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

но треугольники на рис. 70, б — перевернуты. Таким образом, кри­ терий КА не является определяющим во всех случаях и нужно ис­ пользовать другие критерии, например по формулам (93), (94). В не­ которых случаях предлагалось с помощью вычислительной машины по углам наклона кривых распределения температуры газа у стен

Рис. 70. Схемы радиаль­ ного распределения дву­ окиси углерода с одина­ ковым значением кри­ терия /Сд

и у оси печи автоматически управлять распределением материалов по радиусу печи.

В Днепропетровском металлургическом институте распределение материалов по радиусу печи оценивают по содержанию углекислоты в трех точках. Применяются показатели [146, с. 247—250]:

материалов по радиусу печи. Параметр d соответствует расположению кривой над осью абсцисс, т. е. косвенно отражает содержание угле­ кислоты в общем колошниковом газе. Показатель ДС02 указывает на соотношение рудных нагрузок периферии и в центре печи (при положительном значении ДС02 периферия нагружена больше центра, при отрицательном— меньше).

Решая совместно уравнения (99) и (100) относительно d. получим

связь. Эта связь подтвердилась при исследовании работы доменных печей полезным объемом 1033 и 2000 м3. При увеличении показателя а и уменьшении величины d проницаемость шихты увеличивалась, а верхний перепад давления газа по высоте печи уменьшался. Од­ нако эти показатели, характеризующие процессы формирования столба материалов на колошнике, до сих пор не использованы для количественной оценки проницаемости шихты в верхней части печи. Не разработана также схема автоматического управления радиаль­ ным потоком газа с их помощью.

130

На рис. 71, а показаны кривые распределения двуокиси углерода, соответствующие наиболее рациональному размещению газового потока по радиусу колошника. Заштрихованная область на рис. 71, а относится к радиальному распределению двуокиси углерода для наиболее ровной и экономичной работы доменных печей СССР. Так,

на печи полезным объемом 2700 м3 (НТМК) при таком радиальном распределении двуокиси углерода увеличили форсировку на 10,9% с сохранением ровного хода и получили высокие технико-экономи­ ческие показатели доменной плавки [171].

Содержание двуокиси углерода у стен печи, меньшее 8%, не­ желательно, так как при этом слабо используется тепловая и хими­ ческая энергия газа. Кроме того, при значительном развитии пери­ ферийного газового потока быстро выходит из строя кладка шахты печи, что отрицательно сказывается на расходе кокса. Содержание двуокиси углерода в газе у стен печи выше 10% также нежелательно, так как при этом значительно снижается производство чугуна и при колебаниях нагрева печи происходит образование настылей.

При работе доменных печей на рядовых, неподготовленных же­ лезных рудах содержание двуокиси углерода в центре печи должно поддерживаться несколько меньшим, чем у стен. Это объясняется тем, что при больших колебаниях нагрева горна в центре печи обра­ зуются неплавкие массы, которые ухудшают фильтрацию через кок^ совый слой жидких продуктов доменной плавки. Для предупрежде­ ния и устранения таких отклонений от нормальной работы увели­ чивают количество газов в центре печи, благодаря чему здесь соз­ дается определенный запас тепла. Этому способствует попадание к центру печи большего количества кокса, вследствие высокого его расхода и значительной разницы в объеме по сравнению с железной рудой.

В результате перевода печей на работу с агломератом объем руд­ ной части подачи значительно увеличился и в настоящее время он равен объему кокса. В центральную часть печи стало больше по­

падать агломерата и содержание двуокиси углерода у оси стало при­ мерно таким же, как и у стен или даже несколько выше. Агломерат же, в связи с лучшей пористостью, как правило, лучше восстанавливается

его составу стабилизируются условия шлакообразования и теплового режима. Поэтому количественное увеличение агломерата в центре печи не имеет таких отрицательных последствий, как при работе печи на рядовых железных рудах.

Газовый поток по радиусу печи характеризуют в основном не количественным значением содержания двуокиси углерода у стен и у оси колошника, а разностью между этими величинами и содер­ жанием двуокиси углерода в промежуточной зоне. Во время про­ плавки агломерата разность содержаний двуокиси углерода в про­ межуточной зоне и на периферии (ДС02п та\)> а также в промежу­ точной зоне и центре (ДС02ц п1ах) увеличилась. Это указывает на более рациональное размещение материалов и газов по радиусу печи по сравнению с работой на рядовых железных рудах.

Исходя из вышеизложенного, для рационального и универсаль­ ного распределения газового потока по радиусу печи рекомендуется одинаковое содержание двуокиси углерода у стен и в центре, где колебания этого параметра должны быть минимальными (2—3%). Различное качество используемых агломератов в основном должно влиять на догрузку рудной частью промежуточной зоны, где разброс содержания двуокиси углерода допускается равным 8— 10%. На рис. 71, а заштрихованная зона соответствует реко­ мендуемым кривым в распределении двуокиси углерода по радиусу печи.

Для определения надежного критерия управления газовым по­ током по радиусу печи с помощью кривых содержания двуокиси углерода целесообразно по оси абсцисс откладывать не расстояния до точек отбора газа, а равновеликие площади концентрических окружностей. Кривые содержания углекислоты становятся более симметричными (рис. 71, б) и легко описываются математическими формулами.

Площадь каждой равновеликой концентрической окружности будет равна:

где F — общая площадь колошника, м2;

п — число точек отбора газа по радиусу печи; R — радиус колошника, м.

Для доменной печи диаметром колошника 8,0 м площадь равно­ великих окружностей по формуле (103) будет равна:

3 . 1 4 - 4 2 = 8,37 м2. 7 — J

132

Расстояние каждой точки отбора газа по радиусу колошника от стенки х£ находится как проекция на горизонтальную плоскость концентрических окружностей и определяется по формулам:

Четвертая точка отбора газа делит площадь колошника по кон­ центрическим окружностям пополам. Тогда расстояние до этой точки от стены колошника диаметром 8,0 м по формуле (108) будет равно:

Для математического описания кривой содержания двуокиси уг­ лерода по радиусу колошника в зависимости от точек отбора (рис. 71, б) следует решить вначале вопрос о степени приближаю­ щего многочлена. Как показывают расчеты, кривые отвечают много­ члену второй степени [172, с. 104—116]. Решая систему уравнений функции у — f (х, a0, alt а2) способом наименьших квадратов, на­ ходим значения коэффициентов а0, аг и а2 (соответственно свободный член и коэффициенты при х в первой и второй степени уравнения квадратного трехчлена) для известных переменных величин х£, у£. Искомые уравнения имеют вид:

где х — порядковый номер равновеликих площадей (рис. 71, б).

133