Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи

Приведены результаты исследований изменения углов откоса шихтовых материалов, полученных с помощью радиолокационной системы измерения профиля поверхности засыпи шихты. Определены граничные величины углов откоса, которые могут быть использованы в качестве исходных данных для математической модели р...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
Дата:	2007
Автори:	Муравьева, И.Г., Семенов, Ю.С., Шулико, С.Т., Шумельчик, Е.И.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України 2007
Теми:	Производство чугуна
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22071
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи / И.Г. Муравьева, Ю.С. Семенов, С.Т. Шулико, Е.И. Шумельчик // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2007. — Вип. 14. — С. 40-49. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859611411178586112
author	Муравьева, И.Г. Семенов, Ю.С. Шулико, С.Т. Шумельчик, Е.И.
author_facet	Муравьева, И.Г. Семенов, Ю.С. Шулико, С.Т. Шумельчик, Е.И.
citation_txt	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи / И.Г. Муравьева, Ю.С. Семенов, С.Т. Шулико, Е.И. Шумельчик // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2007. — Вип. 14. — С. 40-49. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
description	Приведены результаты исследований изменения углов откоса шихтовых материалов, полученных с помощью радиолокационной системы измерения профиля поверхности засыпи шихты. Определены граничные величины углов откоса, которые могут быть использованы в качестве исходных данных для математической модели радиального распределения шихтовых материалов.
first_indexed	2025-11-28T12:32:53Z
format	Article
fulltext	40 УДК 669.162 И.Г.Муравьева, С.Т.Шулико, Ю.С.Семенов, Е.И.Шумельчик ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВ ОТКОСА ПОВЕРХНОСТИ ЗАСЫПИ ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Приведены результаты исследований изменения углов откоса шихтовых ма- териалов, полученных с помощью радиолокационной системы измерения профиля поверхности засыпи шихты. Определены граничные величины углов откоса, кото- рые могут быть использованы в качестве исходных данных для математической модели радиального распределения шихтовых материалов. Цель работы. Целью исследований являлось определение значений углов откоса шихтовых материалов, образованных на поверхности засыпи после выгрузки порций шихты в печь, для последующего их задания в математическую модель радиального распределения шихтовых материа- лов на колошнике доменной печи, разработанную в ИЧМ. Модель пред- назначена для аналитического исследования формирования слоев шихто- вых материалов после выгрузки на поверхность засыпи и расчета пара- метров их распределения (массы и объемов железорудных материалов и кокса, рудной нагрузки) по сечению колошника печи [1]. Методика исследования. Для программ загрузки, используемых на ДП №5 ОАО «Северсталь», оборудованной бесконусным загрузочным устройством (БЗУ) с лотковым распределителем шихты фирмы «Paul Wurth», представляющих собой загрузку последовательно чередующихся порций кокса и смеси агломерата с окатышами (двухстрочная программа загрузки), с помощью модели радиального распределения были рассчита- ны показатели радиального распределения шихтовых материалов, в част- ности рудные нагрузки, взаимосвязь которых с объемной долей СО2 в газе по радиусу печи характеризовалась высокими значениями коэффициента корреляции (rxy=0,92). При этом, в модель радиального распределения в качестве исходных были заданы фактические углы откоса шихтовых ма- териалов к оси и стенке печи измеренные с помощью четырех электроме- ханических уровнемеров, три из которых установлены в периферийной зоне колошника, и один уровнемер, измеряющий уровень засыпи в осевой зоне печи. На ДП№9 ОАО «Арселор Миттал Кривой Рог», оснащенной БЗУ фирмы «Paul Wurth», загрузка шихты в которую осуществляется по программе, включающей полуцикл загрузки, состоящий из девяти–десяти последовательно загружаемых порций кокса, в числе которых две порции кокса выгружаются в осевую зону печи, и смеси железорудных материа- лов (агломерат, окатыши, отвальный обогащенный шлак). В отличие от ДП№5, где используется двухстрочная программа загрузки, процесс фор- мирования слоев материалов и профиля поверхности засыпи после вы- грузки каждой из десяти порций в значительной мере отличается. В ре- 41 зультате взаимосвязь рассчитанных с помощью математической модели для ДП№9 показателей радиального распределения материалов, в частно- сти, рудной нагрузки, с объемной долей СО2 в газе по радиусу печи имели более низкий коэффициент корреляции (rxy=0,7–0,8), что в значительной мере обусловлено отсутствием достоверных исходных данных, в частно- сти, углов наклона (откоса) профиля поверхности засыпи шихты на ко- лошнике перед выгрузкой очередной порции материалов. В математической модели процесс формирования слоев шихтовых материалов на колошнике определяется условием, согласно которому, при падении потока материалов с лоткового распределителя шихты образует- ся поверхность засыпи. Углы откоса склонов которой, по мере накопления шихтовых материалов увеличиваются линейно, и при достижении макси- мальных значений, материалы перераспределяются по поверхности засы- пи [2]. Результаты исследования. Оснащение ДП№9 радиолокационной системой измерения профиля поверхности засыпи шихты в печи [3] обес- печило возможность определения углов откоса поверхности шихтовых материалов перед выгрузкой и после выгрузки каждой их порции в печь. Схема определения углов откоса показана на рис.1. Углы откоса были определены для трех периодов работы печи с различными программами загрузки шихты и показателей дутьевого режима (табл.1 и 2). Рис.1. Схема определения углов откоса профиля поверхности засыпи шихты α1…3 на колошнике ДП№9. Кольцевые зоны сечения колошника печи: ПФ, 1П, 2П и Ц – периферийная, первая промежуточная, вторая промежуточная и центральная; α1 и α2 – углы откоса профиля поверхности засыпи к оси печи, α3 – к стенке печи. 42 Та бл иц а 1. П ро гр ам мы за гр уз ки Д П № 9 в ан ал из ир уе мы е пе ри од ы е е ра бо ты 2 00 4– 20 06 г г. П ро гр ам ма за гр уз ки : Ш их то вы е ма те ри ал ы : А – а гл ом ер ат , О – о ка ты ш и, Ш О – ш ла к от ва ль ны й об ог а- щ ен ны й, К – к ок с; у гл ов ы е по зи ци и ло тк а БЗ У : 9 … 1 Н ом ер п ор ци и ма те ри ал ов в ц ик ле за гр уз ки П ер ио д 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 У ро - ве нь за сы - пи , м К ол –в о ци кл ов за гр уз - ки I1) (1 6. 10 .0 4 г. ) К 3 – 1 А Ш о 9– 6 К 8 – 5 А О 9 – 3 К О 3– 1 К Ш о 8– 4 А О 8 – 4 К 8 – 4 А О 9 – 3 – 0, 72 10 II 1) (2 4. 06 .0 5 г. ) К 3 – 1 А Ш о 9– 5 К 8 – 4 А О 9 – 3 К 4 – 1 К 8 – 4 А Ш о 9– 4 К 7 – 3 А О 9 – 3 – 1, 35 9 II I2) (5 .1 0. 06 г ., 6. 10 .0 6 г. , 17 .1 0. 06 г ., 26 .1 0. 06 г .) К 8 – 4 А О Ш о 9– 3 К 8 – 4 А О Ш о 9– 3 К Ш о 2– 1 К 8 – 4 А О Ш о 9– 3 К 8 – 4 А О Ш о 9– 3 К О 2– 1 1, 37 42 1) У гл ы н ак ло на л от ка Б ЗУ п о по зи ци ям : 9 –4 6, 2º ; 8 –4 5, 4º ; 7 –4 2, 8º ; 6 –4 0, 1º ; 5 –3 7, 4º ; 4 –3 4, 3º ; 3 –3 0, 9º ; 2 –2 6, 9º ; 1 –2 2, 0º ; 2) У гл ы н ак ло на л от ка Б ЗУ п о по зи ци ям : 9 –4 5, 1º ; 8 –4 2, 6º ; 7 –4 0, 1º ; 6 –3 7, 2º ; 5 – 34 ,3 º; 4– 30 ,7 º; 3– 26 ,7 º; 2– 22 ,0 º; 1– 18 ,0 º 43 Таблица 2. Параметры дутьевого режима ДП№9 в исследуемые периоды Периоды Параметры I II III Дутье: расход (Qд), м3/мин 6905 6380 8371 температура (Тд), 0С 1097 1067 1101,5 давление (Pд), ати 3,30 2,80 3,43 влажность, (Wд), г/м3 н.д. н.д. 21,4 доля кислорода (O2), % 28,1 22,8 30,05 Расход природного газа (Qпг), м3/мин 510 330 568 Колошниковый газ: давление (Ркол), ати 1,2 0,80 1,4 температура (Tср кол), 0С 116 249 93 Температура газа на периферии (Tср пф), 0С 308 495 227 Перепады давления: общий (ΔРобщ), ати верхний (ΔPв), ати нижний (ΔPн), ати 2,03 0,48 1,56 1,94 0,47 1,48 1,95 0,45 1,5 В исследуемые периоды работы печи из совокупности определяемых для указанных кольцевых зон сечения колошника углов откоса поверхно- сти засыпи перед и после выгрузки порции каждого вида шихтовых мате- риалов, либо их смесей выделены максимальные и минимальные средние их значения за 8 часовой период работы печи. Из полученных значений углов откоса выбор граничных их величин, которые могут быть заданы в математическую модель распределения шихты, осуществлялся со сле- дующими допущениями: в качестве граничных значений должны зада- ваться максимальные величины средних значений углов для всех видов загружаемых порций шихтовых материалов, при которых возможно об- рушение (перемещение) материала по поверхности засыпи с последую- щим его перераспределением в кольцевых зонах сечения колошника. С учетом особенностей программы загрузки шихты в ДП№9, в модель должны задаваться отдельно граничные углы откоса слоя кокса, после выгрузки его в периферийную и промежуточную зоны сечения колошни- ка из угловых позиций лотка 8–4 (8–5), а также после выгрузки его в цен- тральную зону из позиций 3–1. Значения граничных углов откоса поверх- ности засыпи при загрузке смесей железорудных шихтовых материалов определялись как максимальные значения средних их величин для всех выгружаемых порций за цикл загрузки. Например, для I–го и II–го перио- дов работы печи после выгрузки смеси агломерата с окатышами (АО) граничные значения углов откоса определялись как максимальные сред- них их значений для трех порций в цикле. Для III–VI периодов работы печи после выгрузки смеси железосодержащих материалов: агломе- 44 рат+окатыши+шлак отвальный обогащенный (АОШо) граничные величи- ны углов откоса определялись как максимальные значения средних их величин для четырех повторяющихся аналогичных порций в цикле за- грузки. Правомочность такого усреднения была подтверждена результа- тами анализа динамики изменения углов наклона профиля поверхности засыпи после выгрузки 4–ой и 9–ой порций АОШо, полученных в точках измерения уровня засыпи и приведенных к одному радиусу печи (рис.2). Из рис.2 следует, что характер изменения углов откоса в кольцевых зонах сечения колошника для указанных порций качественно, а в ряде случаев, и количественно не отличается друг от друга. Для исследуемых периодов работы печи, получены граничные значе- ния углов откоса после выгрузки порций шихты для кольцевых зон сече- ния колошника α1…3, которые приведены в табл.3. Для определения углов откоса материалов, которые должны задаваться в качестве исходных дан- ных в математическую модель радиального распределения, приняты сле- дующие допущения. Радиус колошника условно разбивается на три зоны, ограниченных точками, в которых производится измерение профиля по- верхности засыпи. Затем определяется количество равновеликих зон, на- ходящихся в пределах границ трех зон радиуса колошника. Формирова- ние слоя материалов при выгрузке порций шихты в печь происходит с обрушением и перераспределением материалов по поверхности засыпи при достижении шихтовыми материалами граничных углов откоса. При- чем в каждой из трех зон радиуса процессы обрушения и перераспределе- ния происходят при соответствующих углах откоса материалов в каждой зоне. Таблица 3. Граничные углы откоса шихтовых материалов исходного про- филя поверхности засыпи перед выгрузкой порции α и профиля после выгрузки материалов α ↓ Углы откоса, град, α ↓/ (α ) Период Наименование порции α3 (ПФ–1П) α2 (1П–2П) α1 (2П–Ц) 1 – К 3–1 24,3 /22,5 17,3/10,9 11,6/14,2 2 – А 9–6 23,4/23,6 28,6/8,8 12,4/10,6 3 – К 8–5 31,8/21,1 35,4/23,5 14,4/7,4 4 – АО 9–3 21,1/32,5 26,0/33,8 23,6/18,2 5 – КО 3–1 24,5/21,7 28,2/9,1 20,3/12,5 6 – КШо 8–4 33,8/24,8 14,4/28,4 6,4/21,0 7 – АО 8–4 28,3/33,0 24,4/13,9 9,2/9,1 8 – К 8–4 34,0/27,5 30,1/23,8 21,4/12,3 16.10.04 9 – АО 9–3 22,8/26,5 27,6/28,6 23,9/23,9 1 – К 3–1 16,1/15,0 17,6/20,8 26,6/22,3 2 – А 9–5 28,6/30,9 25,1/8,6 17,9/21,1 24.06.05 3 – К 8–4 19,6/17,0 38,9/24,6 17,7/10,6 45 4, 7 – АО 9–4 20,58/17,86 35,47/29,22 25,24/21,85 5 – К 4–1 16,6/13,8 25,7/8,7 25,4/28,2 6 – К 8–4 26,5/21,4 20,9/10,4 23,8/20,8 8 – К 7–3 28,1/25,9 34,2/26,2 28,7/22,4 9 – АО 9–3 18,2/15,1 33,9/32,3 28,7/31,4 1 – К 8–4 19,6/9,4 15,2/26,6 7,6/2,9 2, 4, 7, 9 – АОШо 9–3 20,6/23,1 27,6/27,9 22,6/23,3 3, 8 – К 8–4 22,9/16,9 29,0/21,4 22,1/18,2 5 – КШо 2–1 11,2/8,0 15,9/11,8 9,3/7,0 6 – К 8–4 19,7/11,2 13,0/21,3 8,6/10,6 5.10.06 10 – КО 2–1 11,6/9,5 12,5/14,3 9,4/6,7 1 – К 8–4 20,9/13,7 13,2/24,8 11,4/15,6 2, 4, 7, 9 – АОШо 9–3 20,4/25,1 25,3/24,9 22,3/22,8 3, 8 – К 8–4 23,2/17,9 25,1/17,7 21,0/16,6 5 – КШо 2–1 9,3/11,3 14,8/24,3 9,8/7,8 6 – К 8–4 23,3/14,8 8,5/16,5 9,6/10,2 6.10.06 10 – КО 2–1 8,4/10,9 10,8/24,5 9,4/9,2 1 – К 8–4 34,4/27,1 21,9/11,8 7,2/9,7 2, 4, 7, 9 – АОШо 9–3 31,7/35,8 35,2/41,0 16,7/20,5 3, 8 – К 8–4 33,2/28,0 39,6/32,1 16,1/12,3 5 – КШо 2–1 24,6/20,9 19,1/36,8 7,4/11,9 6 – К 8–4 33,4/26,4 21,9/12,9 8,3/5,0 17.10.06 10 – КО 2–1 25,4/20,1 17,1/9,0 8,7/11,9 1 – К 8–4 16,7/7,8 9,6/28,0 11,0/19,8 2, 4, 7, 9 – АОШо 9–3 14,8/5,8 20,0/24,6 14,1/12,8 3, 8 – К 8–4 16,4/8,7 22,4/13,2 13,3/11,2 5 – КШо 2–1 16,6/16,5 23,8/17,8 12,6/2,6 6 – К 8–4 15,6/3,3 8,3/2,8 8,2/15,5 26.10.06 10 – КО 2–1 15,2/13,3 22,4/18,2 17,8/2,6 Из данных, приведенных в табл.3, следует, что величины углов откоса шихтовых материалов зависят от исходного профиля поверхности засыпи, последовательности выгрузки и состава порций шихтовых материалов, уровня засыпи, а также от используемых в программе загрузки угловых позиций лоткового распределителя шихты. Для исследуемых периодов работы печи полученные значения углов откоса после выгрузки порций кокса (8–5 и 8–4) (табл.3) составляли 24,2º–33,9º, а для порций железосо- держащих компонентов шихты АО, АОШо, АШо их значения изменялись от 20,3º до 30,2º. Такой широкий диапазон изменения углов откоса мате- риалов вызван, по нашему мнению, различными условиями газодутьевого режима работы и отличающимися программами загрузки, используемыми в эти периоды. 46 Рис.2. Изменение углов откоса поверхности засыпи α1…3 в кольцевых зонах сече- ния колошника после выгрузки порций 4–АО 9–3 и 9–АО 9–3 в ДП №9 Как следует из полученных результатов, величины углов откоса ших- товых материалов в условиях работающей доменной печи меньше углов их естественного откоса, что обусловлено, по–видимому, действием газового потока в печи, уменьшающего внутреннее трение в слое шихты и повы- шающего его подвижность. На основе показаний радиолокационной системы установлено, что ве- личины углов откоса поверхности засыпи в значительной мере определя- ются скоростями опускания шихты по сечению печи (рис.3,4). В качестве примера этой взаимосвязи рассмотрено изменение углов откоса поверхно- сти засыпи при выгрузке в печь порции железосодержащих компонентов шихты АОШо из позиций лоткового распределителя 9–3. 47 Рис.3. Изменение угла откоса поверхности засыпи α2 после выгрузки порции АОШо 9–3 и разности скоростей опускания шихты в первой и второй промежу- точных зонах сечения колошника печи, период III. 48 Рис.4. Изменение угла откоса поверхности засыпи α2 после выгрузки порции АОШо 9–3 и разности скоростей опускания шихты в первой и второй промежу- точных зонах сечения колошника печи для последующих тринадцати циклов за- грузки, период III. 49 При выгрузке этой порции происходит формирование профиля засыпи практически по всему радиусу колошника. Изменения угла откоса α2 при загрузке 2–ой, 4–ой и 9–ой порций шихты АОШо 9–3 и разницы скоростей опускания шихты в первой и второй промежуточных зонах (V1П – V2П), влияющих на формирование угла откоса α2, приведены на рис.3 и 4 для тринадцати циклов загрузки. Выбор сечений колошника (1П и 2П), в кото- рых рассчитывается разница скоростей опускания шихты, обусловлен на- большей подвижностью участка профиля поверхности засыпи, располо- женного между зонами 1П и 2П. Из рис.3 и 4 следует, что увеличение ско- рости опускания шихты в первой промежуточной зоне, по сравнению со второй промежуточной зоной, сопровождается уменьшением значения угла откоса α2, при этом определенному значению разницы скоростей опускания шихты во второй и первой промежуточных зонах (V1П –V2П) со- ответствует одинаковое изменение угла откоса α2. Выводы. Таким образом, с использованием радиолокационной сис- темы измерения профиля поверхности засыпи определены значения углов откоса поверхности засыпи на колошнике после выгрузки порций шихто- вых материалов в ДП№9. Установлено, что граничные величины углов откоса поверхности засыпи, образованной коксом и железосодержащими компонентами шихты, меньше значений углов естественного откоса мате- риалов и могут быть использованы в качестве исходных данных для раз- работанной в ИЧМ математической модели радиального распределения шихтовых материалов на колошнике доменной печи, что в комплексе с заданием в модель фактического исходного (перед выгрузкой порции) профиля поверхности засыпи, повысит достоверность расчета показателей распределения шихты, необходимых для контроля и управления загруз- кой печи. 1. Математические модели радиального распределения шихты в доменных пе- чах / В.И. Большаков, И.Г. Муравьева, Е.А. Белошапка и др. // Фундаменталь- ные и прикладные проблемы черной металлургии. Сб. науч. тр. ИЧМ – Вып. 8. – Днепропетровск ИЧМ, 2004 – С. 86–102. 2. Кройц Л., Бергман Б. Распределение материалов в доменной печи, работаю- щей с бесконусным засыпным аппаратом. // Черные металлы, – 1988. – №19. – С.3–10. 3. Доменное производство «Криворожстали». Монография под ред. чл.–корр. НАНУ В.И. Большакова / В.И. Большаков, А.В. Бородулин, Н.А. Гладков и др. // ИЧМ НАНУ, «Криворіжсталь». Дн–ск, Кр. Рог, 2004. – 378с. Статья рекомендована к печати чл.–корр.НАН Украины В.И.Большаковым
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-22071
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	XXXX-0070
language	Russian
last_indexed	2025-11-28T12:32:53Z
publishDate	2007
publisher	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
record_format	dspace
spelling	Муравьева, И.Г. Семенов, Ю.С. Шулико, С.Т. Шумельчик, Е.И. 2011-06-20T14:54:01Z 2011-06-20T14:54:01Z 2007 Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи / И.Г. Муравьева, Ю.С. Семенов, С.Т. Шулико, Е.И. Шумельчик // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2007. — Вип. 14. — С. 40-49. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22071 669.162 Приведены результаты исследований изменения углов откоса шихтовых материалов, полученных с помощью радиолокационной системы измерения профиля поверхности засыпи шихты. Определены граничные величины углов откоса, которые могут быть использованы в качестве исходных данных для математической модели радиального распределения шихтовых материалов. ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Производство чугуна Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи Article published earlier
spellingShingle	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи Муравьева, И.Г. Семенов, Ю.С. Шулико, С.Т. Шумельчик, Е.И. Производство чугуна
title	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи
title_full	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи
title_fullStr	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи
title_full_unstemmed	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи
title_short	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи
title_sort	определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи
topic	Производство чугуна
topic_facet	Производство чугуна
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22071
work_keys_str_mv	AT muravʹevaig opredelenieuglovotkosapoverhnostizasypišihtovyhmaterialovvdomennoipeči AT semenovûs opredelenieuglovotkosapoverhnostizasypišihtovyhmaterialovvdomennoipeči AT šulikost opredelenieuglovotkosapoverhnostizasypišihtovyhmaterialovvdomennoipeči AT šumelʹčikei opredelenieuglovotkosapoverhnostizasypišihtovyhmaterialovvdomennoipeči

Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи

Репозитарії

Схожі ресурси