Совершенствование режима загрузки доменных печей при плавке титаномагнетитов

• Автор: Пыхтеева, Ксения Борисовна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ аналитический обзор

1.1. Современные представления о требованиях к формированию столба шихты в доменной печи 1
1.2. Характеристики и особенности систем загрузки реконструированных доменных печей ОАО НТМК

1.3. Современные представления о закономерностях движения сыпучих материалов

1.4. Особенности доменной плавки титаномагнетитов

1.5. Выводы и задачи исследований

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ПРОФИЛЯ ЗАСЫПИ В ПЕЧИ

2.1. Предэксплуатационные исследования по загрузке шихты на доменной печи 5

2.2. Разработка математических моделей ссыпания шихты с лотка БЗУ

2.3. Оптимизация распределения рудной нагрузки в период освоения работы доменной печи 5
2.4. Выводы по разделу
3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ШИХТЫ В БУНКЕРЕ БЗУ, ИСТЕЧЕНИЮ ИЗ НЕГО МАТЕРИАЛОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ СТРУКТУРЫ ШИХТЫ НА КОЛОШНИКЕ
3.1. Разработка математической модели формирования порций материалов в бункере БЗУ
3.2. Разработка математической модели по истечению материалов из бункера БЗУ
3.3. Разработка математической модели по определению структуры шихты на колошнике
3.4. Разработка программного обеспечения
3.5. Выводы по разделу
4. СТАБИЛИЗАЦИЯ СОСТАВА ПРОДУКТОВ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ТИТАНОМАГНЕТИТОВ ПРИ ЗАГРУЗКЕ ШИХТЫ БЗУ ЛОТКОВОГО ТИПА
4.1. Анализ причин неравномерности и разработка мероприятий по повышению стабильности состава продуктов плавки
4.2. Моделирование порядка загрузки компонентов шихты на стабильность химического состава продуктов доменной плавки
4.3. Промышленная реализация частичного смешивания шихты перед загрузкой в доменную печь
4.4. Промышленные испытания по определению влияния порядка загрузки известняка на стабильность состава продуктов плавки
4. 5. Выводы по разделу
5. РАСЧЕТНОТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССОВ В ПЕРИФЕРИЙНОЙ ЗОНЕ ПЕЧИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ


Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на международном конгрессе доменщиков «Доменное производство - XXI век» (г. Москва, г), на международной научно-практической конференции «Творческое наследие Б. И. Китаева» (г. Сатпаевских чтений (г. Экибастуз, г), на -ой и -ой международных научно-технических конференциях молодых специалистов ОАО «НТМК» (г. Н. Тагил, и гг), на XIV отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (г. Екатеринбург, г), на региональных научно-технических конференциях «Наука - Образование - Производство»: опыт и перспективы развития (г. Нижний Тагил, и гг), на региональных научно-практических конференциях студентов и аспирантов «Молодежь и наука» (г. Нижний Тагил, , и гг). Публикации. Основное содержание работы отражено в печатных работах. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы из 2 наименований; изложена на 8 стр. БЗУ. Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н.Ельцина». Автор выражает благодарность за большую помощь при проведении исследований, консультации и поддержку к. Тлеугабулову Б. С., чл-корр. РАН, д. Смирнову JL А. Загайнову С. А., к. Онорину О. П., а также безвременно ушедшему Шаврину С. В соответствии с современными представлениями [] движение материала определяется системой вертикальных сил, основными из которых являются вес материала над вязкопластичной зоной, трение материала о стенки печи, верхний перепад давления между колошником и вязкопластичной зоной и выталкивающая сила, действующая на кокс «тотермана», погруженного в чугун. Именно соотношение этих сил и наличие пустот материала определяют стабильность схода шихты в доменной печи. Рш>? Р„ (1. Ftp - силы трения материалов о стенки печи. Когда указанное неравенство превращается в равенство, шихта в печи не движется, наступает явление подвисания и возникает необходимость принятия мер по возобновлению движения материалов. Направленное управление сходом шихты в печи за счет изменения массы шихты в печи невозможно. Невозможно и управление силой трения материалов о стенки печи. Pr=AP-S (1. S - площадь поперечного сечения печи. Для осуществления движения шихты в печи в случае ее лодвисания необходимо снижать значение АР, для чего необходимо знать зависимость перепада давления газов от параметров шихты и газа, а также характер взаимодействия между этими потоками. ДР. Д.Т. Н— высота слоя шихты в печи, м с1э - эквивалентный диаметр куска шихты, м, е - иорозность слоя шихты, м3/м3. Порозность слоя может быть определена и по эмпирическим уравнениям []. Л/<(М (1. СУ-}0. АР- перепад давления газов по высоте «активной» части слоя шихты, кг/см2 (атм); у » - насыпная масса шихты, т/м3. При достижении значения СУ=- % наступает изменение в сходе шихтовых материалов - вместо плавного движения наступает режим неровного схода материалов с появлением внутри слоя локальных разрыхлений и пустот, в которых развивается явление разделения шихты на отдельные составляющие согласно их крупности и плотности. В том случае, когда слой сыпучих материалов состоит из кусков, различающихся по плотности и крупности, появление в слое материалов пустот и разрыхлений сопровождается разделением слоя. Переход слоя разнородного материала в псевдоожиженное состояние даже на короткое время (доли секунд) сопровождается разделением слоя согласно их крупности и плотности [,]. В условиях доменной плавки, при нарушении сплошности слоя, явление расслоения слоя шихты по крупности и плотности сопровождается нарушением установленных при загрузке печи значений рудных нагрузок, что отражается па тепловом, шлаковом и других режимах плавки. Оптимально сформированная структура шихты в объеме доменной печи, в первую очередь, обеспечивает максимальный теплообмен между газом и шихтой. Исходные данные для оценки изменения теплового режима плавки изложены в работах [ - ]. Сш . Сш - расход шихты, кг/мин; О,.