Файл: Тарасов, В. П. Загрузочные устройства шахтных печей.pdf

(58)—(59) ] и фракции < 3 мм [формулы (74)—(75) ] были использованы при составлении программы работы системы автоматического регу­ лирования газового потока по окружности доменной печи [132, 136]. Внедрение указанной системы на Коммуиарском металлургическом заводе позволило значительно повысить эффект регулирования, благодаря чему получено снижение расхода кокса на 1,7% и повы­ шена производительность печи на 1,3% [137].

Рациональный метод управления газовым потоком по окружности печи

На Ждановском металлургическом заводе мм. Ильича долгое время регулировали газовый поток по окружности печи общепри­

В дальнейшем на этом и на дру­ гих заводах в область высоких температур периферии грузили агломерат со стороны откоса в воронке малого конуса и газовый поток по окружности печи значительно выравнивался. В зоны высо­ ких температур окружности печи вместо руды из гребня, как это обычно принято, загружали руду из откоса [85, 131— 134, 139]. При этом получали положительные результаты.

Однако регулирование хода печи таким способом не всегда эф­ фективно, в связи с различной степенью развития канальности газо­ вого потока по окружности печи. В случае значительно развитого

120

канала мелкие частицы шихты из этого района будут перевеиваться на другие участки и загрузка в район канала материалов со стороны откоса не даст ожидаемого эффекта. Целесообразно грузить в район развитого газового канала руду из гребня, так как крупные куски дойдут до зоны шлакообразования и уменьшат в данном секторе газопроницаемость.

Сказанное не всегда принимается во внимание и поэтому часто делаются поспешные выводы о том, что существующим распредели­ телем шихты типовой конструкции нельзя эффективно управлять окружным газовым потоком1. Указывается, например, что на одной из доменных печей (полезным объемом 1386 м3) предпринимались переходы на сосредоточенную загрузку, продолжавшуюся длитель­ ное время. При этом изучалось влияние, оказываемое изменением программы вращения распределительной воронки на изменение тем­ ператур периферийного газа. Даже в случаях наиболее неравномер­ ного распределения рудных нагрузок по окружности печи не прои­ зошло существенного изменения в распределении температур пери­ ферийного газа [140, 141 ]. В результате было поставлено под сомне­ ние сохранение окружной неравномерности в процессе ссыпания ма­ териалов с малого конуса. Более того, после исследований на модели в масштабе 1 : 10 было выдвинуто предположение, что количественная неравномерность уменьшается при ссыпании материалов с малого конуса в несколько раз.

В процессе ссыпания материалов с конусов нет условий, которые способствовали бы перемещению материалов в горизонтальной плоскости [4, 11, 45 и др. ]. Автором изучалось «сглаживание» объем­ ной неравномерности при ссыпании материалов с малого конуса перед задувкой доменной печи полезным объемом 1033 м3. Макси­ мальное отклонение для объемов железной руды и известняка из восьми замеров по окружности верхнего конуса составило 5,0%, а на нижнем конусе 3,2%. Следовательно, при ссыпании материалов с верхнего конуса на нижний изменение неравномерности составило всего 3,2 : 5,0 = 0,64 [62]. Во время опускания нижнего конуса перераспределения материалов в горизонтальном направлении не происходит, хотя некоторое усреднение массы при этом имеет место 1 [45, 62].

Таким образом, уменьшения неравномерности окружного рас­ пределения материалов в несколько раз при их ссыпании с малого конуса не происходит. Такое изменение точно определено (~0,65)

иможет несколько меняться в зависимости от высоты слоя шихты

вворонке малого конуса. Следовательно, управление окружным распределением газового потока печи возможно путем соответствую­ щего изменения программной загрузки типового распределителя шихты. Но такое управление весьма затруднено, так как в условиях современной доменной плавки весьма сложно определять степень развития канальное™ газа по окружности печи. Трудно поэтому

определить, в каких случаях следует в зону высоких температур

1 Б е р и н А. Л. Автореф. канд. дне. Днепропетровск, 1970.

121

грузить руду и агломерат со стороны их откосов в воронке малого конуса, а в каких случаях со стороны гребней.

Целесообразнее регулировать газовый поток по окружности печи коксом. В районы преимущественного хода газов следует гру­ зить кокс со стороны его впадины в воронке малого конуса, а в об­ ласть меньшего потока — со стороны гребня. Значительная объемная разность содержания кокса в гребне и во впадине позволяет эффек­ тивно воздействовать на газовый поток по окружности печи. При этом рудная составляющая подачи распределяется равномерно, что

•способствует стабильности зоны шлакообразования.

Вдоменном цехе Ждановского металлургического завода им. Ильича газовый поток по окружности колошника часто изменяют программной загрузкой кокса. При загрузке определенной зоны

печи большим количеством кокса газопроницаемость этого района увеличивается и температура соответствующих точек периферии и газоотводов повышается. В случае длительной загрузки в опре­ деленную область колошника кокса из гребней или дополнительной его части (добавочная станция кокса) можно изменить профиль печи. Так, одна из доменных печей в первом полугодии 1965 г. работала неудовлетворительно с неравномерным газовым потоком по окруж­ ности колошника. Изменения программной загрузки не устраняли основной неравномерности газораспределения по окружности печи. Во время замены засыпного аппарата столб шихтовых материалов опустили до распара, что позволило осмотреть профиль шахты. В рай­ оне между газоотводами № 2 и 3 кладка была целой, в остальной части окружности печи обнаружили значительный разгар. Таким образом, со стороны воздухонагревателей образовался «порог», отрицательно влияющий на распределение газового потока.

После задувки печи увеличили поток газов со стороны воздухо­ нагревателей, для чего ввели дополнительную станцию (седьмую) для кокса (60, 105, 120, 180, 240, 300 и 360°). Агломерат грузили на шесть станций. Такую загрузку осуществляли в течение 14 сут. На протяжении всего времени, когда кокс грузили на семь станций, температура в точках периферии со стороны воздухонагревателей была выше, чем в остальной части окружности колошника. Это спо­ собствовало разгару кладки со стороны воздухонагревателей, после чего газовый поток по окружности печи стал более равномерным.

Как видно из табл. 13, фактическая производительность печи увеличилась с 2576 до 2808 т чугуна/сут, а расход кокса снизился на 15 кг/т чугуна. Значительное увеличение выплавки чугуна от­ части объясняется применением обогащенного кислородом дутья, но главным образом связано с увеличением температуры вдуваемого воздуха (после исправления профиля шихты) и более ровным ходом печи. Практика регулирования хода доменных печей на заводе им. Ильича путем изменения программы загрузки кокса дает хорошие результаты.

Таким образом, регулирование газового потока по окружности доменной печи изменением программы загрузки рудной части подачи значительно затруднено и в большинстве случаев не дает положи-

122

* В июле — 2 осадки, а в сентябре — 3 осадки; на тихий ход печь не переводили.

тельного эффекта. Целесообразнее пользоваться изменением про­ граммы загрузки кокса, который имеет более равномерный грануло­ метрический состав, вследствие чего в гребне кокса находится и большее его количество по массе. Эффективное воздействие на рас­ пределение потоков газа по окружности печи возможно и путем соответствующего размещения гребней и откосов кокса, и путем включения дополнительных станций загрузки кокса.

Г л а в а 4

АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Высокая экономичность доменного производства и возможность перехода к непрерывному процессу получения стали открывают пер­ спективы совершенствования производства чугуна и в первую оче­ редь автоматизации хода доменной печи.

Вследствие непрерывности доменного процесса, высокого уровня его механизации и уже имеющейся автоматизации работы отдельных участков (подача сырых материалов на колошник, работа воздухо­ нагревателей, распределение дутья и природного газа по фурмам

123

и т. д.), комплексная автоматизация всего процесса в целом вполне достижима и реальна. Однако сложность газодинамических и физико­ химических условий доменной плавки не позволили до настоящего времени выработать надежный алгоритм управления ходом печи. Еще нет математического описания доменного процесса, хотя в этом вопросе и наметились определенные сдвиги [142— 144].

Впервые автоматизацией выплавки чугуна с применением вы­ числительной техники занялся В. А. Сорокин [145, 146]. Большие работы по тепловому регулированию доменного процесса проведены в Московском институте стали и сплавов под руководством А. Н. Похвиснева [147— 150]. Созданная иа базе этих работ автоматическая система управления («советчик мастера») опробована на одном из южных металлургических заводов. В Днепропетровском металлур­ гическом институте разработана и опробована в промышленности

изучения предложенных алгоритмов управления и результатов исследования доменной печи как объекта автоматического управле­ ния в ЦЛА разработана схема комплексного автоматического управ­ ления доменным процессом с широким использованием универсаль­ ных вычислительных машин [154]. Внедренная иа КМК система централизованного контроля (СЦК) состоит из унифицированных датчиков и информационной машины ИА4-2 [154, 155]. С помощью этой системы на КМК исследованы критерии выбора оптимальной частоты дискретных измерений непрерывно изменяющихся пара­ метров. Изучены возможности сокращения объема информации для ВМ и УВМ, а также методы отбора наиболее ценной информации. На КМК установлена также система СК-1 для контроля п управления взвешиванием кокса, загружаемого в скипы. На НТМК доменную плавку контролировали с помощью электронно-цифровой вычисли­ тельной машины (ЭЦВМ) «Урал-2», одновременно контролировали н регистрировали среднюю температуру и выход колошникового газа, отношение содержаний С 02 : СО, степень использования окиси угле­ рода и водорода, общий перепад по высоте печи, температуру газового потока на периферии, по радиусу печи, по окружности колошника над уровнем засыпи и т. д. [156]. На некоторых доменных печах Советского Союза используются вычислительные машины типа «ВНИИЭМ-1» для автоматического регулирования теплового состоя­ ния.

Автоматизацией доменного процесса в последнее время зани­ маются также во Франции, Бельгии, США, ФРГ и Японии [157— 162 ]. На новых печах и заводах в этих странах устанавливают элек­ тронные вычислительные машины в первую очередь для регулиро­ вания теплового состояния печи и управления линией загрузки. Так, на доменной печи в США для управления ее ходом используется вычислительная машина IBM-1710, в которую поступает информация о таких 30 параметрах, как влажность и состав колошникового газа, температура отходящей воды и шлака, статическое давление в сред­

124