Исследование газового потока в доменной печи большого объема и разработка алгоритма управления его радиальным распределением

• Автор: Титов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава I Анализ и обобщение мирового опыта новейших достижений технологии выплавки чугуна в мощных доменных печах

1.1 Основные требования к радиальному распределению

газового потока в доменной печи

1.2 Влияние радиального распределения газового потока на техникоэкономические показатели доменной плавкиИ

1.3 Методы контроля и управления радиальным распределением газового потока

1.4 Потери тепла с охлаждающей водой комплексный показатель, характери зующий ход доменной печи3
1.5 Обоснование постановки задачи по разработке способа оперативного контроля радиального распределения газового потока
Выводы

Глава 2 Исследование радиального распределения газового потока в доменной

печи объемом м3
2.1 Характеристика доменной печи и техникоэкономические
показатели ее работы в исследовательский период
2.2Статистический анализ и градация массива выборки
по интенсивности доменной плавки
2.3Разработка методики расчета количественных характеристик радиального распределения газового
потока в доменной печи
2.Исследование влияния радиального распределения газового потока на интенсивность теплообменных
процессов на границе контакта с огнеупорной кладкой
2.5Критерий оценки радиального распределения
газового потока в доменной печи
Выводы
Глава 3 Влияние радиального распределения газового потока на техникоэкономические показатели доменной плавки
3.1 Определение граничных значений критерия К
3.1.1 Связь коэффициента К с распределением
температур по сечению печи
3.1.2 Связь коэффициента К с распределением
рудных нагрузок по сечению печи
3.1.3 Связь коэффициента К с изменением состава
газа по сечению колошника
3.2 Связь параметров комбинированного дутья со
значением коэффициента К
3.3 Влияние газодинамического режима на расход тепла
и коэффициент полезного использования тепла
3.4 Оценка тесноты связи между критерием К и
техникоэкономическими показателями доменной плавки
3.4.1 Связь коэффициента К с расходом кокса
3.4.2 Связь коэффициента К с производительностью печи
Глава 4 Разработка способа управления радиальным
распределением газового потока в доменной печи
4.1 Пример использования критерия К для
управления распределением газового потока
Выводы1
Общие выводы
Список литературы


Криворожсталь" -объемом м3; в Японии в г. Касиме и м3 в Оите. В ряде стран резко сокращается число действующих доменных печей без уменьшения выплавки чугуна (ФРГ, Италия и др. Увеличение объема доменных печей происходило, в основном, за счет увеличения поперечных размеров. За короткое время диаметр горна увеличили в 2 раза (с 7,4 до ,8 м), а высоту печи только на %. В связи с этим, а также с периферийным подводом дутья, изменяются условия формирования столба шихтовых материалов и проникающей способности струи дутья. В доменной печи осуществляются тепло- и массообмен между двумя встречными потоками газа и шихты. В связи с этим решающим фактором высокой эффективности плавки является организация в печи рационального противотока шихты и газа, обеспечивающая тесный контакт взаимодействующих потоков. Как отмечал А. Д. Готлиб [], идеальным, с точки зрения наилучшего использования теплосодержания и восстановительной способности газов, было бы такое их распределение, при котором процессы нагрева шихты и восстановления окислов железа протекали бы так, чтобы в любом поперечном сечении печи, каждой единице обрабатываемого материала соответствовало определенное количество газа. В этом случае по всему сечению печи окислы железа и все сырые материалы должны быть в равной степени нагреты и восстановлены, а температура и состав газов должны быть одинаковыми. Современная технология вносит в это утверждение существенную поправку: идеальным должен считаться такой противоток шихты и газа, когда восстановительная способность газа используется полностью и печь работает с минимально возможной степенью прямого восстановления железа при минимально возможном расходе кокса []. Эффективная работа доменных печей в определенной мере связана с неравномерным распределением и движением материалов и газа в печи. Рациональное распределение газа по радиусу доменной печи создаёт предпосылки для оптимизации и обеспечения максимальной эффективности процесса. Отличительной особенностью распределения материалов в доменных печах большого объема являются большие рудные нагрузки в промежуточной и периферийной кольцевых зонах и ее минимальные значения в центральной части печи (см. При этом принимают меры по ограничению попадания мелочи в осевую зону. Причем, обязательным условием успешной эксплуатации современных мощных доменных печей с широкими горнами является формирование центральной коксовой отдушины в столбе шихты. Необходимость формирования такой структуры столба шихтовых материалов диктуется созданием условий для проникновения потока газов к оси печи и прогрева материалов в этой зоне. Рис. Изменение рудных нагрузок по радиусу печей различного объема []. Авторами работы [], для оценки газораспределения, был произведен отбор газа по радиусу доменной печи объемом м3 на горизонте, расположенном на 1,5-2,0 м ниже уровня засыпи, и определено содержание в нём СО2, СО, Н2. Состав газа над поверхностью засыпи по радиусу колошника определяли по химанализу газа, отобранного на исследовательском горизонте, скорректированного из предположения, что изменение состава газа в точке I отбора на пути до поверхности засыпи пропорциональны содержанию каждого из компонентов на исследовательском горизонте. Коэффициент пропорциональности равен отношению объёмных долей каждого из компонентов в общем колошниковом газе к его среднеарифметическому значению в газе, отобранного по радиусу. По составу газа над поверхностью засыпи в каждой из семи точек отбора определяли степень развития реакций прямого и косвенного восстановления, количество кислорода шихты в единице газа, степень использования СО и Н2 Результаты расчётов приведены в табл. Таблица 1. Результаты количественной оценки эффективности использования химической энергии газового потока по радиусу печи объёмом м3 []. Состав газа на исслед. С СО н2 ,3 ,6 9,1 ,9 ,4 8,6 ,8 ,8 7,4 ,8 ,9 8,1 ,6 ,8 8,4 . Состав газа над уровнем засыпи С СО н2 ,0 ,9 8,8 ,9 ,6 8,3 . Кол-во в кол. Кол-во шихты в кол. Кол-во от г,- в кол. Кол-во от Г(і в кол. Выплавка чугуна на 1 м3 кол.