Способ непрерывного измерения газопроницаемости шихты в доменной печи

 

СПОСОБ НЕПРЕРЬШНОГО ИЗМЕ-.f РЕН|1Я ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ РШХТЫ В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий измерение дифференциальных перепадов давления.газа по выботе столба шихты при стабильных расходах дутья, давлении колошникового газа, уровне засыпи шихты, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью прогнозирования содержания мелочи в рудной части шихты дополнительно определяют перепад давления газа на участке столба от уровня засыпи, равном 0,05-0,07 всей высоты столба, при эгсм изменение перепада на +10% соответствует изменению содержания фракции -. 5 мм в рудной части шихты на ±1,5%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1б

l7 файв. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21).3294472/22-02 (22) 28.05.81 (46) 07.11.83 Бюл; 9 41 (72) С.М.Тлеугабулов, В.И.Чернецов и К.З.Сарекенов (71) Завод-ВТУЗ при Карагандинском металлургическом комбинате (53) 669.162.263.2 (088.8) (56) 1 ° Гиммельфарб A.A и др. ABTоматическое управление доменным процессом. М., 1969, с., 222. (54)(57) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕ-. ( РЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ИИХТЫ В ДО- "

МЕННОЙ ПЕЧИ, включающий измерение ..

„.SU„„1052540 дифференциальных перепадов давления газа по высоте столба шихты при стабильных расходах дутья, давлении колошникового газа, уровне засыпи шихты, отличающийся тем, что, с целью прогнозирования содержания мелочи в рудной части шихты дополнительно определяют перепад давления газа на участке столба от уровня засыпи, равном 0,05-0,07 всей высоты столба, при этом изменение перепада на + 10% соответствует изменению содержания фракции -, 5 мм в рудной части шихты на +1,5%.

1052540

Изобретение-относится к металлургической промышленности, в частности к доменному производству.

Наиболее близким к предлагаемому является способ непрерывного измерения гаэопроницаемости шихты в доменной печи., включающий измерение дифференциальных перепадов давления газа по высоте столба шихты при стабильных расходах дутья, давлении колошникового газа, уровне засыпи шихты P1).

Недостатком известного способа является отсутствие контроля газопр ницаемости поступающей в печь порции шихты, иэ которой образуется газопроницаемость столба шихты.. Измеряется лишь гаэопронйцаемость уже сформировавшегося столба шихты высотой 1/3-1/4 высоты печи. Газопроницаемость столба шихты такой высоты уже невозможно изменить изменением текущих параметров загрузки, дутья. Поэтому повышение. частных перепадов давления выше оптимальных значений обычно привОдит к вынужденному снижению интенсивности работы печи ..

Цель изобретения — прогнозирование,содержания мелочи в рудной части шихты, Поставленная .цель,цостигается тем, что согласно способу непрерывного измерения гаэопроницаемости шихты .в доменной печи, включающему измерение дифференциальных перепадов давления газа по вйсоте столба шихты при стабильных расходах дутья, давлении колошникового газа и уровня засыпи шихты, дополнительно определяют перепад давления газа на участке столба от уровня эасыпи, равном

0,05-0,07 всей высоты столба шихты, при этом изменение перепада на + 10% соответствует изменению содержания фракции — 5 мм в рудной части шихты на t 1,53.

Известно, что угол откоса поверхности засыпи к горизонту колеблется в пределах 17-20О. Радиус современных доменных печей колеблется в пределах 3,3-4 м. Тогда высота воронки засыпи после опускания подачи составит в пределах Я = 1 „ tg а(=(3,3-4)tq (17+20 )- 1,45-1,07 м. Высота слоя от одной порции (подачи ) составляет обычно 0 5-0 7 м. Для .того, чтобы получать устойчивое значение перепада, отверстие для отбора давления должно находиться ниже уровня воронки перед загрузкой очередной порции шихты. Между подачами уровень засыпи опускается на высоту слоя одной, порции шихты, т.е. на

0,5-0,7 м. Газопроницаемость нару- шается из-ъа колебания мелочи в шихтЕ. Причем все колебание содержания мелочи полностью можно отнести к рудной части шихты. Кокс загружается сортнрованным и в момент загрузки практически не содержит мелочи. Как показывают эксперименты, кокс рас5 полагается в печи отдельными слоями ,и не лимитирует гаэодинамику процесса. Гаэопроницаемость эагружае MoA шихты изменяется в зависимости от содержания мелочи в рудной части шихты и от рудной нагрузки.

10 В таблице представлены результаты изменения. гранулометрического состава основного рудного материала о- агломерата в условиях производства (данные получены в разное время и

15 представляют крайние значения % ).

Средневзвешенный размер частиц первого агломерата, определяемый по известной методике расчета с мелочью менее .5 мм, равен 14,9 мм, за исключением мелочи равен 18,8 мм.

Для второго агломерата соответствующие усредненные размеры равны

15,6 мм и 17,3 мч. Окатыши имеют более стабильный размер частиц, который колеблется в узком интервале

20-8 мм, составляя в среднем также

16-15 мм.Таким образом, средний

° размер частиц базового железорудного материала в шихте находится на уровне 15-18 мм. Поэтому оценку

30 газопроницаемости шихты под влиянием колебания мелочи t фракции менее 5 мм ) производят по отношению к этому размеру при постоянном коксе, системе загрузки и других вели35 чин. Связь между средним размером базового материала и мелочью заключается в том, что содержание мелочи в шихте по-разному влияет на газопроницаемость слоя в зависимости от отношения среднего размера базового материала к среднему размеру частиц мелочи. Как показывают экспериментальные данные,при отношении средних размеров частиц материалов и

45 мелочи 3 / Ис2= 2 увеличение содержания мелЪчи на 10% вызывает увеличения перепада давления (или сниже ния гаэопроницаемости) на 20%, при дс / с с =7 увеличение содержания

1 2

50 мелочи на каждые 10% повышает пеРе- пад давления на 70-80%.

Поскольку для доменной шихты мелочью считается фракция менее 5 мм, т.е. средний размер ее 2,5 мм, то отношение d /дс применительно к

С1 доменной печи колеблется в пределах

5-7,0. Таким образом, изменению перепада давления на + 10% в условиях доменной печи соответствует колебание содержания мелочи в рудной час60 ти шихты на + 1,5%.

Полученный вывод подтверждается ,результатами рассевов агломерата, полученными во время измерения дифференциального перепада давления на

1052540

45 (+40

4.0-25

Фракции, мм

Мелкий агломерат

34,6

24,1

5,4

34,9

2,0

Крупный агломе.рат

11,8

36,4 11,7

5,2

34,9 участке под уровнем засыпи — колошник высотой столба шихты 2 м.

На фиг. 1 приведена диаграмма дифференциального перепада давления газа на участке под уровнем засыпи колошник; начало с 24 ч 21 апреля до 7 ч 22 апреля, на фиг. 2 — диаграмма за период конец — с 15 ч до

22 ч . 22 апреля, на фиг. 3 — диаг-. рамма верхнего перепада давления газа на участке столба шихты середина шахты — колошник с 24 ч 21 апреля до 23 ч 22 апреля.

Пример 1. В базовом агломерате содержание мелочи находится в пределах 10-12%. При этом дифферен- 15 циальный перепад давления газа на участке высотой 2 м 0,09-0,1 ат (показан на диаграмме на фиг. 1 в периоды 0-1 ч 30 мин и 3-4 ч).

Рассевом скипового агломерата оп- 2О ределяют содержание в нем мелочи менее 5 мм, которое во время распределяется в следующем виде:

Время, ч Содержание мелочи,Ъ

0 12,6 25

1 . 10,2

2 17,5

3 9,88

4 10,5

5 16,8

С изменением содержания мелочи в агломерате синхронно изменяется перепад давления газа от 0,09 до

0,16 ат.Если за базовую величину перепада считаем 0,1 ат, то от изменения содержания мелочи от 10 до

17,5% (т.е. на 7,5% )перепад давления увеличивается на 60%, т.е. на каждые 10% мелочи перепад давления увеличивается на 80%.

Высокий перепад давления газа, . 40 возникший при увеличении содержания мелочи, можно снизить, заменяя в отдельных подачах обычный скиповый кокс фракции 80-40 мм на более мелкий кокс фракции 40-25 мм и применяя систему загрузки КРКР. При применении такого метода перепад давления снижается на 30-45%.

Пример 2. В цилиндр диаметром 300. MM загружают.шихтур сос» 5О тоящую иэ смеси кокса фракции 80

40 мм и производственного агломерата при рудной нагрузке З.При этом отношение средних размеров частиц кокса к среднему размеру частиц агломерата;.составляет 7. Продувают слой высотой 0,5 м воздухом при скорости его движения (на пустое сечение цилиндра ) 1,08 м/с. Измеряют перепад давления, значение которого составляет 338 мм вод./ст/м.

После этого тот же агломерат смешивают с коксом фракции 40-25 мм при той же рудной нагрузке 3 и загружают в цилину(р. Отношение средних диаметров частиц кокса и агломерата снижается до 2,3. Продувают слой воздухом при скорости движения 1,08 м/с на пустое сечение цилиндра . При этом перепад .давления снижается до,.206

225 мм.вод./ст/м. Как видно, при уменьшении отношения dс / 3 с 7

С1 С2 до 2,3 и применении системы загрузки, смешивающей кокс с агломератом, газопроницаемость повышается на 30,5-50%, что .компенсирует повышение содержания мелочи в агломерате на 5-6%.

При снижении содержания мелочи в агломерате на 5-6% перепад давления газа снижается на 30-50%. По техническим нормам снижение содержания мелочи в шихте на 1% приводит к экономии расхода кокса на 0,9% °

Пропорционально экономии кокса увеличивается рудная нагрузка (на

4-5%). Увеличение рудной нагрузки на 4-5% по вышеописанной методике приводит к увеличению перепада давления на 20-25%. Как видно, предлагаемый способ измерения дифференциального перепада давления и принятые воздействия позволяют поддерживать стабильный перепад давления газа, а следовательно, и ровный ход печи.

Перепад давления в столбе шихты между серединой шахты и колошником имеет волнообразный характер. Сравнение дифференциального и веркнего (шахта-колошник ) перепадов давления за одно и то же время показывает, что подъем и опускание перепада дав.ления в столбе шихты обнаруживается через 1,0-1,5 ч после соответствующего подъема и опускания дифференциального перепада давления, т.е. с опозданием на 1-1,5 ч от момента загрузки °

Создавшееся сопротивление столба шихты не может быть изменено и вызывает соответствующее снижение производительности печи.

Фи@. 3

РФ 1 J 4 f б 1 В Ю 1д /I 1Я О 1Ф lS /б l1 IВ Q Ед Я/ ЯЯ ?J

Составитель R.Ðàêîâñêèé Редактор Н.Швыдкая ТехредТ.Фанта Корректор В. Гирняк

Заказ 8796/16 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, .Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5

Филиал ПЦП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4