Исследование распределения 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: 2006
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 0 с. : 138 ил.

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 технико

экономические показатели доменной плавки

1.3 Методы контроля и управления радиальным распределением газового по

1.4 Потери тепла с охлаждающей водой комплексный показатель, характери

зующий ход доменной печи

1.5 Обоснование постановки задачи по разработке способа оперативного кон

троля 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
2.2 Статистический анализ и градация массива выборки
по интенсивности доменной плавки
2.3Разработка методики расчета количественных характеристик радиального распределения газового потока в доменной печи
2.4Исследование 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
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 Выводы 0
Глава 4 Разработка способа управления радиальным распределением газового потока в доменной печи
4.1 Пример использования критерия К для управления распределением газового потока Выводы 8
Обшие выводы
Список литературы


Концентрация выплавки чугуна в мощных агрегатах сопровождается снижением затрат, сокращением численности персонала и оснащением доменных печей новейшей контрольноизмерительной аппаратурой, современным оборудованием и АСУ ТП, эффективность внедрения которых значительно выше на крупных доменных печах. За последние лет в мире построены доменные печи, объем которых м3 и более. В СССР г. ЧерМК крупнейшая доменная печь объемом м ранее в г. Криворожсталь объемом м3 в Японии в г. Касиме и м3 в Оите. 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 создат 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,,0 м ниже уровня засыпи, и определено содержание в нм СОг, СО, Н2. Состав газа над поверхностью засыпи по радиусу колошника определяли по химанапизу газа, отобранного на исследовательском горизонте, скорректированного из предположения, что изменение состава газа в точке 1 отбора на пути до поверхности засыпи пропорциональны содержанию каждого из компонентов на исследовательском горизонте. Коэффициент пропорциональности равен отношению объмных 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 расчтов приведены в табл. Таблица I. Расстояние от стенки печи, м 0. Состав газа на исслед. СО, ,3 ,9 ,8 . СО . Состав газа над уровнем засыпи СОз ,0 . СО . Н2 XX 8,3 7,1 7. Л2 0. Колво Н. Колво в кол. Колво О шихты в кол. Колво от г, в кол. Колво от га в кол. Выплавка чугуна на 1 м3 кол. Степень прямого восстановления.