Развитие методов расчета процесса РОМЕЛТ и его моделирование с целью совершенствования технологии

• Автор: Бабкин, Дмитрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 194 с. : ил.

1 л. Методы расчета процесса РОМЕЛТ на основе

МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТОДА А.Н. РАММА.

1.2. Методы зонального расчета балансов процеса РОМЕЛТ

1.3. Выводы.зо

ГЛАВА 2. ПОВЕДЕНИЕ ВЛАГИ В ПРОЦЕССЕ РОМЕЛТ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА.

2.1. Экспериментальное определение зоны выделения влаги и летучих компонентов из угля в ванне.

2.2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВЛАГИ И УГЛЕРОДА В УГОЛЬНОЙ частице.

2.2.1. Общая схема взаимодействия влаги и углерода в

УГОЛЬНОЙ ЧАСТИЦЕ.

2.2.2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА 0 ОПРЕДЕЛЕНИЮ СТЕПЕНИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЛАГИ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕЙ ЧАСТИЦЫ С ЕЕ УГЛЕРОДОМ

2.2.3. Анализ полученных результатов.

2.3. Исследование взаимодействия влаги с углеродом угольной
ЧАСТИЦЫ В ГАЗОВОМ ПУЗЫРЕ в ОБЪЕМЕ ШЛАКОВОГО РАСПЛАВА
2.4. ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛНИЕ РОЛИ ЛЕТУЧИХ КОМПОНЕНТОВ УГЛЯ В ОКИСЛИТЕЛЬНОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ В ШЛАКОВОЙ ВАННЕ ПРИ ЖИДКОФАЗНОМ ВОССТАНОВЛЕНИИ ЖЕЛЕЗА.
3.1. Методика расчета состава газа при скоростном пиролизе
УГЛЯ В ОКСИДНОМ РАСПЛАВЕ
3.2. Методика эксперимента по определению роли летучих компонентов УГЛЯ В ПРОЦЕССЕ ЖИДКОФАЗНОГО восстановления
3.2.1. Описание экспериментальной установки.
3.2.2. Подготовка к эксперименту
3.2.3. Проведение эксперимента
3.3. Методика обработки результатов химического анализа проб железистого шлака.
3.4. Исследование восстановления железа окисью углерода
из шлакового расплава.
3.5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА МЕТАНОМ И ВОДОРОДОМ
ИЗ ШЛАКОВОГО РАСПЛАВА.
3.6. ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА МАТЕРИАЛЬНОГО И ТЕПЛОВОГО БАЛАНСОВ И ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА РОМЕЛТ.
4. . Алгоритм расчета.
4.2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА.
4.2.1. ПАРАМЕТРЫ ВХОДНЫХ ПОТОКОВ.
4.2.2. Распределение элементов между металлом, шлаком и ПЫЛЕГАЗОВОЙ ФАЗОЙ
4.2.3. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ.
4.2.4. Параметры пылевыноса
4.2.5. Геометрические размеры печи.
4.2.6. Характеристика шихты
4.3. Расчет материального баланса процесса.
4.3.1. Общие положения расчета материального баланса
4.3.2. Уравнения материального баланса.
4.3.3. Расчет количеств и составов пыли, шлака и металла.
4.3.4. Расчет количества и состава газа, выходящего
ИЗ ВАННЫ.
4.3.5. Расчет необходимого количества кислорода на ВЕРХНИЕ ФУРМЫ
4.3.6. Расчет температуры и состава газов после дожигания з
4.4. Расчет теплового баланса процесса
4.4.1. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ШЛАКОВОЙ ВАННЫ
4.4.2.Тепловой баланс зоны дожигания.
4.5. Расчет дожигания газов в котлеутилизаторе.
4.6. ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РОМЕЛТ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ.
5.1. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИ.
5.2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РОМЕЛТ С ЦЕЛЬЮ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА
5.3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ.
5.4. ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Разработано большое количество методов расчета сталеплавильных процессов, которые стали основами для синтезирования статических и динамических математических моделей мартеновского, конверторного и др. Исследованию и построению математических моделей процесса РОМЕЛТ посвящено несколько работ. В отличие от доменного, мартеновского и др. РОМЕЛТ сравнительно новый и его модели находятся на начальной стадии разработки. Для возможности осуществления непрерывного контроля некоторых технологических параметров процесса РОМЕЛТ концентрации РеО в шлаке, концентрации твердого углерода в расплаве, концентрации серы, ванадия, хрома в металле, концентрации СО, С в газах, температуры шлакового расплава и др. Однако имеющиеся динамические математические модели не позволяют непрерывно контролировать процесс РОМЕЛТ в целом. Также они не решают вопросов прогнозной оценки различных технологических режимов. Для этого требуется наличие статических балансовых моделей, которые позволят осуществлять управление процессом РОМЕЛТ в режиме совечика мастера. С момента создания процесса РОМЕЛТ в году в литературе было представлено четыре методики расчета его материального и теплового балансов. Модели процесса, основанные на предложенных методиках, по возможности учета изменения параметров во времени являются статическими, т. Подробная сравнительная характеристика этих методик представлена в табл. Процесс жидкофазного восстановления железа РОМЕЛТ корепным образом отличается от традиционной доменной плавки и поэтому применение методик расчета материального и теплового балансов, разработанных для доменного процесса, к процессу РОМЕЛТ требует существенной корректировки для получения адекватных результатов. В связи с этим уже на ранней стадии освоения процесса РОМЕЛТ возникла необходимость в создании оригинальной методики расчета материального и теплового балансов. Дата публикации г. Основа методики система из 3х уравнений по материальному и тепловому балансам а уравнение по выходу металла б уравнение по основности шлака в уравнение теплового баланса плавки. Продолжение табл. Продолжение табл. Возможность учета увлажнения дутья на верхние фурмы нет нет нет нет
Продолжение табл. Тепловые эффекты реакций при температу ре 8К при температуре 8К при температуре 8К при реальной температуре в печи
Продолжение табл. Методы расчета процесса РОМЕЛТ на основе модифицированного метода А. В методике расчета материального и теплового балансов процесса РОМЕЛТ I, предложенной авторами работ , впервые метод А. Н. Рамма для расчета показателей доменной печи был адаптирован для процесса РОМЕЛТ с учетом его особенностей. Авторы внесли в комплексный метод расчета шихты по А. Н. Рамму ряд дополнений и изменений, сохраняя неизменными общие принципы расчета и такие фундаментальные понятия, как тепловой эквивалент компонента шихты, теплоотдача углерода, сгорающего на фурмах и участвующего в прямом восстановлении, полезный расход теплоты и др. При адаптации метода А. Н. Рамма к процессу РОМЕЛТ следовало ввести новые и изменить уже существующие величины. Так, например, метод А. Н. Рамма не учитывает теплоту выделения летучих из твердого топлива, так как содержание летучих в коксе невелико. Предлагаемая методика I учитывает эту величину при подсчете полезного расхода теплоты 0. Так как в печи РОМЕЛТ два ряда фурм и перед верхним рядом происходит дожигание выделяющихся из шлаковой ванны газов, авторы методики I вводят в расчет величину р степень дожигания. Джкг углерода. Исходными данными для расчета по предложенной методике являются химические составы железорудной части шихты, флюса и угля найденные опытным путем коэффициенты распределения элементов между чугуном, шлаком и газом в печи РОМЕЛТ степень прямого восстановления железа 1, которая, по мнению авторов, может изменятся в пределах от 0, до 1 степень дожигания р концентрация кислорода в дутье нижнего и верхнего рядов фурм температура дутья нижнего ряда фурм температура отходящих из агрегата газов энтальпия чугуна и шлака внешние потери теплоты на килограмм нелетучего углерода угля основность шлака химический состав чугуна.