Прогнозирование теплового режима доменной плавки на основе информации об истинном расходе дутья

• Автор: Лычев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 92 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Анализ методов расчета и регулирования параметров

плавки основанных на информации о составе колошникового газа.

1.1. Основные принципы

1.1.1. Расчет расхода дутья по методу Грюнера

1.1.2. Метод акад. М.А. Павлова

1.1.3. Обобщения А.Н. Рамма

1.1.4. Сравнительный анализ определения г по методам Л.Грюнера М. А. Павлова

1.1.5. Метод Писи и Давенпорта

1.2. Алгоритмы регулирования теплового режима доменной печи

с использованием информации о составе и количестве колошникового газа
1.2.1 Алгоритм Московского института стали и сплавов
1.2.2 Метод проф. В.А. Сорокина
1.2.3 Алгоритм, разработанный в Ленинградском политехническом институте
1.2.3 Алгоритм К.Стейба и Ж.Мишара
1.3 Методики определения параметров плавки с участием баланса водорода
Глава 2. Разработка самостоятельного автономного канала регулирования теплового режима доменной плавки
2.1. Инструментальные методы определения потерь дутья
2.2. Практические данные по эффективности использования информации о расходе горячего дутья в доменной печи и их
анализ
2.3. Решение проблемы и техническая реализация
2.4. Опенка результатов испытаний проведенных после частичной реконструкции системы контроля температур и расходов потоков дутья
Глава 3. Разработка методики управления тепловым режимом
доменной плавки
3.1. Алгоритм управления тепловым режимом Глава 4. Возможная экономическая эффективность
стабилизации теплового режима
4.1. Кремний и сера в составе чугуна
4.2. Равновесные концентрации кремния в системе чугун шлак
4.3. Влияние содержание кремния в чугуне на расход кокса
4.4. Экономическая эффективность стабилизации теплового режима
Выводы
Литература


Создание автоматизированных систем управления тепловым режимом доменной печи позволило бы стабилизировать температурно-тепловой уровень плавки, сократить энергозатраты на производство чугуна за счет понижения в нем концентрации кремния без ухудшения условий десульфурации чугуна, а также понизить затраты на передел чугуна в сталь за счет стабилизации состава и температуры низкокремнистого передельного чугуна. Системы контроля и прогноза теплового режима плавки, использующие в алгоритмах своего программного обеспечения информацию о составе колошниковых газов от высокоточных газоаналитических систем масс-спектрометрического типа, не располагают данными о количестве водорода, участвующего в реакциях косвенного восстановления железа (Уц ). АСУ тепловым режимом (АСУ ТР) плавки. Только этим можно объяснить тот факт, что до сих пор ни на одной из немногих печей, оборудованных АСУ ТР, эти системы не работают в режимах управления, а используются факультативно, т. В связи с этим создание надежного в работе автономного канала, обеспечивающего АСУ достаточно точным прогнозом теплового состояния горна печи, базирующегося на иных принципах и не использующего информацию о составе колошникового газа, является актуальной задачей, способствующей дальнейшему совершенствованию доменного процесса. Информативность состава отходящих газов была оценена уже в первой половине XIX века, что отразилась в работах таких крупных исследователей как Р. Бунзен (-), Ж. Эбельман (-) и АЛ. Белл (-), лично проводивших исследования состава печных газов по разработанным ими системам отбора и анализа газов. Это позволило Луи Грюнеру (-), используя данные их состава, разработать свой оригинальный метод расчета дутья, основанный на балансе углерода и кислорода. Значительно позднее А. Н. Рамм показал, что количества дутья и газов и состав газов можно рассчитать по балансу любой пары элементов: углерода и азота; углерода и кислорода; кислорода и азота [3]. В настоящее время расчет количества газа и дутья чаще всего ведется по разработанному М. А. Павловым методу, основанном на балансе углерода и азота [4]. Однако точность серийных способов анализа колошниковых газов до середины XX века была низкой и не позволяла использовать их в сис-^ темах автоматического контроля и регулирования тепловым режимом плавки. Лишь в конце XX века появились принципиально новые методы газового анализа, с использованием адсорбционных, акустических, магнитных и других характеристик различных газов, позволившие резко увеличить его точность. Масс-спектрометрические способы анализа давали наилучшие результаты по точности. России / от . Сф, гл К/сг, потери тепла с колошниковыми газами и внешние потери). Количество газа, образующегося в горне печи, определяется количеством сожженного у фурм углерода, которое в свою очередь зависит от количества подаваемого дутья, а также от содержания в нем кислорода и водяных паров. Определение количеств газа (Уг) и дутья (Уд) на тонну чугуна составляет важнейшую и наиболее сложную часть расчета материального баланса. Остановимся на наиболее изящных методах расчета. Атмосферный воздух, введенный в нижнюю часть доменной печи, проходя через нее снизу вверх, увлекает за собой почти весь углерод, кислород из руд, углекислоту из известняка, наконец, связанную воду из руд. Из всех элементов введенного воздуха только один сохраняется в том же количестве при выходе из доменной печи и при входе в нее, это - азот, который ни в одном из шихтовых материалов не находится в заметном количестве. Поэтому, если хо-гят точно определить каким образом меняются относительные количества других элементов, или, скорее, если хотят изучить какие изменения претерпевает один и тот же слой воздуха, поднимаясь от фурмы до колошника, то надо отнести количество каждого из элементов, содержащихся в газе на каждом уровне, к одному и тому же количеству азота» [5]. Таким образом французский ученый Ж. Эбельман впервые в году обратил внимание на азот дутья как основу для расчета покидающих печь с колошниковым газом количеств углерода, кислорода и водорода.