошнике:The ratio of volume fractions of ore in the plate and on the top:
Nпл/Nкол=0,375/0,5=0,75.N pl / N count = 0.375 / 0.5 = 0.75.
Итого: gR(Pпл)=0,05×0,75 (0,3/εпл)2=0,375 (0,3/εпл)2 кг/см2 м.Total: gR (P PL ) = 0.05 × 0.75 (0.3 / ε PL ) 2 = 0.375 (0.3 / ε PL ) 2 kg / cm 2 m.
В таблице 8 приведены данные градиента давления в пластине в зависимости от пробной порозности вещества пластины при проплавке мелкой руды. Условно принято, что порозность в рудном слое колошника сохраняется неизменной, измельчение руды совершается в сухой зоне печи, усадка руды в зоне размягчения равна 0,4.Table 8 shows the data of the pressure gradient in the plate depending on the test porosity of the plate substance during the melting of small ore. It is conventionally accepted that the porosity in the ore layer of the top remains unchanged, the ore is crushed in the dry zone of the furnace, the ore shrinkage in the softening zone is 0.4.
З. Первый вариант способа - проплавка мелкой руды. В таблице 9 приведены данные градиента давления газа в рудной пластине в зависимости от диаметра гранулы, создающей геометрический прирост порозности (таблица 7) и входящей в сумму полной порозности пластины по формуле: εполн=εпробн+Δεдоб. Пробная порозность вещества пластины принята в качестве показателя доли мелких фракций руды и определяется по кривым Фурнаса. Связь порозности руды на колошнике и в пластине εкол=2εпробн. Геометрический прирост порозности (таблица 7) принят равным для всех значений пробной порозности для каждого диаметра гранулы.H. The first variant of the method is the melting of small ore. Table 9 shows the data of the pressure gradient of the gas in the ore plate depending on the diameter of the granule, which creates a geometric increase in porosity (table 7) and is included in the total porosity of the plate according to the formula: ε full = ε test + Δε add . The test porosity of the plate substance is taken as an indicator of the fraction of fine ore fractions and is determined from the Furnas curves. The relationship of the porosity of the ore on the top and in the plate ε count = 2ε prob . The geometric increase in porosity (table 7) is taken equal for all values of the test porosity for each diameter of the granule.
На фиг.12 по данным таблицы 9 построены кривые 1, 2, 3, 4 - зависимости градиента давления газа в пластине от пробной порозности вещества пластины и диаметра гранулы (цифры у кривых). Практическая минимальная крупность гранулы принята 2 мм. Линия 4 отвечает градиенту давления газа в пластине при топливе один кокс. Линия 5 - усилие гравитации от собственного веса пластины (один кокс). Точка пересечения 6 линий 4 и 5 является практически достоверной (порозность вещества пластины округленно равна 0,18). При такой порозности (топливо - один кокс) баланс нагрузки будет положительным, а движение столба совершается в стабильной области. Допустимая порозность пластины по первому варианту способа равна 0,16 м3/м3 в точке 7. Для сохранения положительного баланса нагрузок в этой точке диаметр гранул будет не менее 3 мм. Причем прирост располагаемой порозности от выгорания гранул этого диаметра должен превышать дефицит порозности в этой точке равный 0,02. Согласно фиг.11 при диаметре гранулы 2 мм располагаемый прирост порозности равен 0,04 м3/м3, т.е. достаточный для сохранения ровности хода. Левее от точки 7 дефицит порозности пластины компенсируется по способу при диаметре гранул добавки не менее 2 мм. Слева от точки 8 дефицит порозности компенсируется по способу лишь частично, и он дополняется другими воздействиями на движение столба - рост радиуса отверстия 2 на фиг.2, загрузка более крупного кокса в отверстие 2 и ввод разжижающих добавок в рудную часть шихты, снижающих прочность шлакообразующих пластины.In Fig. 12, according to table 9, curves 1, 2, 3, 4 are plotted - the dependence of the gas pressure gradient in the plate on the test porosity of the plate material and the diameter of the granule (numbers on the curves). The practical minimum particle size of the granule is 2 mm.
И. Второй вариант изобретения (угольная пыль плюс добавка). Работа печи нарушается при расходе угольной пыли 0,2 т/т ч вследствие ряда причин: недожога угольной пыли в объеме полости циркуляции, резкому росту доли пластины в расчетном объеме размягчения (фиг.2), что подтверждается ростом градиента давления газа по высоте зоны размягчения [12, 13]. На фиг.13 приведена кривая роста рудной нагрузки на остаточный кокс за вычетом кокса, заполняющего отверстие 2 на фиг.2. Перегиб кривой отвечает уровню расхода угольной пыли 0,2-0,3 т/т ч.I. Second embodiment of the invention (coal dust plus additive). The operation of the furnace is disrupted when the consumption of coal dust is 0.2 t / t h due to several reasons: underburning of coal dust in the volume of the circulation cavity, a sharp increase in the fraction of the plate in the estimated softening volume (Fig. 2), which is confirmed by the growth of the gas pressure gradient along the height of the softening zone [12, 13]. In Fig.13 shows the growth curve of the ore load on the residual coke minus coke filling the
В таблице 10 приведены балансы усилий гравитации пластины в зависимости от расхода угольной пыли:Table 10 shows the balances of the gravity of the plate depending on the consumption of coal dust:
fпл=γпл Nпл KА, где γпл=0,25 кг/см2м - плотность вещества пластины при усадке руды в пластине, равной 0,4.f PL = γ PL N PL K A , where γ PL = 0.25 kg / cm 2 m is the density of the plate substance during shrinkage of ore in the plate, equal to 0.4.
На фиг.14 приведена связь плотности и порозности вещества пластины при усадке руды в пределах от нуля до 0,4.On Fig shows the relationship of the density and porosity of the substance of the plate during shrinkage of ore in the range from zero to 0.4.
В таблице 11 приведены градиенты давления газа в рудном слое колошника в зависимости от расхода угольной пыли gRPкол=0,1 Nкол кг/см2м.Table 11 shows the pressure gradients of the gas in the ore layer of the top depending on the consumption of coal dust gRP count = 0.1 N count kg / cm 2 m
В таблице 12 приведены градиенты давления газа по высоте пластины по формуле:Table 12 shows the gas pressure gradients along the height of the plate according to the formula:
gRPпл=gRРкол (Nпл/Nкол) (0,3/εкол)2 кг/см2м.gRP pl = gRP count (N pl / N count ) (0.3 / ε count ) 2 kg / cm 2 m.
В таблице 13 приведен коэффициент гравитационной нагрузки на пластину: Кпл=fпл/gRPпл в зависимости от пробной порозности пластины (без добавки). На фиг.15 показана зависимость Кпл от расхода угольной пыли. Линия 1 отвечает теоретически нейтральному балансу нагрузок на пластину. Линии 2, 3, 4 -значениям коэффициента Кпл при различной пробной порозности вещества пластины (без добавки). Точка 5 пересечения линий 1 и 3 - достоверная величина расхода угольной пыли около 0,2 т/т ч, отвечающая пробной порозности пластины 0,185 м3/м3. Из-за неточностей расчета округленно принимаем порозность в точке равной 0,18 м3/м3. Слева от точки 5 баланс нагрузок положительный, справа - отрицательный, что совпадает с практически обнаруженными резкими нарушениями хода печи при расходе угольной пыли свыше 0,2 т/т ч [12, 13]. Округленная порозность 0,18 близка к порозности пластины при работе на одном коксе (фиг.12). При коэффициенте нагрузки пластины Кпл=1 и ровность хода печи без ввода добавки недостижима. Для обеспечения ровности хода на интервале расходов угольной пыли 0,2-0,4 т/т ч согласно способу вводят в руду добавку с диаметром гранул не более 4 мм, при котором располагаемый прирост порозности пластины превышает дефицит порозности (фиг.11). При этом коэффициент нагрузки будет положительным на указанном интервале расходов угольной пыли Кпл=1.Table 13 shows the coefficient of gravitational load on the plate: K PL = f PL / gRP PL depending on the test porosity of the plate (without additives). On Fig shows the dependence of K PL from the consumption of coal dust. Line 1 corresponds to a theoretically neutral balance of plate loads.
На фиг.16 показана связь располагаемого прироста порозности от ввода добавки и дефицита порозности для двух вариантов способа. Принятый диаметр гранул 3 мм, средний для интервала диаметров гранул от нуля до 5 мм. На фиг.16 линия 1 отвечает приросту располагаемой порозности при проплавке мелкой шихты для диаметра гранулы 3 мм (первый вариант способа). Допустимая пробная порозность пластины при этом диаметре гранулы будет менее 0,16 м3/м3. При порозности пластины ниже 0,16 располагаемой порозности не хватит для компенсации дефицита порозности и ход печи будет нестабильным. Линия 2 отвечает приросту располагаемой порозности при расходе угольной пыли до 0, 4 т/т ч и дефиците порозности не менее 0,01 м3/м3 (фиг.15). При таком расходе угольной пыли и снижении пробной порозности пластины ниже 0,18 способ лишь частично компенсирует дефицит порозности пластины и должны использоваться другие воздействия на движение столба. Линия 3 отвечает совместному влиянию на дефицит порозности проплавки мелкой руды и ввода угольной пыли с расходом выше 0,2 т/т ч. В этом случае ввод гранул средним диаметром <3 мм станет недостаточным для компенсации дефицита порозности, и такой режим плавки неосуществим.On Fig shows the relationship of the available increase in porosity from the introduction of additives and deficiency of porosity for two variants of the method. The accepted granule diameter is 3 mm, average for a range of granule diameters from zero to 5 mm. In Fig. 16, line 1 corresponds to the increase in disposable porosity when smelting a fine charge for a granule diameter of 3 mm (the first variant of the method). Permissible test porosity of the plate with this diameter of the granule will be less than 0.16 m 3 / m 3 . If the porosity of the plate is below 0.16, the available porosity is not enough to compensate for the deficiency of porosity and the course of the furnace will be unstable.
К. Кривая тепловой устойчивости плавки.K. Curve of thermal stability of melting.
Принятые напряжения разрыва вещества оболочки (таблица 6) обусловлены сохранением неизменной энтальпии шлакообразующих. На фиг.17 приведена кривая тепловой устойчивости плавки в графической форме ROSA (по типу диаграмм розы ветров). По оси абсцисс отложено содержание Siчуг. По оси ординат - тепловое значение колошникового газа, равное энтальпии газа, оставленной им в печи. Оба параметра являются наблюдаемыми и могут служить для целей текущего контроля. Окружность 1 - допустимые пределы колебания процесса. Окружность 2 - граница стабильности. Внутри окружности 2 тепловой емкости печи достаточно для компенсации колебаний обоих параметров без внешних воздействий на процесс. В современной практике наиболее опасными являются похолодания печи. Точка 3 показывает начало похолодания. Линия 4 - развитие похолодания, при котором Siчуг и тепловое значение газа быстро падает. Круговой цикл 5 отвечает нарушениям движения столба (обрывы). В этом случае тепловой емкости печи будет недостаточно для компенсации процесса. При упущенной точке 3, скрытой от визуального контроля, процесс развивается быстро и не может синхронно компенсирован сверху. А снизу возможностей роста энтальпии дутья может не быть. В этом случае неизбежным является снижение рудной нагрузки, расхода дутья и др. При временных нарушениях эти воздействия отменяются после возвращения процесса в область 2. При постоянных нарушениях воздействия сохраняются на новом уровне. По способу осуществлена компьютерная программа построения кривой фиг.18 и текущий контроль положения рабочей точки процесса в области 2 по методике [5]. При этом напряжения разрыва вещества оболочки отвечают принятым в расчете (таблица 6) их величинам.The accepted stresses of the rupture of the shell material (table 6) are due to the preservation of the constant enthalpy of slag-forming. On Fig shows a curve of thermal stability of the heat in graphical form ROSA (by the type of wind rose diagrams). The abscissa shows the Si content of iron . On the ordinate axis is the thermal value of the top gas equal to the enthalpy of gas left by it in the furnace. Both parameters are observable and can serve for monitoring purposes. Circle 1 - the permissible limits of the process.
Примеры реализации способа.Examples of the method.
Пример первый.The first example.
Реализация способа описана применительно к печи объемом 2000 м3 с указанными выше параметрами шихты и режима плавки. Печь снабжена компьютерной программой расчета коэффициента ровности хода (фиг.3А) и контроля тепловой стабильности (фиг.17), устройством ввода углеродсодержащей добавки крупностью 2-5 мм в тракт загрузки на колошник (фиг.1). Диаметр колошника этой печи - 7,3 м, рабочая высота - 20 м. Положение верхней границы расчетного объема равно 4,7 м выше уровня фурм. Считаем, что положение по высоте центров тяжести реальной и расчетной объемов размягчения совпадают. Кокс - стандартный, порозностью на колошнике 0,5 м3/м3. Показателем качества рудных материалов служит их порозность на колошнике. Связь порозности на колошнике и доли мелких фракций в руде определяем по кривой Фурнаса [15]. При порозности рудных материалов ниже нормы 0,3 м3/м3 порозность пластины также снижается. Температура начала размягчения руды находится в пределах 800-1000°С и совпадает с положением изотермы газа при 1000°С на уровне 4,7 м выше уровня фурмы. Радиус центральной отдушины 2 (фиг.2) равен 1,4 м. Чугун - передельный состава (проценты): Siчуг=0,5, Mn=0,2, Р=0,1, S=0,02. Коэффициент ровности хода ρх=0,5 (линия 1, фиг.3). По способу в каждый компонент рудной части шихты перед загрузкой на колошник введена углеродсодержащая добавка (фракции 2-5 мм) при суммарном расходе 10 кг/т ч добавки на каждые 0,01 снижения коэффициента ровности хода ниже допустимого уровня 0,5. Отклонения Siчуг не превышают 0,05% (10% от номинала внутри окружности 1 фиг.17). Порозность пластины при работе на одном коксе равна 0,18 м3/м3 (точка 6, фиг.12). Снижение пробной порозности пластины до 0,16 м3/м3 отвечает проплавке мелкой руды. Согласно способу при крупности добавки 3 мм и ниже прирост располагаемой порозности равен 0,02 м3/м3, что близко к порозности (0,18-0,16)=0,02 м3/м3, нужной для создания положительного баланса усилий гравитации на пластине (линия 1, фиг.16). При этом коэффициент ровности хода будет ρх ≤ 0,5 (линия 3, фиг.3). При снижении пробной порозности пластины ниже 0,16 м3/м3 (фиг.12) способ не полностью обеспечивает стабильность плавки и необходимы другие воздействия на процесс (сохраняя режим способа): увеличение радиуса отверстия 2 на фиг.2, загрузка более крупного кокса, создание рыхлого кольца 9 на колошнике печи и др. (фиг.2).The implementation of the method is described in relation to a furnace with a volume of 2000 m 3 with the above parameters of the charge and the melting mode. The furnace is equipped with a computer program for calculating the evenness coefficient (Fig. 3A) and thermal stability control (Fig. 17), a device for introducing a carbon-containing additive with a particle size of 2-5 mm into the loading path to the top (Fig. 1). The top diameter of this furnace is 7.3 m, the working height is 20 m. The position of the upper boundary of the calculated volume is 4.7 m above the tuyere level. We believe that the height positions of the centers of gravity of the real and estimated softening volumes coincide. Coke - standard, porosity at the top of 0.5 m 3 / m 3 . An indicator of the quality of ore materials is their porosity on the top. The relationship of porosity at the top and the fraction of fine fractions in ore is determined by the Furnas curve [15]. When the porosity of ore materials is below the norm of 0.3 m 3 / m 3, the porosity of the plate also decreases. The temperature of the onset of softening of the ore is in the range of 800-1000 ° C and coincides with the position of the gas isotherm at 1000 ° C at a level of 4.7 m above the level of the tuyere. The radius of the Central outlet 2 (figure 2) is 1.4 m. Cast iron - conversion composition (percent): Si cast iron = 0.5, Mn = 0.2, P = 0.1, S = 0.02. The coefficient of evenness ρ x = 0.5 (line 1, figure 3). According to the method, a carbon-containing additive (fractions of 2-5 mm) is introduced into each component of the ore part of the charge before loading on the top with a total consumption of 10 kg / t of additive for every 0.01 decrease in the coefficient of evenness below the permissible level of 0.5. Deviations of Si cast iron do not exceed 0.05% (10% of the nominal value inside circle 1 of FIG. 17). The porosity of the plate when working on one coke is 0.18 m 3 / m 3 (
Пример второй.An example of the second.
Объем печи и режим плавки - вышеуказанные. Расход угольной пыли в пределах 0,1-0,4 т/т ч. Расход добавки в пределах 50-100 кг/т ч, свыше суммарного расхода кокса и угольной пыли. Печь снабжена компьютерной программой расчета коэффициента ровности хода и тепловой стабильности процесса, устройством ввода угольной пыли в дутье мощностью 400 т/ч, тониной помола пыли 50 микрон, зольности пыли не более 20%, устройством ввода углеродсодержащей добавки в тракт загрузки (фиг.1). На фиг.2 показаны нижние границы компактной рудной пластины в расчетном объеме высотой один метр в зависимости от расхода угольной пыли (цифры у кривых). Время пребывания пластины в объеме размягчения находится в пределах 30-60 мин, что перекрывает время полного окончания реакции Будуара внутри пластины. Содержание Siчуг сохраняют стабильным (фиг.17). Для контроля уровня расхода добавки определяем коэффициент ровности хода, который находится выше допустимого уровня (линия 3, фиг.3). Нормальная порозность пластины, обеспечивающая ровность хода, равна 0,18 м3/м3. При росте расхода угольной пыли до 0,4 т/т ч дефицит порозности пластины равен 0,02 м3/м3 (фиг.16, линия 2). На фиг.16 линия 2 показывает располагаемый прирост порозности пластины при вводе углеродсодержащей добавки и средней крупности гранул добавки 3 мм (фиг.11), равный 0,02 м3/м3, который близок к дефициту порозности при расходе угольной пыли 0,4 т/т ч. По способу колоши руды и остаточного кокса собирают в компактные слои в пределах 1-5 колош в каждом компакте. Число колош в компакте Nкомп=0,5/Vocт, где Vocт - остаточный объем кокса, на колошнике м3/т ч, Nкомп - число остаточных слоев кокса в компакте. При остаточном расходе кокса 0,1 т/т ч Nкомп=5. Объем компакта руды равен объему колош, умноженному на Nкомп. На фиг.2 линии 6, 7, 8 отвечают границам компактов в расчетном объеме размягчения (цифры у кривых - расход угольной пыли). При сочетании повышенного расхода угольной пыли сверх 0,2 т/т ч, мелкой руды, дефицит порозности на фиг.16 (линия 3) равен 0,04 м3/м3. Способ компенсирует 0,02 м3/м3 дефицита порозности. Для сохранения стабильности плавки в этом случае осуществляют воздействия на режим загрузки на колошнике (рост радиуса отверстия 2 на фиг.2), создание дополнительного рыхлого периферийного кольца. На фиг.18 показано изменение порозности компонентов шихты по высоте столба (масштаб произвольный): 1 - сухая зона, 2 - расчетный объем размягчения высотой 1 м, 3 - объем плавления, 4 - дренажная зона, 5 - порозность кокса в сухой зоне, 6 - порозность слоя орошаемого кокса в объеме дренажа, 7 - порозность руды в сухой зоне, 8 - пробная порозность пластины 0,18 м3/м3 при одном коксе либо при расходе угольной пыли до уровня 0,2 т/т ч 9-10 - аномальная порозность пластины при мелкой руде, 11 - порозность пластины по способу, 12 - порозность расплава в дренажной зоне. Принятый расход условного топлива 0,5 т/т ч снижается при вводе углеродсодержащей добавки путем замены части кокса, расходуемого на реакцию Будуара в пластине в пределах до 0,05 т/т ч от принятого исходного уровня.The volume of the furnace and the melting mode are the above. Coal dust consumption in the range of 0.1-0.4 t / t h. Additive consumption in the range of 50-100 kg / t h, over the total consumption of coke and coal dust. The furnace is equipped with a computer program for calculating the coefficient of evenness and thermal stability of the process, a device for inputting coal dust in a blast with a capacity of 400 t / h, finely ground dust of 50 microns, ash ash of not more than 20%, a device for inputting a carbon-containing additive into the loading path (Fig. 1) . Figure 2 shows the lower boundaries of a compact ore plate in a calculated volume of one meter high depending on the consumption of coal dust (figures on the curves). The residence time of the plate in the softening volume is in the range of 30-60 minutes, which overlaps the time for the complete completion of the Boudoir reaction inside the plate. The Si content of the cast iron is kept stable (FIG. 17). To control the level of consumption of additives, we determine the coefficient of evenness, which is above the permissible level (
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Какубо и др. Исследование доменного процесса при смешанной загрузке шихтовых материалов: Экспресс информация ЦНИИ информации и технико-экономических исследований черной металлургии. М., 1984, вып.21, с. 1-3. Testo to Hagone 1984, vol.70, N4, p.84-550 (Япония).1. Kakubo et al. Investigation of the domain process with mixed loading of charge materials: Express information Central Research Institute of Information and feasibility studies of ferrous metallurgy. M., 1984, issue 21, p. 1-3. Testo to Hagone 1984, vol. 70, N4, p. 84-550 (Japan).
2. RU 2042714 C1, C 21 B 5/00, 27.08.1995.2. RU 2042714 C1, C 21
3. Базилевич С.В. и др. Агломерация. - М.: Металлургия, 1967, с.311.3. Bazilevich S.V. and other Agglomeration. - M.: Metallurgy, 1967, p. 311.
4. Похвиснев А.Н. и др. О минимальном расходе кокса в доменной печи по условиям газодинамики процесса. Сталь, 1969, N12, с.59-61.4. Pokhvisnev A.N. and others. On the minimum consumption of coke in a blast furnace under the conditions of the gas dynamics of the process. Steel, 1969, N12, p. 59-61.
5. Раковский Б.М. и др. Режимы доменной плавки при нестабильных условиях работы. Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. М., 1999, N9-10, с.5-20; N1l-12, с. 19-28.5. Rakovsky B.M. etc. Blast furnace melting modes under unstable working conditions. Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information. M., 1999, N9-10, p. 5-20; N1l-12, p. 19-28.
6. Ефименко Г.Г. Определение состава первичных шлаков в доменной печи. Металлургия чугуна. Научные труды ДМИ. Харьков, Москва, вып.29, с.256-274.6. Efimenko G.G. Determination of the composition of primary slag in a blast furnace. Iron metallurgy. Scientific works of DMI. Kharkov, Moscow, issue 29, p. 256-274.
7. Воловик Г.А. и др. К вопросу о температурах размягчения руд и агломератов. Металлургия чугуна. Научные труды ДМИ. Харьков, Москва, вып.29, с.105-134.7. Volovik G.A. and others. On the issue of softening temperatures of ores and agglomerates. Iron metallurgy. Scientific works of DMI. Kharkov, Moscow, issue 29, p.105-134.
8. Любан А.П. Анализ явлений доменного процесса. - М.: Металлургиздат, 1955, с.191-192.8. Lyuban A.P. Analysis of the phenomena of the domain process. - M.: Metallurgizdat, 1955, p. 191-192.
9. Чуринов М.В. Справочник по инженерной геологии. - М.: Недра, 1968, с.69, табл.33.9. Churinov M.V. Handbook of engineering geology. - M .: Nedra, 1968, p. 69, tab. 33.
10. Ходак Л.З. и др. Изменение фазового состава и механизм первичного шлакообразования при плавке руднотопливных гранул. Труды института горючих ископаемых. - М.: Академиздат, 1963, т.22, с.79-92.10. Hodak L.Z. et al. Changes in the phase composition and the mechanism of primary slag formation during smelting of fuel-oil granules. Proceedings of the Institute of Combustible Minerals. - M .: Akademizdat, 1963, v.22, p. 79-92.
11. Хеленбрук Р. Требования к охлаждению медных холодильников доменной печи. Helenbrook R.G. et.al. Water requirements for blast furnace copper staves. Jron and Steelmaker, 2000, N6, p.45-51.11. Helenbrook R. Requirements for the cooling of copper blast furnace refrigerators. Helenbrook R.G. et.al. Water requirements for blast furnace copper staves. Jron and Steelmaker, 2000, N6, p. 45-51.
12. Окочи и др. Достижение расхода угольной пыли 266 кг/т ч на доменной печи N3 завода Фукуяма. Ососhi et.al. Achievement of high rate pulverized coal injection of 266 kg at Fukuyama N3 B.F. 4th European Coke and Ironmaking congress. Paris, 2000, pp. 198-202.12. Okochi et al. Achievement of coal dust consumption of 266 kg / t h on a blast furnace N3 of the Fukuyama plant. Ososhi et.al. Achievement of high rate pulverized coal injection of 266 kg at Fukuyama N3 B.F. 4th European Coke and Ironmaking congress. Paris, 2000, pp. 198-202.
13. Нозава К и др. Практика работы доменной печи N1 завода Какогава с расходом угольной пыли 250 кг/т ч. Nozawa К. et.al. Practical operations at an ultra high coal injection rate over 250 kg/t HM in Kokagawa N Blast Furnace. International conference on new development in metallurgical process. Technology Proceedings. Dusseldorf, 1999, p.87-90.13. Nozawa K et al. Operational practice of the N1 blast furnace at Kakogawa plant with a consumption of coal dust of 250 kg / t. Nozawa K. et.al. Practical operations at an ultra high coal injection rate over 250 kg / t HM in Kokagawa N Blast Furnace. International conference on new development in metallurgical process. Technology Proceedings. Dusseldorf, 1999, p. 87-90.
14. Тейлор А.Г. и др. Метод экспертной оценки для прогноза нестабильной работы доменной печи на заводах Бритиш СТИЛ. Taylor A.G. et.al. Advanced signal processing methods and expert system development for predicting and assessing blast furnace instability within British Steel. International conference on new development in metallurgical process. Technology Proceedings. Dusseldorf, 1999, p.98-102.14. Taylor A.G. et al. Expert assessment method for predicting the unstable operation of a blast furnace at British STIL plants. Taylor A.G. et.al. Advanced signal processing methods and expert system development for predicting and assessing blast furnace instability within British Steel. International conference on new development in metallurgical process. Technology Proceedings. Dusseldorf, 1999, p. 98-102.
15. Фурнас C.C. Движение газов через слой кусковых материалов. ДОМЕЗ. Харьков - Днепропетровск, 1932, с.74-87.15. Furnas C.C. The movement of gases through a layer of bulk materials. DOMEZ. Kharkov - Dnepropetrovsk, 1932, p. 74-87.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002116448/02A RU2228362C2 (en) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | Method of blast-furnace smelting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002116448/02A RU2228362C2 (en) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | Method of blast-furnace smelting |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002116448A RU2002116448A (en) | 2004-02-20 |
RU2228362C2 true RU2228362C2 (en) | 2004-05-10 |
Family
ID=32678601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002116448/02A RU2228362C2 (en) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | Method of blast-furnace smelting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2228362C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103898256B (en) * | 2013-12-30 | 2015-12-09 | 首钢总公司 | The measuring method of quantitative relationship between blast furnace feeding grade and blast furnace fuel consume |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114002125B (en) * | 2021-11-03 | 2023-10-13 | 中南大学 | Rapid testing method for resistance coefficient of sinter bed |
-
2002
- 2002-06-20 RU RU2002116448/02A patent/RU2228362C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Сталь, 1977, №5, с 391-394. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103898256B (en) * | 2013-12-30 | 2015-12-09 | 首钢总公司 | The measuring method of quantitative relationship between blast furnace feeding grade and blast furnace fuel consume |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002116448A (en) | 2004-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Geerdes et al. | Modern blast furnace ironmaking: an introduction (2020) | |
CN104302785A (en) | Method for loading raw material into blast furnace | |
Carpenter | Use of PCI in blast furnaces | |
Williams | Control and analysis in iron and steelmaking | |
Sibagatullin et al. | The rational mode of nut coke charging into the blast furnace by compact trough-type charging device | |
RU2228362C2 (en) | Method of blast-furnace smelting | |
Ergun | Pressure drop in blast furnace and in cupola | |
KR100212263B1 (en) | Method of operating blast furnace | |
JP2002294314A (en) | Reducing gas formation agent for refining metal | |
Hinkley et al. | An investigation of pre-ignition air flow in ferrous sintering | |
Xu et al. | Experimental study on the fluidization discharging characteristics of Geldart-C kaolin powders in a blow tank with pulsed gas | |
GB2032597A (en) | A method and an apparatus for the introduction of pulverised material into the hearth of a shaft furnace | |
Loo et al. | Properties of iron bearing materials under simulated blast furnace indirect reduction conditions: Part 1--review and experimental procedure | |
JPH03243704A (en) | Operating method for blowing powder from tuyere in blast furnace | |
JP5251408B2 (en) | Blast furnace operation method | |
Babich et al. | Experimental modelling and measurements in the raceway when injecting auxiliary substances | |
Nightingale | The development and application of hearth voidage estimation and deadman cleanliness index for the control of blast furnace hearth operation | |
Cavaliere et al. | CO 2 Emission Reduction in Blast Furnaces | |
RU2092564C1 (en) | Blast furnace charging method | |
Hallak et al. | INFLUENCE OF PARTICLE SHAPE ON THE VOID FRACTION OF RANDOMLY PACKED BEDS | |
RU2152435C2 (en) | Method of blast-furnace smelting | |
CN107805706A (en) | A kind of agglomeration for iron mine igniting and cooling device and method | |
CN211385694U (en) | High efficiency drum screening plant | |
JP3572645B2 (en) | Raw material charging method for vertical smelting furnace | |
SU713919A1 (en) | Charge for iron flux production and its preparation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040621 |