Исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на эксергетические показатели системы "доменная печь-конвертер"
Целью работы является исследование энергоемкости металлопродукции в системе «доменная печь - кислородный конвертер» при освоении пылеугольного топлива (ПУТ) в доменном производстве. Одним из параметров, характеризующим термодинамические показатели доменной плавки, является содержание кремния в жидко...
Saved in:
| Published in: | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
|---|---|
| Date: | 2018 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160015 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на эксергетические показатели системы "доменная печь-конвертер" / А.Л. Чайка, А.Г. Чернятевич, А.А. Сохацкий, А.А. Москалина, Т.С. Голуб, Л.С. Молчанов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпро.: ІЧМ НАН України, 2018. — Вип. 32. — С. 93-106. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-160015 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Чайка, А.Л. Чернятевич, А.Г. Сохацкий, А.А. Москалина, А.А. Голуб, Т.С. Молчанов, Л.С. 2019-10-20T16:06:12Z 2019-10-20T16:06:12Z 2018 Исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на эксергетические показатели системы "доменная печь-конвертер" / А.Л. Чайка, А.Г. Чернятевич, А.А. Сохацкий, А.А. Москалина, Т.С. Голуб, Л.С. Молчанов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпро.: ІЧМ НАН України, 2018. — Вип. 32. — С. 93-106. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. 2522-9117 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160015 669.132.3:536.7:669.162.21:669.184 Целью работы является исследование энергоемкости металлопродукции в системе «доменная печь - кислородный конвертер» при освоении пылеугольного топлива (ПУТ) в доменном производстве. Одним из параметров, характеризующим термодинамические показатели доменной плавки, является содержание кремния в жидком чугуне. Выполнено исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на показатели работы и термодинамические показатели выплавки стали в технологической цепи «доменный – кислородно-конвертерный цех» при освоении пылеугольного топлива в доменном цехе. Метою роботи є дослідження енергоємності металопродукції в системі «доменна піч - кисневий конвертер» при освоєнні пиловугільного палива (ПВП) в доменному виробництві. Одним з параметрів, що характеризують термодинамічні показники доменної плавки, є вміст кремнію в рідкому чавуні. Виконано дослідження впливу вмісту кремнію в чавуні і його температури на показники роботи і термодинамічні показники виплавки стали в технологічному ланцюгу «доменний - киснево-конвертерний цех» при освоєнні пиловугільного палива в доменному цеху. The aim of the work is to study the energy intensity of metal products in the "blast furnace - oxygen converter" system during the development of pulverized coal (PCF) in the blast furnace production. One of the parameters characterizing the thermodynamic indicators of blast-furnace smelting is the silicon content in liquid iron. A study was made of the effect of silicon content in iron and its temperature on the performance and thermodynamic indicators of steel production in the blast furnace – oxygen converter shop chain during the development of pulverized coal in the blast furnace. ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Производство чугуна Исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на эксергетические показатели системы "доменная печь-конвертер" Дослідження впливу вмісту кремнію в чавуні та його температури на ексергетичні показники системи «доменна піч-конвертер» Investigation of the effect of silicon content in iron and its temperature on exergy indicators of the blast furnace-converter system Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на эксергетические показатели системы "доменная печь-конвертер" |
| spellingShingle |
Исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на эксергетические показатели системы "доменная печь-конвертер" Чайка, А.Л. Чернятевич, А.Г. Сохацкий, А.А. Москалина, А.А. Голуб, Т.С. Молчанов, Л.С. Производство чугуна |
| title_short |
Исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на эксергетические показатели системы "доменная печь-конвертер" |
| title_full |
Исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на эксергетические показатели системы "доменная печь-конвертер" |
| title_fullStr |
Исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на эксергетические показатели системы "доменная печь-конвертер" |
| title_full_unstemmed |
Исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на эксергетические показатели системы "доменная печь-конвертер" |
| title_sort |
исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на эксергетические показатели системы "доменная печь-конвертер" |
| author |
Чайка, А.Л. Чернятевич, А.Г. Сохацкий, А.А. Москалина, А.А. Голуб, Т.С. Молчанов, Л.С. |
| author_facet |
Чайка, А.Л. Чернятевич, А.Г. Сохацкий, А.А. Москалина, А.А. Голуб, Т.С. Молчанов, Л.С. |
| topic |
Производство чугуна |
| topic_facet |
Производство чугуна |
| publishDate |
2018 |
| language |
Russian |
| container_title |
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| publisher |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Дослідження впливу вмісту кремнію в чавуні та його температури на ексергетичні показники системи «доменна піч-конвертер» Investigation of the effect of silicon content in iron and its temperature on exergy indicators of the blast furnace-converter system |
| description |
Целью работы является исследование энергоемкости металлопродукции в системе «доменная печь - кислородный конвертер» при освоении пылеугольного топлива (ПУТ) в доменном производстве. Одним из параметров, характеризующим термодинамические показатели доменной плавки, является содержание кремния в жидком чугуне. Выполнено исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на показатели работы и термодинамические показатели выплавки стали в технологической цепи «доменный – кислородно-конвертерный цех» при освоении пылеугольного топлива в доменном цехе.
Метою роботи є дослідження енергоємності металопродукції в системі «доменна піч - кисневий конвертер» при освоєнні пиловугільного палива (ПВП) в доменному виробництві. Одним з параметрів, що характеризують термодинамічні показники доменної плавки, є вміст кремнію в рідкому чавуні. Виконано дослідження впливу вмісту кремнію в чавуні і його температури на показники роботи і термодинамічні показники виплавки стали в технологічному ланцюгу «доменний - киснево-конвертерний цех» при освоєнні пиловугільного палива в доменному цеху.
The aim of the work is to study the energy intensity of metal products in the "blast furnace - oxygen converter" system during the development of pulverized coal (PCF) in the blast furnace production. One of the parameters characterizing the thermodynamic indicators of blast-furnace smelting is the silicon content in liquid iron. A study was made of the effect of silicon content in iron and its temperature on the performance and thermodynamic indicators of steel production in the blast furnace – oxygen converter shop chain during the development of pulverized coal in the blast furnace.
|
| issn |
2522-9117 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160015 |
| citation_txt |
Исследование влияния содержания кремния в чугуне и его температуры на эксергетические показатели системы "доменная печь-конвертер" / А.Л. Чайка, А.Г. Чернятевич, А.А. Сохацкий, А.А. Москалина, Т.С. Голуб, Л.С. Молчанов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпро.: ІЧМ НАН України, 2018. — Вип. 32. — С. 93-106. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT čaikaal issledovanievliâniâsoderžaniâkremniâvčuguneiegotemperaturynaéksergetičeskiepokazatelisistemydomennaâpečʹkonverter AT černâtevičag issledovanievliâniâsoderžaniâkremniâvčuguneiegotemperaturynaéksergetičeskiepokazatelisistemydomennaâpečʹkonverter AT sohackiiaa issledovanievliâniâsoderžaniâkremniâvčuguneiegotemperaturynaéksergetičeskiepokazatelisistemydomennaâpečʹkonverter AT moskalinaaa issledovanievliâniâsoderžaniâkremniâvčuguneiegotemperaturynaéksergetičeskiepokazatelisistemydomennaâpečʹkonverter AT golubts issledovanievliâniâsoderžaniâkremniâvčuguneiegotemperaturynaéksergetičeskiepokazatelisistemydomennaâpečʹkonverter AT molčanovls issledovanievliâniâsoderžaniâkremniâvčuguneiegotemperaturynaéksergetičeskiepokazatelisistemydomennaâpečʹkonverter AT čaikaal doslídžennâvplivuvmístukremníûvčavunítaiogotemperaturinaeksergetičnípokaznikisistemidomennapíčkonverter AT černâtevičag doslídžennâvplivuvmístukremníûvčavunítaiogotemperaturinaeksergetičnípokaznikisistemidomennapíčkonverter AT sohackiiaa doslídžennâvplivuvmístukremníûvčavunítaiogotemperaturinaeksergetičnípokaznikisistemidomennapíčkonverter AT moskalinaaa doslídžennâvplivuvmístukremníûvčavunítaiogotemperaturinaeksergetičnípokaznikisistemidomennapíčkonverter AT golubts doslídžennâvplivuvmístukremníûvčavunítaiogotemperaturinaeksergetičnípokaznikisistemidomennapíčkonverter AT molčanovls doslídžennâvplivuvmístukremníûvčavunítaiogotemperaturinaeksergetičnípokaznikisistemidomennapíčkonverter AT čaikaal investigationoftheeffectofsiliconcontentinironanditstemperatureonexergyindicatorsoftheblastfurnaceconvertersystem AT černâtevičag investigationoftheeffectofsiliconcontentinironanditstemperatureonexergyindicatorsoftheblastfurnaceconvertersystem AT sohackiiaa investigationoftheeffectofsiliconcontentinironanditstemperatureonexergyindicatorsoftheblastfurnaceconvertersystem AT moskalinaaa investigationoftheeffectofsiliconcontentinironanditstemperatureonexergyindicatorsoftheblastfurnaceconvertersystem AT golubts investigationoftheeffectofsiliconcontentinironanditstemperatureonexergyindicatorsoftheblastfurnaceconvertersystem AT molčanovls investigationoftheeffectofsiliconcontentinironanditstemperatureonexergyindicatorsoftheblastfurnaceconvertersystem |
| first_indexed |
2025-11-26T06:43:22Z |
| last_indexed |
2025-11-26T06:43:22Z |
| _version_ |
1850615849715499008 |
| fulltext |
93
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
УДК 669.132.3:536.7:669.162.21:669.184
А. Л. Чайка, А. Г. Чернятевич, А. А. Сохацкий, А. А. Москалина, Т. С. Голуб,
Л. С. Молчанов
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КРЕМНИЯ В ЧУГУНЕ И
ЕГО ТЕМПЕРАТУРЫ НА ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
СИСТЕМЫ «ДОМЕННАЯ ПЕЧЬ-КОНВЕРТЕР»
Институт черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН Украины
Целью работы является исследование энергоемкости металлопродукции в
системе «доменная печь ‒ кислородный конвертер» при освоении пылеугольного
топлива (ПУТ) в доменном производстве. Одним из параметров,
характеризующим термодинамические показатели доменной плавки, является
содержание кремния в жидком чугуне. Выполнено исследование влияния
содержания кремния в чугуне и его температуры на показатели работы и
термодинамические показатели выплавки стали в технологической цепи
«доменный – кислородно-конвертерный цех» при освоении пылеугольного
топлива в доменном цехе. Рассчитаны предельные минимальные и максимальные
значения изменения производительности и расхода кокса, и эксергетических
показателей при изменении содержания кремния в чугуне. Установлено, что
уменьшение содержания кремния и температуры чугуна в доменной печи
позволяет уменьшить потери эксергии, увеличить эксергетические КПД,
сохранить на постоянном уровне или улучшить экологические показатели. Однако
уменьшение температуры чугуна может привести к существенным расстройствам
в работе доменной печи. Показано, что наибольшее влияние в технологической
системе «доменный – кислородно-конвертерный цех» оказывает содержания
кремния в чугуне, уменьшение которого способствует увеличению
эксергетических КПД, уменьшению эксергетических потерь и улучшению
экологических показателей. Температура чугуна на эксергетические и
экологические показатели в системе «доменный – кислородно-конвертерный цех»
оказывает незначительное влияние, однако, уменьшение температуры чугуна
может привести к существенным расстройствам в работе комплекса «доменная
печь ‒ кислородный конвертер».
Ключевые слова: доменная печь, кислородный конвертер, ПУТ,
содержание кремния в чугуне, температура чугуна, эксергетические и
экологические показатели
Состояние вопроса. Особенность работы энерготехнологического
комплекса «доменная печь – кислородный конвертер» заключаются в
необходимости одновременного учета большого количества потребителей
и источников энергии различного потенциала и различной физико-
химической природы.
Основную долю энергии (до ~90%) в технологической цепи
«доменная печь – кислородный конвертер» потребляет доменная печь с ее
развитой инфраструктурой: коксохимическим, агломерационным и
энергетическим производствами [1, 2]. Поэтому производство чугуна в
94
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
данной технологической цепи энергопотребления является
определяющим звеном в ресурсосбережении.
Изолированное рассмотрение использования энергии по агрегатам
(доменная печь, кислородный конвертер) без учета их
энерготехнологических связей не обеспечивает достижения рациональных
решений и получения глобального экономического оптимума при
выплавке стали. Актуальной задачей является уменьшение энергоемкости
металлопродукции в системе «доменная печь ‒ кислородный конвертер»
при освоении пылеугольного топлива (ПУТ) в доменном производстве.
Это связано с тем, что при освоении ПУТ происходят изменения в
тепловой работе доменной печи, в частности изменение температуры
чугуна и содержания в нем кремния.
Целью работы является исследование энергоемкости
металлопродукции в системе «доменная печь ‒ кислородный конвертер»
при освоении пылеугольного топлива (ПУТ) в доменном производстве.
Изложение основных результатов исследования. Исследования,
приведенные в статье, выполнены по фактическим среднегодовым данным
работы доменного и кислородно-конвертерного цехов одного из
передовых металлургических предприятий полного цикла Украины при
освоении на нем ПУТ в доменном производстве.
Составление эксергетических балансов комплекса «доменная печь –
кислородный конвертер» выполнялось с использованием
модернизированных методик в условиях применения ПУТ применительно
к существующим условиям работы [3-12]. Составление эксергетических
балансов в технологической цепи «доменная печь – кислородный
конвертер» выполнено поэтапно, отдельно для доменного и кислородно-
конвертерного цехов, а затем выполнен их синтез и составлен
эксергетический баланс системы «доменная печь – кислородный
конвертер».
Доменный цех включает 4 доменные печи суммарным полезным
объемом 6953 м
3
, выплавляющие передельный чугун со следующим
среднегодовым химическим составом: С = 4,35%, Si = 0,74%, Mn = 0,14%,
S = 0,016%, P = 0,069% и средней температурой чугуна на желобе 1490
0
С.
Конвертерный цех включает в себя 2 конвертера емкостью по 350 т
каждый, перерабатывающие этот чугун.
Изложение основных материалов исследования.
Эксергетический баланс доменного цеха. Расчеты влияния
содержания кремния при изменении его содержания в чугуне от 0,74% до
0,34% и температурах чугуна на выпуске 1420 и 1490
0
С соответственно на
эксергетические показатели доменного цеха выполнены в двух вариантах
(таблица 1).
В первом варианте оценка влияния содержания кремния на
производительность и расход кокса выполнена с использованием
95
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
теплоэнергетической модели И.Д. Семикина [13, 14], а во втором – с
использованием данных И.Г. Товаровского и Е.Ф. Вегмана [15, 16].
Таблица 1 – Прогнозные эксергетические показатели доменного цеха при
изменении температуры и содержания кремния в чугуне*
Температура чугуна 0
С 1490 1420
Содержание кремния в чугуне % 0,74-0,34 0,74-0,34
Технико-экономические показатели:
производительность печи т/час
458 ‒ 465
458 ‒ 480
469 ‒ 476
469 ‒ 492
расход кокса кг/т
496 ‒ 492
496 ‒ 472
492 ‒ 487
492 ‒ 468
расход природного газа м3/т
35 ‒ 34
35 ‒ 35
34 ‒ 33
34 ‒ 34
расход ПУТ кг/т
39 ‒ 38
39 ‒ 39
38 ‒ 37
38 ‒ 38
расход условного топлива кг/т
581 ‒ 575
581 ‒ 557
574 ‒ 568
574 ‒ 551
Эксергетический баланс:
Приход эксергии (МДж/т чугуна):
термическая** эксергия дутья МДж/т
1498 ‒ 1477
1498 ‒ 1429
1463 ‒ 1443
1463 ‒ 1394
термическая** эксергия
природного газа
МДж/т
1456 ‒ 1434
1456 ‒ 1434
1422 ‒ 1400
1422 ‒ 1400
Химические эксергии:
кокса МДж/т
16255 ‒ 16105
16255 ‒ 15465
16110 ‒ 15960
16110 ‒ 15333
ПУТ МДж/т
1217 ‒ 1200
1217 ‒ 1200
1190 ‒ 1172
1190 ‒ 1172
ЖРС МДж/т
473 ‒ 473
473 ‒ 473
473 ‒ 473
473 ‒ 473
известняка МДж/т
6 ‒ 6
6 ‒ 6
6 ‒ 6
6 ‒ 6
Всего приход эксергии МДж/т
20905 ‒ 20695
20905 ‒ 20007
20663 ‒ 20455
20663 ‒ 19780
Эксергия продуктов плавки (МДж/т чугуна):
Термические эксергии**:
чугун МДж/т
8998 ‒ 8910
8998 ‒ 8910
8950 ‒ 8862
8950 ‒ 8862
шлак МДж/т
788 ‒ 788
788 ‒ 788
758 ‒ 758
758 ‒ 758
колошниковый газ МДж/т
7270 ‒ 7190
7270 ‒ 7190
7175 ‒ 7095
7175 ‒ 7095
колошниковая пыль МДж/т
476 ‒ 476
476 ‒ 476
476 ‒ 476
476 ‒ 476
96
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
(продолжение таблицы 1)
Всего выход эксергии МДж/т
17533 ‒ 17365
17533 ‒ 17365
17358 ‒ 17190
17358 ‒ 17190
Потери эксергии МДж/т
3370 ‒ 3330
3370 ‒ 2643
3305 ‒ 3266
3305 ‒ 2590
Эксергетические КПД:
термодинамическое
совершенство доменного
процесса
%
83,9 ‒ 83,9
83,9 ‒ 86,8
84,0 ‒ 84,0
84,0 ‒ 86,9
технологический КПД %
43,0 ‒ 43,1
43,0 ‒ 44,5
43,3 ‒ 43,3
43,3 ‒ 44,8
обобщенный КПД
производства чугуна
%
55,8 ‒ 55,9
55,8 ‒ 57,8
56,2 ‒ 56,3
56,2 ‒ 58,2
Экологические показатели:
экологоемкость доли
0,06 ‒ 0,07
0,06 ‒ 0,07
0,06 ‒ 0,06
0,06 ‒ 0,06
ресурсоемкость доли
1,30 ‒ 1,31
1,30 ‒ 1,26
1,30 ‒ 1,30
1,30 ‒ 1,26
коэффициент экологичности доли
0,72 ‒ 0,72
0,72 ‒ 0,74
0,72 ‒ 0,72
0,72 ‒ 0,74
* числитель – с использованием теплоэнергетической модели И.Д. Семикина,
знаменатель – с использованием данных И.Г. Товаровского и Е.Ф. Вегмана;
** сумма физической и химической эксергий.
В первом варианте расчета с использованием теплоэнергетической
модели И.Д. Семикина при уменьшении содержания кремния в чугуне на
0,1% при прочих равных условиях учитывалось, что производительность
печи увеличивается на ~0,3÷0,4%, а расход кокса уменьшается на
~0,2÷0,3%. Во втором варианте расчета с использованием данных
И.Г. Товаровского и Е.Ф. Вегмана при уменьшении содержания кремния в
чугуне на 0,1% производительность печи увеличивается на ~1,2%, а
расход кокса уменьшается ~1,2%. По данным других источников
уменьшение содержания кремния в чугуне на 0,1% приводит к
увеличению производительности печи на 0,4-0,8% и уменьшению расхода
кокса на 0,5-1,0% [17-19]. Следовательно, рассмотренные варианты
расчета учитывают предельные минимальные и максимальные значения
изменения производительности и расхода кокса, и эксергетических
показателей при изменении содержания кремния в чугуне.
По результатам выполненных расчетов показано, что уменьшение
содержания кремния в чугуне на 0,1% приводит к:
- увеличению производительности печи на ~0,3÷1,2%;
- уменьшению расхода кокса, условного топлива и суммарного
топлива на ~0,2÷1,2%;
- увеличению термодинамического совершенства доменного
процесса на ~0÷0,7%;
97
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
- увеличению технологического КПД и обобщенного КПД
производства чугуна на ~0÷0,5%;
- сохранению экологоемкости;
- уменьшению ресурсоемкости и увеличению коэффициента
экологичности на ~0÷0,8%.
Уменьшение температуры чугуна на 50
0
С приводит к:
- увеличению термодинамического совершенства доменного
процесса на ~0,1%;
- увеличению технологического КПД на ~0,2%;
- увеличению обобщенного КПД производства чугуна на ~0,3%;
- сохранению на постоянном уровне экологических показателей.
Обобщение полученных результатов эксергетического анализа
влияния содержания кремния в чугуне и температуры чугуна на
эксергетические показатели доменного цеха показывают, что уменьшение
содержания кремния и температуры чугуна в доменной печи позволяет
уменьшить потери эксергии, увеличить эксергетические КПД, сохранить
на постоянном уровне или улучшить экологические показатели. Однако
уменьшение температуры чугуна может привести к существенным
расстройствам в работе доменной печи.
Эксергетический баланс кислородно-конвертерного цеха. Влияние
изменения содержания кремния в чугуне от 0,74% до 0,34% с
температурой чугуна на выпуске из доменной печи 1420
0
С и 1490
0
С
соответственно на эксергетические показатели кислородно-конвертерного
цеха приведены в таблице 2. Принято, что температура чугуна при
заливке в конвертер уменьшается на 100
0
С, что соответствует практике
отечественного сталеплавильного производства и связанно с тепловыми
потерями при его транспортировке [20].
Эксергетический анализ конвертерных плавок показал, что
уменьшение содержания кремния в чугуне на 0,1% и уменьшение
температуры чугуна на 50
0
С в условиях компенсации разницы тепла
изменением соотношения шихтовых материалов (т.е. при уменьшении
температуры и содержания кремния в нем производят увеличение его
доли в завалке) практически не сопровождается изменениями в приходе и
выходе эксергии, однако такие изменения приводят к уменьшению
величины эксергетических потерь процесса конвертирования на 8-15% и
5-9% соответственно.
По результатам выполненных прогнозных расчетов эксергетических
показателей установлено, что уменьшение содержания кремния в чугуне
приводит к увеличению показателей термодинамического совершенства и
технологического КПД процесса конвертирования, а также коэффициента
экологичности. При этом показатели экологоемкости и ресурсоемкости
незначительно уменьшаются. Уменьшение температуры чугуна на 50
0
С
98
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
практически не отражается на изменении показателей эксергетических
КПД и экологических показателей.
Таблица 2. Эксергетический баланс конвертерного цеха
Температура
чугуна
на выпуске ДП 0
С 1490 1420
перед заливкой в
конвертер
°С 1390 1320
Содержание кремния в чугуне % 0,74 ‒ 0,34 0,74 ‒ 0,34
Доля чугуна в конвертере % 85,4 ‒ 86,6 88,5 ‒ 89,8
Эксергетический баланс
Приход эксергии (МДж/т стали):
чугун МДж/т 7622 ‒ 7662 7853 ‒ 7898
миксерный шлак МДж/т 2 ‒ 2 2 ‒ 2
кислород МДж/т 18 ‒ 17 19 ‒ 18
Химические эксергии:
лом МДж/т 1747 ‒ 1570 1546 ‒ 1359
известь МДж/т 130 ‒ 70 132 ‒ 68
плавиковый шпат МДж/т 3 ‒ 3 3 ‒ 3
футеровка МДж/т 5 ‒ 5 5 ‒ 5
Всего приход эксергии МДж/т 9527 ‒ 9329 9560 ‒ 9353
Эксергия продуктов плавки (МДж/т стали):
сталь МДж/т 7945 ‒ 7937 7953 ‒ 7945
шлак МДж/т 258 ‒ 155 272 ‒ 148
отходящие газы МДж/т 827 ‒ 852 845 ‒ 882
окислы железа пыли МДж/т 20 ‒ 18 20 ‒ 18
корольки шлака МДж/т 81 ‒ 72 81 ‒ 72
выносы МДж/т 81 ‒ 72 81 ‒ 72
Всего выход эксергии МДж/т 9212 ‒ 9106 9252 ‒ 9137
Потери эксергии МДж/т 315 ‒ 223 308 ‒ 216
Эксергетические КПД:
термодинамическое
совершенство конвертерного
процесса
% 96,7 ‒ 97,7 96,8 ‒ 97,7
технологический КПД % 83,4 ‒ 85,1 83,2 ‒ 84,9
Экологические показатели:
экологоемкость доли 0,15 ‒ 0,14 0,15 ‒ 0,14
ресурсоемкость доли 1,20 ‒ 1,17 1,20 ‒ 1,18
коэффициент экологичности доли 0,71 ‒ 0,73 0,70 ‒ 0,73
Эксергетический баланс комплекса «доменная печь –
кислородный конвертер». С использованием составленных
эксергетических балансов доменного и конвертерного цехов выполнен их
синтез и составлен эксергетический баланс системы «доменная печь –
кислородный конвертер» в двух вариантах, с использованием полученных
результатов по теплоэнергетической модели И.Д. Семикина и данных
99
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
И.Г. Товаровского и Е.Ф. Вегмана. Результаты расчетов эксергетического
баланса системы «доменная печь – кислородный конвертер» приведены в
таблице 3.
Таблица 3. Эксергетический баланс системы «доменный – кислородно-
конвертерный цех»*
Температура
чугуна, °С
выпуск из ДП 1490 1420
загрузка в конвертер 1390 1320
Содержание кремния в чугуне, % 0,74 ‒ 0,34 0,74 ‒ 0,34
Приход термической эксергии**, МДж/т стали:
дутье
1280 ‒ 1280
1280 ‒ 1238
1295 ‒ 1295
1295 ‒ 1250
природный газ
1243 ‒ 1243
1243 ‒ 1243
1260 ‒ 1260
1260 ‒ 1260
кокс
13882 ‒ 13955
13882 ‒ 13400
14260 ‒ 14325
14260 ‒ 13760
ПУТ
1040 ‒ 1040
1040 ‒ 1040
1052 ‒ 1052
1052 ‒ 1052
ЖРС
404 ‒ 410
404 ‒ 412
419 ‒ 425
419 ‒ 425
известняк
5 ‒ 5
5 ‒ 5
5 ‒ 5
5 ‒ 5
миксерный шлак
2 ‒ 2
2 ‒ 2
2 ‒ 2
2 ‒ 2
кислород
18 ‒ 17
18 ‒ 17
19 ‒ 18
19 ‒ 18
лом
1747 ‒ 1570
1747 ‒ 1570
1545 ‒ 1360
1545 ‒ 1360
известь
130 ‒ 70
130 ‒ 70
132 ‒ 68
132 ‒ 68
плавиковый шпат
3 ‒ 3
3 ‒ 3
3 ‒ 3
3 ‒ 3
футеровка
5 ‒ 5
5 ‒ 5
5 ‒ 5
5 ‒ 5
Всего приход эксергии
19760 ‒ 19597
19760 ‒ 19002
19995 ‒ 19815
19995 ‒ 19208
Термическая эксергия продуктов плавки**, МДж/т стали:
доменный шлак
673 ‒ 683
673 ‒ 683
671 ‒ 680
671 ‒ 680
доменный газ
6210 ‒ 6230
6210 ‒ 6230
6351 ‒ 6367
6351 ‒ 6367
пыль в доменном газе
407 ‒ 412
407 ‒ 412
421 ‒ 427
421 ‒ 427
сталь
7945 ‒ 7937
7945 ‒ 7937
7953 ‒ 7945
7953 ‒ 7945
100
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
Продолжение таблицы 3
конвертерный шлак
258 – 155
258 – 155
272 – 148
272 – 148
отходящие газы
827 ‒ 852
827 ‒ 852
845 ‒ 882
845 ‒ 882
окислы железа пыли
20 ‒ 18
20 ‒ 18
20 ‒ 18
20 ‒ 18
корольки шлака
81 ‒ 72
81 ‒ 72
81 ‒ 72
81 ‒ 72
выносы
81 ‒ 72
81 ‒ 72
81 ‒ 72
81 ‒ 72
Всего выход эксергии
16500 ‒ 16430
16500 ‒ 16430
16695 ‒ 16610
16695 ‒ 16610
Потери эксергии
3260 ‒ 3167
3260 ‒ 2570
3300 ‒ 3205
3300 ‒ 2600
Эксергетические КПД, %:
термодинамическое совершенство
83,5 ‒ 83,8
83,5 ‒ 86,5
83,5 ‒ 83,8
83,5 ‒ 86,5
технологический КПД
40,2 ‒ 40,5
40,2 ‒ 41,8
39,8 ‒ 40,1
39,8 ‒ 41,4
Экологические показатели, доли***:
экологоемкость
0,17 ‒ 0,16
0,17 ‒ 0,16
0,17 ‒ 0,16
0,17 ‒ 0,16
ресурсоемкость
1,40 ‒ 1,38
1,40 ‒ 1,34
1,40 ‒ 1,38
1,40 ‒ 1,34
коэффициент экологичности
0,60 ‒ 0,61
0,60 ‒ 0,63
0,60 ‒ 0,61
0,60 ‒ 0,63
* числитель – с использованием теплоэнергетической модели И.Д. Семикина,
знаменатель – с использованием данных И.Г. Товаровского и Е.Ф. Вегмана;
** сумма физической и химической эксергий;
*** за единицу полезной продукции принята сумма термических эксергий стали и
колошникового газа.
Эксергетический анализ влияния содержания кремния на
эксергетические показатели системы «доменная печь – кислородный
конвертер» показал, что уменьшение содержания кремния в чугуне на
0,1% приводит к:
- уменьшению расхода эксергии на ~0,1-0,2%;
- уменьшению потерь эксергии на ~0,5-6%;
- увеличению эксергетического и технологического КПД на ~0,1-
0,8%
- сохранению экологоемкости;
- уменьшению ресурсоемкости и увеличению коэффициента
экологичности на ~1,0%.
Уменьшение температуры чугуна на 50
0
С приводит к:
101
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
- увеличению выхода эксергии на ~0,9% в основном за счет
увеличения химической эксергии колошникового газа на тонну стали;
- увеличению потерь эксергии на ~1,0%;
- сохранению термодинамического совершенства;
- незначительному уменьшению технологического КПД на 0,3%;
- сохранению экологоемкости, ресурсоемкости и коэффициента
экологичности.
Анализ эксергетических балансов системы «доменный – кислородно-
конвертерный цех» показал, что среди двух факторов содержания
кремния в чугуне и температуры чугуна наибольшее влияние оказывает
содержания кремния в чугуне, уменьшение которого способствует
уменьшению расхода энергетических ресурсов и эксергетических потерь,
увеличению производства и улучшению экологических показателей.
Температура чугуна на эксергетические и экологические показатели в
системе «доменный – кислородно-конвертерный цех» оказывает
незначительное влияние, однако, уменьшение температуры чугуна может
привести к существенным расстройствам в работе комплекса «доменная
печь ‒ кислородный конвертер».
Для улучшения экологичности работы комплекса «доменная печь ‒
кислородный конвертер» целесообразны мероприятия по уменьшению
величины потерь тепла чугуна при транспортировке и по рациональному
использованию энергии отходящих газов и воды систем охлаждения.
Стратегически важным для улучшения энергоэфективности работы
комлекса «доменный – кислородно-конвертерный цех» в условиях
применения ПУТ в доменном производстве является уменьшение
содержания кремния в чугуне до уровня, не допускающего расстройств
тепловой работы печи.
Заключение. По результатам работы адаптирована и
модернизирована методика эксергетического анализа
энергоиспользования системы «доменная печь – кислородный конвертер»
к современным условиям применения ПУТ, позволяющая в единицах
эксергии оценить эффективность влияния технологических, шихтовых,
организационных и иных мероприятий на ее функционирование.
Стратегически важным для улучшения энергоэфективности работы
комплекса «доменный – кислородно-конвертерный цех» в условиях
применения ПУТ в доменном производстве является уменьшение
содержания кремния в чугуне до уровня, не допускающего расстройств
тепловой работы печи.
Анализ эксергетического баланса комплекса «доменная печь –
кислородный конвертер» показал, что:
- уменьшение содержания кремния в чугуне на 0,1% приводит к
уменьшению потерь эксергии на 18-180 МДж/т стали, что эквивалентно
102
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
уменьшению расхода условного топлива на 0,5-6,0 кг/т стали, увеличению
производства чугуна на ~0,3÷1,2%;
- увеличение температуры чугуна на 50
0
С в доменной печи
приводит к уменьшению эксергетических потерь на 26-29 МДж/т стали,
что эквивалентно уменьшению расхода условного топлива на 0,9-1,0 кг/т
стали.
В кислородно-конвертерных плавках уменьшение содержания
кремния в чугуне на 0,1% и снижение температуры чугуна на 50 °С в
условиях компенсации разницы тепла изменением соотношения
шихтовых материалов (т.е. при снижении температуры и содержания
кремния в нем производят увеличение его доли в завалке) практически не
сопровождается изменениями в приходе и выходе эксергии, однако такие
изменения приводят к снижению величины эксергетических потерь
процесса конвертирования на 8-15% и 5-9% соответственно.\
Библиографический список
1. К вопросу об энергетической оценке современной технологии черной
металлургии / Лякишев Н.П., Николаев А.В. // Металлы. – 2001. – №5. – С. 8-
18.
2. Домна в энергетическом измерении / А.В. Бородулин, А.Д. Горбунов, В.И.
Романенко, С.П. Сущев. – Днепродзержинск: ДГДУ, 2006. – 542 с.
3. Эксергетический анализ работы доменной печи на комбинированном дутье /
А.В. Бородулин, О.И. Варивода, А.Ф. Ковтун, Б.М. Хенкин // Деп. в
Черметинформ. 30.11.89. № 5296 – 4М89. 46 с. РЖМеталлургия. 1990. 3В178
Деп.
4. Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его
приложения. Под ред. Бродянского В.М. – М.: Энергоиздат, 1988. – 288 с.
5. Айзатулов Р.С., Бородулин А.В., Ковтун А.Ф. Методика эксергетического
анализа кислородно-конвертерной плавки. ИЧМ, 1989, 37 с. Деп. рукопись в
Черметинформации, 30.11.89, №5297 – ЧМ89.
6. Бородулин А.В., Кобеза И.И., Рехтин H.Е. и др. Анализ и оптимизация
энергоиспользования в комплексе доменная печь – конвертер //
Металлургическая и горнорудная промышленность. – 1992. – № 2. – С. 56-58.
7. Эксергетический анализ доменной плавки при применении различных видов
топлива / В.И. Большаков, А.Л. Чайка, А.А. Сохацкий, А.А. Москалина //
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. − 2012. −
Вып. 26. − С. 35-41.
8. Эксергетический анализ энергоэффективности применения пылеугольного
топлива в доменном производстве / В.И. Большаков, А.Л. Чайка,
А.А. Москалина // Экология и промышленность. – 2014. – № 2. – С. 87-94.
9. Эксергетический анализ доменной плавки с использованием пылеугольного
топлива / А.Л. Чайка, А.А. Сохацкий, А.А. Москалина // Известия ВУЗов.
Черная Металлургия. – 2014. – № 4. – С. 68-70.
103
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
10. Анализ энергоэффективности применения ПУТ в доменном производстве с
использованием эксергетического метода исследования / А.Л. Чайка, В.И.
Большаков, А.А. Сохацкий, А.А. Москалина, В.Ю. Шостак //
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. − 2014. −
Вып. 28. − С. 32-46.
11. Исследование влияния химического состава пылеугольного топлива на
тепловые и эксергетические показатели доменной плавки / А.Л. Чайка,
А. А. Сохацкий, А.А. Москалина, Б.В. Корнилов, К.С. Цюпа, В.Ю. Шостак //
Экология и промышленность. – 2017. – № 3-4. – С. 76-84.
12. Кияшко Т.С., Семыкин С.И., Бородулин А.В. Исследование энергетического
состояния конвертерной ванны, Сборник докладов международной научно-
практической конференции «Теория и практика тепловых процессов в
металлургии» – Екатеринбург: УрФУ, 2012 – С. 266-272.
13. Полный энергетический баланс доменной плавки с применением ПУТ в
условиях Украины / А.Л. Чайка, А.А. Сохацкий, А.А. Москалина, Б.В.
Корнилов, В.Ю. Шостак, К.С. Цюпа, Р.В. Авдеев // Теория и практика
металлургии. – 2017. – № 3-4. – С. 5-9.
14. А. с. № 73905 Украины. Методика расчета. Полный энергетический баланс
доменной плавки / Бородулин А.В., Чайка А.Л., Сохацкий А.А., Москалина
А.А. Заявл. № 73841 15.05.17. Регистр. 25.09.17.
15. Металлургия чугуна: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. / Под
редакцией Ю.С. Юсфина. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 774 с.
16. Товаровский И. Г. Познание процессов и развитие технологии доменной
плавки – Днепропетровск: Журфонд, 2015. – 912 с.
17. Условия доменной плавки с низким содержанием кремния в чугуне / С.В.
Филатов, И.Ф. Курунов, Л.А. Смирнов, В.А. Кобелев, О.П. Онорин // Сталь. –
2013. – №8. – С. 7-10.
18. Остроухов М.Я., Шпарбер Л.Я. Справочник мастера-доменщика. – М.:
Металлургия, 1976. – 304 с.
19. Волков В.П., Шпарбер Л.Я., Гусаров А.К. Технолог-доменщик: справочник. –
М.: Металлургия, 1986. – 263 с.
20. Маслов В.А., Дубовкина М.Ю., Хлестова О.А. Использование
математических моделей снижения температуры чугуна с целью определения
выхода углеродсодержащих отходов / Вестник Приазовского
государственного технического университета. Серия: Технические науки. –
2011. – Вып. 22. – С. 41-44.
Reference
1. K voprosu ob energeticheskoy otsenke sovremennoy tekhnologii chernoy metallurgii /
Lyakishev N.P., Nikolayev A.V. // Metally. – 2001. – №5. – S. 8-18.
2. Domna v energeticheskom izmerenii / A.V. Borodulin, A.D. Gorbunov, V.I.
Romanenko, S.P. Sushchev. – Dneprodzerzhinsk: DGDU, 2006. – 542 s.
3. Eksergeticheskiy analiz raboty domennoy pechi na kombinirovannom dut'ye / A.V.
Borodulin, O.I. Varivoda, A.F. Kovtun, B.M. Khenkin // Dep. v Chermetinform.
30.11.89. № 5296 – 4M89. 46 s. RZHMetallurgiya. 1990. 3V178 Dep.
104
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
4. Brodyanskiy V.M., Fratsher V., Mikhalek K. Eksergeticheskiy metod i yego
prilozheniya. Pod red. Brodyanskogo V.M. – M.: Energoizdat, 1988. – 288 s.
5. Ayzatulov R.S., Borodulin A.V., Kovtun A.F. Metodika eksergeticheskogo analiza
kislorodno-konverternoy plavki. ICHM, 1989, 37 s. Dep. rukopis' v
Chermetinformatsii, 30.11.89, №5297 – CHM89.
6. Borodulin A.V., Kobeza I.I., Rekhtin H.Ye. i dr. Analiz i optimizatsiya
energoispol'zovaniya v komplekse domennaya pech' – konverter //
Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost'. – 1992. – № 2. – S. 56-58.
7. Eksergeticheskiy analiz domennoy plavki pri primenenii razlichnykh vidov topliva /
V.I. Bol'shakov, A.L. Chayka, A.A. Sokhatskiy, A.A. Moskalina //
Fundamental'nyye i prikladnyye problemy chernoy metallurgii. − 2012. − Vyp. 26.
− S. 35-41.
8. Eksergeticheskiy analiz energoeffektivnosti primeneniya pyleugol'nogo topliva v
domennom proizvodstve / V.I. Bol'shakov, A.L. Chayka, A.A. Moskalina //
Ekologiya i promyshlennost'. – 2014. – № 2. – S. 87-94.
9. Eksergeticheskiy analiz domennoy plavki s ispol'zovaniyem pyleugol'nogo topliva /
A.L. Chayka, A.A. Sokhatskiy, A.A. Moskalina // Izvestiya VUZov. Chernaya
Metallurgiya. – 2014. – № 4. – S. 68-70.
10. Analiz energoeffektivnosti primeneniya PUT v domennom proizvodstve s
ispol'zovaniyem eksergeticheskogo metoda issledovaniya / A.L. Chayka, V.I.
Bol'shakov, A.A. Sokhatskiy, A.A. Moskalina, V.YU. Shostak // Fundamental'nyye
i prikladnyye problemy chernoy metallurgii. − 2014. − Vyp. 28. − S. 32-46.
11. Issledovaniye vliyaniya khimicheskogo sostava pyleugol'nogo topliva na teplovyye i
eksergeticheskiye pokazateli domennoy plavki / A.L. Chayka, A. A. Sokhatskiy,
A.A. Moskalina, B.V. Kornilov, K.S. Tsyupa, V.YU. Shostak // Ekologiya i
promyshlennost'. – 2017. – № 3-4. – S. 76-84.
12. Kiyashko T.S., Semykin S.I., Borodulin A.V. Issledovaniye energeticheskogo
sostoyaniya konverternoy vanny, Sbornik dokladov mezhdunarodnoy nauchno-
prakticheskoy konferentsii «Teoriya i praktika teplovykh protsessov v metallurgii»
– Yekaterinburg: UrFU, 2012 – S. 266-272.
13. Polnyy energeticheskiy balans domennoy plavki s primeneniyem PUT v usloviyakh
Ukrainy / A.L. Chayka, A.A. Sokhatskiy, A.A. Moskalina, B.V. Kornilov, V.YU.
Shostak, K.S. Tsyupa, R.V. Avdeyev // Teoriya i praktika metallurgii. – 2017. – №
3-4. – S. 5-9.
14. A. s. № 73905 Ukrainy. Metodika rascheta. Polnyy energeticheskiy balans
domennoy plavki / Borodulin A.V., Chayka A.L., Sokhatskiy A.A., Moskalina A.A.
Zayavl. № 73841 15.05.17. Registr. 25.09.17.
15. Metallurgiya chuguna: Uchebnik dlya vuzov. 3-ye izd., pererab. i dop. / Pod
redaktsiyey YU.S. Yusfina. – M.: IKTS «Akademkniga», 2004. – 774 s.
16. Tovarovskiy I. G. Poznaniye protsessov i razvitiye tekhnologii domennoy plavki –
Dnepropetrovsk: Zhurfond, 2015. – 912 s.
17. Usloviya domennoy plavki s nizkim soderzhaniyem kremniya v chugune / S.V.
Filatov, I.F. Kurunov, L.A. Smirnov, V.A. Kobelev, O.P. Onorin // Stal'. – 2013. –
№8. – S. 7-10.
18. Ostroukhov M.YA., Shparber L.YA. Spravochnik mastera-domenshchika. – M.:
Metallurgiya, 1976. – 304 s.
19. Volkov V.P., Shparber L.YA., Gusarov A.K. Tekhnolog-domenshchik: spravochnik. –
M.: Metallurgiya, 1986. – 263 s.
105
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
20. Maslov V.A., Dubovkina M.YU., Khlestova O.A. Ispol'zovaniye matematicheskikh
modeley snizheniya temperatury chuguna s tsel'yu opredeleniya vykhoda
uglerodsoderzhashchikh otkhodov / Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo
tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Tekhnicheskiye nauki. – 2011. – Vyp. 22. – S.
41-44.
О. Л. Чайка, А. Г. Чернятевич, О. А. Сохацький, А. О. Москалина,
Т. С. Голуб, Л. С. Молчанов
Дослідження впливу вмісту кремнію в чавуні та його температури на
ексергетичні показники системи «доменна піч-конвертер»
Метою роботи є дослідження енергоємності металопродукції в системі
«доменна піч - кисневий конвертер» при освоєнні пиловугільного палива (ПВП) в
доменному виробництві. Одним з параметрів, що характеризують термодинамічні
показники доменної плавки, є вміст кремнію в рідкому чавуні. Виконано
дослідження впливу вмісту кремнію в чавуні і його температури на показники
роботи і термодинамічні показники виплавки стали в технологічному ланцюгу
«доменний - киснево-конвертерний цех» при освоєнні пиловугільного палива в
доменному цеху. Розраховані граничні мінімальні і максимальні значення зміни
продуктивності і витрати коксу, і ексергетичної показників при зміні вмісту
кремнію в чавуні. Встановлено, що зменшення вмісту кремнію і температури
чавуну в доменній печі дозволяє зменшити втрати ексергії, збільшити
ексергетичної ККД, зберегти на постійному рівні або поліпшити екологічні
показники. Однак зменшення температури чавуну може привести до суттєвих
розладів в роботі доменної печі. Показано, що найбільший вплив в технологічній
системі «доменний - киснево-конвертерний цех» надає змісту кремнію в чавуні,
зменшення якого сприяє збільшенню ексергетичної ККД, зменшення
ексергетичної втрат і поліпшенню екологічних показників. Температура чавуну на
ексергетичної і екологічні показники в системі «доменний - киснево-конвертерний
цех» має незначний вплив, однак, зменшення температури чавуну може привести
до суттєвих розладів в роботі комплексу «доменна піч - кисневий конвертер».
Ключові слова: доменна піч, кисневий конвертер, ПВП, вміст кремнію в
чавуні, температура чавуну, ексергетичної і екологічні показники.
A .L. Chaika, A. G. Cherniatevych, A. A. Sokhatsky, A. A. Moskalina,
T. S. Golub, L. S. Molchanov
Investigation of the effect of silicon content in iron and its temperature on
exergy indicators of the blast furnace-converter system
The aim of the work is to study the energy intensity of metal products in the "blast
furnace - oxygen converter" system during the development of pulverized coal (PCF) in
the blast furnace production. One of the parameters characterizing the thermodynamic
indicators of blast-furnace smelting is the silicon content in liquid iron. A study was
made of the effect of silicon content in iron and its temperature on the performance and
thermodynamic indicators of steel production in the blast furnace – oxygen converter
shop chain during the development of pulverized coal in the blast furnace. The
106
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»,
Сборник научных трудов ИЧМ. – 2018. - Вып.32
calculated minimum and maximum values of changes in productivity and consumption
of coke, and exergy indicators with a change in the silicon content in the iron. It is
established that a decrease in the silicon content and the temperature of iron in a blast
furnace can reduce the loss of exergy, increase the exergy efficiency, maintain a
constant level or improve environmental performance. However, reducing the
temperature of the iron can lead to significant disturbances in the operation of the blast
furnace. It is shown that silicon content in cast iron has the greatest impact in the blast
furnace-oxygen shop technological system, a decrease of which contributes to an
increase in exergy efficiency, a decrease in exergy losses and an improvement in
environmental indicators. The temperature of the cast iron on the exergy and
environmental indicators in the "blast furnace - oxygen converter shop" system has a
minor effect, however, a decrease in the temperature of the iron can lead to significant
disturbances in the operation of the "blast furnace - oxygen converter" complex.
Keywords: blast furnace, oxygen converter, PUT, silicon content in cast iron,
cast iron temperature, exergy and environmental indicators.
Статья поступила в редакцию сборника 31.10.2018 года,
прошла внутреннее и внешнее рецензирование (Протокол заседания
редакционной коллегии сборника №1 от 26 декабря 2018 года)
Рецензенты: д.т.н., проф.А.О.Еремин; к.т.н. А.Е.Меркулов
|