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

в агломерате мелочи до 15% и свыше 45%. потери напора со стороны гребня и со стороны откоса практически одинаковы, т. е. регули­ ровка хода печи по окружности изменением станций неэффективна.

Рис. 78. Изменение числа Рейнольдса Re и коэффициента сопротивления ф в зави­ симости от формы кусков слоя Ф и гранулометрического состава агломерата:

а — гребень; б — откос

Этим объясняется недостаточная эффективность управления газовым потоком по окружности доменной печи в случае трехкратного отсева мелочи из агломерата или при большом количестве мелких фракций

вагломерате.

Вреальных условиях домен­ ной плавки потери напора в слое агломерата будут несколько мень­

лов, по которым движется газ.

Таким образом, можно с достаточной точностью определять потерю напора в слое кусковых материалов. В логическую память ЭВМ закладываются значения Ар в слое подачи шихты при совме­ щенных гребнях кокса и агломерата или при загрузке гребня кокса

157

на откос агломерата и т. д. В случае отклонения перепада давления газа колошник — середина шахты от оптимального значения ЭВМ выдает команду на дополнительный опрос датчиком системы автома­ тического регулирования загрузкой шихты по окружности и радиусу печи. После выявления причины универсальная машина изменяет соответствующим образом программу загрузки. Во время выпол­ нения команды перепад давления служит как бы контрольным эталоном для проверки правильности выбранного решения. Кроме того, по изменению перепада давления можно определять число подач, загружаемых по измененной программе.

Комплексная автоматизация доменного производства

Современная технология доменной плавки позволяет переходить от локальных систем автоматизации к комплексной автоматизации,

димо сохранитьсамостоятельность отдельных локальных систем, подключая их поочередно в общую систему. Так, уже в настоящее время можно объединить систему автоматического распределения дутья и природного газа по фурмам с системой автоматического управления газовым потоком по сечениям доменной печи. В свою очередь, систему управления ходом печи можно объединить с систе­ мой автоматического регулирования тепловым состоянием печи и с системой управления шихтовкой доменной плавки.

Наиболее слабым звеном в общей системе автоматического упра­ вления работой доменной печи является недостаточная надежность алгоритмов управления распределением газового потока по окруж­ ности и по радиусу печи. Поэтому основное внимание должно быть сосредоточено на решении этой задачи.

Ход процесса во многом определяет тепловое состояние печи. Даже небольшое изменение газового потока значительно влияет на соотношение косвенного и прямого восстановления окислов же­ леза, что в свою очередь приводит к изменению расхода углерода. Корректировка рудной нагрузки соответствующим изменением коли­ чества кокса в подаче запаздывает на 5—6 ч, а использование дру­ гих факторов при этом весьма ограничено. Например, поддержива­ ние температуры дутья на немаксимальном уровне с выделением какого-то ее резерва экономически нецелесообразно. Нецелесооб­ разно также применять пар в связи с обогащением дутья кислородом и вдуванием природного газа. В некоторых случаях таким путем можно осуществлять только снижением нагрева в печи. Следова­ тельно, односторонняя регулировка теплового состояния доменной печи не является решением поставленной задачи. Тем более, что именно похолодание печи является наиболее^опасным ее расстрой­ ством, при котором можно получить некондиционный чугун или загромождение горна с последующим горением охладительной арматуры и т. д.

158

Изменение количества водорода в газе может привести только к уве­ личению степени косвенного восстановления железа, в результате чего снизится степень прямого восстановления и изменится расход тепла в нижней зоне. Однако изменение доли железа, восстановлен­ ного водородом, не всегда одинаково. В некоторых случаях с уве­ личением количества водорода возможно некоторое снижение сте­ пени его использования. Увеличение же природного газа в началь­ ный момент приводит к временному снижению прихода тепла в ниж­ нюю часть печи. Следовательно, оперативно регулировать тепловое состояние печи изменением расхода природного газа нельзя.

Таким образом, для решения поставленной задачи очень важно вначале отработать систему автоматического управления распреде­ лением материалов и газов по сечениям печи. Параллельно с этим необходимо внедрять и другие локальные системы автоматического управления, в том числе и оперативный технико-экономический контроль работы всего доменного цеха [217—2.19].

Автор не ставил своей задачей рассмотрение всех вопросов, связанных с комплексной автоматизацией доменного производства, а ограничился только проблемами, которые связаны с загрузкой печи. В гл. 4 были подробно рассмотрены вопросы автоматизации вертикального и горизонтального распределения материалов и газов в доменной печи. Целесообразно эти две локальные схемы объеди­ нить в одну. При этом необходимо определить общий алгоритм и последовательность работы общей логической схемы.

В качестве основного алгоритма можно применить степень ис­ пользования восстановительной способности газов q. А. Н. Похвиснев предложил определять q как отношение кислорода Шихты, отня­

159

Фд — содержание влаги в дутье, г/м3; 6 — доля природного газа в дутье, % (объемн.);

у — коэффициент, выражающий отношение объема углерода природного газа к объ­ ему природного газа;

р— коэффициент, показывающий, во сколько раз объем водорода, образовавшегося при

разложении природного газа, больше его первоначального объема;

1] — объемное отношение газифицированного углерода кокса ко всему объему кокса.

Уравнение (146) достаточно полно отражает восстановительную работу газов в печи. Показатель q определяется вначале статисти­ ческим путем на основании фактического материала, получаемого на работающей печи. В дальнейшем схема автоматического управления ходом печи должна обеспечивать поддержание величины q в опти­ мальных пределах. Кроме того, схема должна накапливать данные, соответствующие режиму работы с повышенным значением показа­ теля q, и выдавать затем рекоменации по рационализации горизон­ тального и вертикального распределения материалов и газов в печи.

Между показателем q и алгоритмами радиального К и окруж­ ного А распределения материалов и газового потока должна суще­ ствовать тесная корреляционная свзяь в виде уравнений регрессии:

ние оптимальных условий газораспределения в печи. Для этого по (149) и (150) вначале определяется, в каком сечении до­ менной печи (горизонтальном или вертикальном) имеется нарушение оптимальных условий распределения потока газов. Затем по урав­ нениям (123), (128) и (129), согласно логическим таблицам, прини­ мается решение о соответствующих изменениях программной за­ грузки материалов.

В случае повышения алгоритма q система принимает меры к сохра­ нению соответствующих условий доменной плавки. При этом вклю­

160