UA147951U - Спосіб завантаження шихтових матеріалів в доменну піч - Google Patents

Abstract

Спосіб завантаження шихтових матеріалів в доменну піч, що включає пошарове укладання матеріалів на колошнику з використанням безконусного завантажувального пристрою (БЗП) лоткового типу і вимірювання фактичного вмісту вуглекислого газу та монооксиду вуглецю на колошнику після вивантаження вибраної кількості порцій матеріалу, причому фактичний вміст вказаних газів колошникової зони печі корегують до оптимальних значень після циклу вивантаження порцій шихти шляхом визначення вектора швидкості сходу шихтових матеріалів з лотка БЗП за допомогою виразу: де - коефіцієнти, що вираховуються за допомогою функціональних залежностей виду: , в яких - кут відкриття шиберного затвора накопичувального шихтового бункера БЗП; - кут нахилу лотка-розподільника БЗП до осі печі, при цьому вказані коефіцієнти знаходяться в межах: .

Description

Корисна модель належить до чорної металургії та може бути використана для отримання високоякісного чавуну заданого складу за допомогою доменної плавки.

Відомий спосіб завантаження шихти в доменну піч (Патент ОА Мо 62383. Спосіб завантаження шихти у доменну піч. МП К С218 7/20, опубл. 15.12.2003, бюл. Мо 121, до складу якого входять почергове укладання матеріалів шихти по заданому їх ваговому співвідношенню на поверхню засипки шихти в доменній печі і вимір фактичного профілю поверхні засипки шихти після укладання кожного матеріалу. Недоліками цього способу є те, що не відомі критерії, на основі яких визначається заданий рельєф поверхні засипу шихтових матеріалів на колошнику, а також не відомо за рахунок яких керуючих впливів відбувається корекція розташування шарів у товщі колошникового простору доменної печі.

Також відомий спосіб завантаження шихти в доменну піч, що здійснюється за допомогою визначення розмірів частинок шихтових матеріалів, що завантажується у доменну піч (Патент

Японії ОР 2012052151, опубл. 15.03.2012). Недоліками вказаного аналога є необхідність встановлення додаткового коштовного обладнання для відслідковування руху частинки шихтового матеріалу, що завантажується в доменну піч.

Найближчим за технічною суттю та результатами ведення доменної плавки, що взято як найближчий аналог, є спосіб завантаження шихтових матеріалів у доменну піч (Патент ША Мо 139763. Спосіб завантаження шихтових матеріалів у доменну піч. МПК С218 7/00,0218 7/18,

С218 7/20, опубл. 27.01.2020, бюл. Мо 2)|, до складу якого входять пошарове укладання матеріалів на колошнику з використанням безконусного завантажувального пристрою (БЗП) лоткового типу і вимірювання фактичного профілю поверхні засипки шихти після укладання кожного матеріалу. Недоліками найближчого аналога є те, що не визначено, за допомогою яких чинників відбувається корегування рельєфу шихтових матеріалів на колошнику доменної печі при зміні кута нахилу лотка-розподільника та ступеня відкриття шиберного затвора бункера- накопичувача. Окрім того, не вказані параметри плавки, що вимірюються при виконанні технології та на основі яких можливе формування заданого рельєфу шихтових матеріалів на колошнику доменної печі, ідо обладнана БЗП. Тому у разі зміни гранулометричних характеристик сировини газодинамічні показники плавки значно відрізнятимуться для однієї печі, що негативно впливає на якість проведення доменної плавки. Внаслідок цього при роботі

Зо печі великою залишається ймовірність порушення газових потоків, що призводить до зниження показників ефективності доменного процесу та збільшує витрати енергоносіїв.

В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності доменної плавки та зниження витрат енергоносіїв та собівартості чавуну, зменшення шкідливого впливу на навколишнього середовища.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі завантаження шихтових матеріалів в доменну піч, що включає пошарове укладання матеріалів на колошнику з використанням безконусного завантажувального пристрою (БЗП) лоткового типу і вимірювання фактичного вмісту вуглекислого газу та монооксиду вуглецю на колошнику після вивантаження вибраної кількості порцій матеріалу, коли фактичний вміст вказаних газів колошникової зони печі корегують до оптимальних значень після циклу вивантаження порцій шихти шляхом визначення вектора швидкості сходу шихтових матеріалів з лотка БЗП за допомогою виразу:

М - ад нар вав? заз, (1), ао аїа2,аз ННЯ - - де коефіцієнти що вираховуються за допомогою функціональних залежностей 45о0овиду: 80 7 Мода - Н(обда2 З То(о0),аз 3000 в яких 0 - кут відкриття шиберного затвора накопичувального шихтового бункера БЗП; В. кут нахилу лотка-розподільника БЗП до осі печі, при цьому вказані коефіцієнти знаходяться в межах: 35:а-100; Зах; 0006-ха» «001-807 «аз«107

Відмінними ознаками запропонованої корисної моделі є те, що фактичний вміст вказаних газів колошникової зони печі корегують до отримання оптимальних значень після циклу вивантаження порцій шихти шляхом визначення вектору швидкості сходу шихтових матеріалів з лотка БЗП за допомогою математичного виразу, де враховуються кут відкриття шиберного здтвора (9) накопичувального шихтового бункера БЗП та кут нахилу лотка-розподільника БЗП (7) до осі печі. Тобто керування траєкторією зсипання шихтових матеріалів в колошниковому просторі доменної печі відбувається за рахунок зміни кута нахилу лотка-розподільника та (або) зміни ступеня відкриття шиберного затвора накопичувального бункера. Також існує можливість оперативного корегування параметрів завантаження у разі зміни гранулометричних показників шихтового матеріалу, що завантажується.

Завдяки цьому, контролюються фактичні показники газодинамічного режиму колошникової зони печі та у разі відхилення його від норми існує можливість швидкого корегування за умови використання шихтових матеріалів у будь-якому співвідношенні вагових та гранулометричних характеристик. В цьому випадку значно зменшується вірогідність периферійного ходу газових потоків у доменній печі, що, в свою чергу, позитивно впливає на динаміку окислювально- відновлювальних реакцій, які протікають у стовпі шихти в доменній печі.

Технічний результат полягає в тому, що завдяки аналізу складу колошникового газу та доведення його до оптимальних значень, здійснюють корегування вектору швидкості потоку шихтових матеріалів, що сходять з лотка-розподільника БЗП. Цим самим забезпечують можливість оперативної корекції завантаження шихтових матеріалів будь-якого вагового співвідношення та гранулометричного складу.

Виконання способу пояснюється кресленнями. На фіг. 1 наведена схема випускної частини накопичувального бункера БЗП, де зазначено кут відкриття шиберного затвора ( 2); 1 - випускна частина накопичувального бункера; 2 - рухомий елемент (шибер), що регулює витрату шихти; З - вісь випускного отвору накопичувального бункера; 4 - лінія, що характеризує початкове положення шибера; 5 - лінія, що характеризує існуюче положення шибера. На фіг. 2 наведена схема Колошника доменної печі, що обладнана БЗП, де зазначено; 6 - лоток-розподілювач та кут його нахилу (" ) до осі печі; 7 - траєкторія потоку шихти в колошниковому просторі; 8 - вісь доменної печі; У - поверхня засипки шихтових матеріалів на колошнику печі; 10 - стінка колошника; 11 - газовід.

Спосіб здійснюється наступним чином. В нижні бункери системи шихтоподачі доменної печі завантажують шихтові матеріали, після цього виконуються операції відсіву дрібної фракції, зважування, завантаження на транспортер, зсипання у приймальну лійку завантажувального пристрою, накопичування у бункерах з затворами шиберного типу, зсипання з лотка- розподільника б на поверхню засипки 9 колошника (фіг. 2). Проводять завантаження циклу порцій шихтових матеріалів. Після кожної завантаженої порції вимірюють фактичну поверхню засипки шихти 9 та визначають розподілення рудного навантаження, при цьому фіксуються

Зо показники вмісту вуглекислого газу (СОг) та монооксиду вуглецю (СО). Якщо зафіксовано розбіжність між оптимальними та діючими показниками вмісту газів СО та СО», то наступним кроком проводять корегування траєкторії 7 шихти в колошниковому просторі за допомогою зміни кута нахилу лотка-розподільника 6 відносно осі 8 (фіг. 2) (7) та кута відкриття шихтового затвора 2 (фіг. 1) (4). Цим забезпечується уникнення небажаного ходу відновлювальних газів в печі. Таким чином, відбувається корегування роботи системи шихто подач і доменної печі та забезпечується висока ефективність її роботи в цілому. Вказане корегування траєкторії 7 (фіг. 2) відбувається наступним чином. На основі даних газодинамічного стану колошникової зони доменної печі (розподілення залізовмісних шихтових матеріалів, вміст газів СО та СО2 по радіуса колошника) визначають ділянки (радіально-кільцеві зони), в які слід збільшити масу шихти, що завантажується, та в які слід зменшити кількість шихти. Чинником, який впливає на визначення перерозподілу мас шихтових матеріалів є ступінь використання газу СО, який визначається за допомогою виразу, наведеного в методиках (1| Большаков В.И. Технология вьСсоКозЗффективной знергосберегающей доменной плавки. - К.: Наук. думка, 2007. - 412 с. 2.

Большаков В.И. Теория и практика загрузки печей. - М.: Металлургия, 1990. - 256 с.|: бо; псосовсо, , (г), де СО - вміст СО в колошниковому газі, 90; СО» - вміст СО» в колошниковому газі, 90.

Ступінь використання газу СО повинна дорівнювати оптимальному значенню вздовж радіуса колошника, яке вибране для конкретної доменної печі з конкретними шихтовими умовами роботи. Фізично зміна розподілу шихтових матеріалів потребує корегування траєкторії потоку шихти, що зсипається з лотка-розподільника безконусного завантажувального пристрою.

Головним чинником, що впливає на вигляд траєкторії 7 (фіг. 2) в колошниковому просторі є вектор швидкості потоку шихти з лотка. Тож перерозподіл шихтових матеріалів відбувається за рахунок зміни вказаного вектора швидкості. Змінювати вектор дивидкості сходу шихти можна двома основними керуючими впливами - кутом нахилу лотка 6 (" ) до осі печі 8 (фіг. 2) та кутом відкриття шиберного затвора 2 (9) (фіг. 1), що регулює процес витоку шихти з бункера-

накопич іці ао,ат.аг,аЗ і і і увача. Коефіцієнти у виразі (1) залежать від кута відкриття шиберного затвора 2 та визначаються емпірично для конкретного завантажувального пристрою.

Наступним кроком, за рю відомих методик (1, 2| визначають, на скільки треба змінити вектор швидкості та за допомогою виразу (1) корегують кут нахилу лотка- розподільника 6 (В). Таким чином, за короткий проміжок часу досягаються оптимальні показники газодинаміки колошникової зони доменної печі. Завдяки цьому збільшується продуктивність доменної печі та зменшується питома витрата енергоносіїв. Крім того, вказана методика дозволяє оперативно реагувати на зміну шихтових умов роботи печі (крупність матеріалу, тощо).

Перевагою способу є те, що для отримання заданого розподілення хімічного складу газу вздовж радіуса колошника верхньої частини печі корекцію можна виконували при максимальному куті відкриття шиберного затвора 2 (фіг. 1) КО накопичувального бункера БЗП, корегуючи нахил лотка-розподільника б (фіг2) (ГГ) з урахуванням фактичного гранулометричного складу шихтових матеріалів, що використовуються в процесі доменної плавки. Це дає змогу оперативного корегування газодинамічних параметрів колошникової зони доменної печі та у разі зміни характеристик шихтових матеріалів оперативно проводити корекцію завантаження шихти для забезпечення сталості раціональних показників доменної плавки в цілому. Крім цього, для корегування траєкторії 7 (фіг. 2) шихтових матеріалів, на яку впливає значна кількість факторів, немає необхідності у додатковому устаткуванні на колошнику доменної печі. Тому цей спосіб можна використати на будь-якій доменній печі з безконусним завантажувальним пристроєм.

Таким чином, підвищення ефективності доменної плавки досягається за рахунок більш ефективного використання фізико-хімічного потенціалу відновлювальних газів у колошниковій зоні печі. Завдяки запропонованому способу можливе досягнення зниження витрат енергоносіїв на 1,3-2,1 96 за рахунок покращення показників газодинаміки печі та збільшення фактичного рудного навантаження. Перелічені фактори безпосередньо впливають на зниження собівартості чавуну, що виплавляється. Враховуючи, що в разі більш повного використання відновлювального потенціалу монооксиду вуглецю та водню, ці гази у більш значній мірі перетворюються на вуглекислий газ та водяну пару, а це, в свою чергу, покращує екологічний

Зо стан доменного цеху, оскільки ці гази є значно менш токсичними у порівнянні з первинними відновлювачами.

На підставі викладеного, можливо зробити висновок, що запропонований спосіб завантаження шихтових матеріалів в доменну піч працездатний, забезпечує підвищення ефективності доменної плавки, зниження витрат енергоносіїв та собівартості виробництва чавуну, а також зменшує шкідливий вплив на навколишнє середовище за рахунок зниження викидів вуглекислого газу в атмосферу.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Спосіб завантаження шихтових матеріалів в доменну піч, що включає пошарове укладання матеріалів на колошнику з використанням безконусного завантажувального пристрою (БЗП) лоткового типу і вимірювання фактичного вмісту вуглекислого газу та монооксиду вуглецю на колошнику після вивантаження вибраної кількості порцій матеріалу, який відрізняється тим, що фактичний вміст вказаних газів колошникової зони печі корегують до оптимальних значень після циклу вивантаження порцій шихти шляхом визначення вектора швидкості сходу шихтових Мвт попнрБ я допомогою виразу:

   де ао аз. аз,аз коефі - Я и . цієнти, що вираховуються за допомогою функціональних залежностей виду: ао - Код,аї З Н(од,аг З о(о)аз -і3(0)0 в яких б00- кут відкриття шиберного затвора накопичувального шихтового бункера БЗП; В. кут нахилу лотка-розподільника БЗП до осі печі, при цьому вказані коефіцієнти знаходяться в межах: Зосхаре100; -0З ха ов; 0006 «а» «005 -8хк107 «аз «107