Рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым БЗУ

Показано, что при загрузке доменных печей БЗУ лоткового типа, наряду с более напряженной газодинамикой в шахте печи, имеет место большее сопротивление и в зоне когезии по сравнению с аналогичными условиями работы печи при загрузке ее типовыми ЗУ....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2008
Hauptverfasser:	Быков, Л.В., Тарасов, В.П.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України 2008
Schriftenreihe:	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
Schlagworte:	Приветствия
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22287
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым БЗУ / Л.В. Быков, В.П. Тарасов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. — Вип. 16. — С. 386-397. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-22287
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-222872025-02-09T12:24:29Z Рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым БЗУ Быков, Л.В. Тарасов, В.П. Приветствия Показано, что при загрузке доменных печей БЗУ лоткового типа, наряду с более напряженной газодинамикой в шахте печи, имеет место большее сопротивление и в зоне когезии по сравнению с аналогичными условиями работы печи при загрузке ее типовыми ЗУ. 2008 Article Рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым БЗУ / Л.В. Быков, В.П. Тарасов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. — Вип. 16. — С. 386-397. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22287 669.162.261.3 ru Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии application/pdf Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Приветствия Приветствия
spellingShingle	Приветствия Приветствия Быков, Л.В. Тарасов, В.П. Рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым БЗУ Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
description	Показано, что при загрузке доменных печей БЗУ лоткового типа, наряду с более напряженной газодинамикой в шахте печи, имеет место большее сопротивление и в зоне когезии по сравнению с аналогичными условиями работы печи при загрузке ее типовыми ЗУ.
format	Article
author	Быков, Л.В. Тарасов, В.П.
author_facet	Быков, Л.В. Тарасов, В.П.
author_sort	Быков, Л.В.
title	Рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым БЗУ
title_short	Рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым БЗУ
title_full	Рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым БЗУ
title_fullStr	Рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым БЗУ
title_full_unstemmed	Рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым БЗУ
title_sort	рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым бзу
publisher	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
publishDate	2008
topic_facet	Приветствия
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22287
citation_txt	Рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым БЗУ / Л.В. Быков, В.П. Тарасов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. — Вип. 16. — С. 386-397. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
work_keys_str_mv	AT bykovlv racionalʹnyesistemyzagruzkidomennyhpečejoborudovannyhlotkovymbzu AT tarasovvp racionalʹnyesistemyzagruzkidomennyhpečejoborudovannyhlotkovymbzu
first_indexed	2025-11-25T23:49:18Z
last_indexed	2025-11-25T23:49:18Z
_version_	1849808189213638656
fulltext	386 В порядке обсуждения УДК 669.162.261.3 Л.В.Быков, В.П.Тарасов РАЦИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ЗАГРУЗКИ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ, ОБОРУДОВАННЫХ ЛОТКОВЫМИ БЗУ Приазовский государственный технический университет. Показано, что при загрузке доменных печей БЗУ лоткового типа, наряду с бо- лее напряженной газодинамикой в шахте печи, имеет место большее сопротивле- ние и в зоне когезии по сравнению с аналогичными условиями работы печи при загрузке ее типовыми ЗУ В последнее время на доменных печах все активнее внедряются бес- конусные загрузочные устройства. Доменные печи с БЗУ эксплуатируют- ся на ГМК «ArcelorMittal Кривой Рог», ОАО «МК Азовсталь», ОАО «МК Запорожсталь», «Магнитогорский металлургический комбинат», Новоли- пецкий МК и МК «Северсталь»[1–4]. Однако анализ работы доменных печей с загрузочными устройствами показал что, несмотря на высокую оценку их работы, в доменных печах оборудованных БЗУ, более напря- женные газодинамические условия и ниже показатели работы, по сравне- нию с печами, загрузку которых производят конусными загрузочными устройствами. В теории и практике доменной плавки распределение ма- териалов и газов по окружности и радиусу печи играет важную роль, оп- ределяющую во многом технико–экономические показатели работы до- менных печей. Установлено, что по окружности печи распределение ших- ты по массе и гранулометрическому составу должно быть равномерным. Это предопределяет в основном и равномерное окружное распределение газового потока. По радиусу печи распределение шихты и газов должно быть неравномерным. Это обусловливается периферийным подводом ду- тья, меньшим сопротивлением движению газов вдоль стен печи, увеличе- нием объема печей путем расширения поперечных размеров, неодинако- вой высотой зоны когезии. Для выполнения данных условий, на ДП 5 МК «Северсталь» за счет устройства дополнительных конструктивных решений по более равно- мерному ссыпанию шихты на лоток улучшили окружное распределение шихты, на ДП 9 ГМК «Arcelor Mittal Кривой Рог» улучшили качество шихтовых материалов, особенно кокса (вынос пыли 2 кг/т чугуна). В обоих случаях значительно улучшилась ровность хода и технико– экономические показатели печей. Однако на МК «Азовсталь» не могли воспользоваться опытом ука- занных МК, так как подбункерные коммуникации находятся ниже грун- товых вод и их реконструкция крайне затруднительна, а поэтому нет воз- можности выполнить отсев мелочи. Не воспользовались также конструк- 387 тивными доработками для идентичного потока шихты в любом положе- нии вращающегося лотка по окружности колошника.Здесь применяли загрузку подач КА↓АК↓, которые позволяли значительно улучшать ок- ружное распределение шихты, поскольку компенсация негативного влияния 2х бункеров на такое распределение производилась в каждой по- даче. Но такую систему применяли длительное время (месяцами), что не могло не сказаться на увеличение расхода кокса (малые подачи) в первую очередь и на снижении производительности печи. Кокс местного коксо- химического завода из донецких сернистых углей имеет низкую горячую прочность, что так же отрицательно сказывается на доменной плавке всех печей комбината и в первую очередь, оборудованных лотковыми БЗУ. В связи со сказанным выше было разработано несколько новых спо- собов загрузки шихты, которые направлены на улучшение условий до- менной плавки с загрузкой печей БЗУ лоткового типа. Первый такой спо- соб заключается в том, что кокс в центр доменной печи стали грузить не отдельными полуподачами К3К3 ↓, как это практикуется в этом случае через три, четыре или пять подач, а по одному скипу кокса К3 ↓ в каждой подаче (Патент Украины № 77867 от 15.01.2007г., «Способ загрузки до- менных печей, оборудованных лотковыми БЗУ / Воробьев А.В., Волошин В.С., Тарасов В.П., Быков Л.В. и др.// Бюл. №1. – 2007г. ). КК↓ АА↓ К3 ↓ КК ↓ АА↓ К3 ↓ Бункера: левый правый левый правый левый правый и т.д. Видно, что окружная неравномерность в распределении агломерата и кокса, создаваемая загрузкой шихты из двух бункеров, компенсируется следующей подачей, где кокс и агломерат меняются бункерами. До этого загрузка кокса осуществлялась подачами К9К9↓ А9А9↓, и только через определенный цикл подач делался перегон пустого скипа и кокс с агломе- ратом менялись бункерами. Поскольку загрузка, как правило, лимитирует производительность печи из–за машинного времени работы подъемника, а изменение порядка набора агломерата и кокса в правый и левый бункера производится с большим интервалом времени, то это зачастую приводит к опусканию уровня засыпи. Данная проблема, по скорости загрузки, осо- бенно актуальна во время выпуска продуктов плавки из печи, когда идет более интенсивный сход шихты. Загрузка одного скипа кокса из соответ- ствующих бункеров на третьем положении программы радиального по- ложения лотка, объяснялась во первых тем, что на втором и первом поло- жениях лотка, последний был неустойчив и были случаи его падения в печь. Во–вторых, загрузка третьего скипа кокса в каждой подаче непосред- ственно в осевую зону (1 и 2е положения) увеличивало бы здесь ход газов в большей мере, чем – то требовалось для образования рациональной «от- душины». 388 Если загрузка дополнительного скипа кокса в каждой подаче будет задерживать процесс загрузки, то можно грузить дополнительный скип кокса без меры, сразу за загрузкой очередной полуподачи. Можно так же грузить этот дополнительный скип кокса через подачу. КК↓ АА↓ КК↓ АА↓ Бункера: левый правый и затем левый правый КК↓ АА↓ К3↓ КК↓ АА↓ К3↓ левый правый левый правый левый правый В указанном случае компенсация загрузки агломерата и кокса будет происходить не в каждой подаче, а через одну подачу. Это значительно лучше по сравнению с перегоном пустого скипа через не всегда постоян- ное число подач. Способ загрузки доменных печей, оборудованных лотковыми БЗУ в основном состоит в попеременной выдаче шихты из промежуточных бункеров: АА↓КК↓. Данный способ загрузки доменных печей, оборудо- ванных лотковыми БЗУ, как указывалось в [1,3], вызывает значительную неравномерность окружного распределения шихты (см. примечания ре- дакции в конце статьи), причем при загрузке двух скипов агломерата (АА↓) из левого бункера и кокса (КК↓) из правого бункера (или наоборот) на максимум массы агломерата приходится минимум массы кокса. Значи- тельная неравномерность в распределении шихты по окружности печи негативно сказывается и на распределении газового потока, который оп- ределяет расход кокса и производительность печи. На ОАО «Азовсталь» доменные печи с БЗУ часто грузят расщепленными подачами типа КА↓АК↓. Через каждую полуподачу здесь чередуется смена бункеров и снижается ориентированная окружная неравномерность. Однако значи- тельного улучшения работы доменных печей с таким способом загрузки, не получили ни на «Азовстали» ни на доменной печи №6 НЛ МК. На обо- их указанных комбинатах грузят снова АА↓КК↓. Это связано с большим перевеиванием мелочи при загрузке малых масс агломерата по системе КА↓АК↓ и недостаточной площадью распределения рудной части подачи на колошнике. На МК «Азовсталь» при этом содержание СО2 в центре печи составляет 10 – 12 % вместо оптимальных 3 – 4 %, т.е. малые пода- чи не спасают от перегруза мелкими фракциями осевой зоны печи. В разработанном нами способе загрузку шихты производят сразу в два промежуточных бункера с последующей ее выгрузкой на вращаю- щийся лоток. В соответствии с нашим предложением, коксовую часть шихты грузят одновременно в оба промежуточных бункера с одновре- менной же выгрузкой из них на вращающийся лоток и последующей за- грузкой рудной части также одновременно в два бункера и одновремен- ной же выгрузкой из них на вращающийся лоток (Патент Украины №78403 «Способ загрузки доменных печей, оборудованных БЗУ»//Бюл.№3. – 2007). Например: 389 К К }↓ А А }↓ Бункера: левый правый левый правый Т.е. загрузку шихты осуществляют следующим образом: груженый скип кокса (например, левый), грузят в один из бункеров (левый), второй (правый) скип кокса грузят в другой бункер (правый). Затем по достиже- нии меры в печи или сразу после набора в оба бункера кокс из обоих бун- керов одновременно выгружают на вращающийся лоток и с него на ко- лошник печи. Кроме того, на некоторых печах за рубежом и на двух ме- таллургических комбинатах Украины успешно грузят сверхбольшие по- дачи рудной части шихты КККК↓ АААА↓. По существующему во всем мире способе загрузки шихты БЗУ сверхбольшие подачи не предусмотре- ны, а в некоторых случаях необходимо применять именно такие подачи. Поэтому для расширения технологических возможностей доменных пе- чей, оборудованных БЗУ, нами предложена вторая система загрузки, по которой грузят сначала в оба промежуточных бункера по два скипа кокса и с достижением меры в печи открывают нижние газоотсекающие клапа- ны и шихтовые затворы одновременно в обоих промежуточных бункерах. Кокс одновременно высыпается из двух бункеров на вращающийся лоток. Затем также набирают в оба бункера по два скипа рудной части шихты (агломерат, окатыши, добавки). При наличии меры в печи, открывают затворы одновременно в обоих промежуточных бункерах, и вся рудная часть шихты из них высыпается на вращающийся лоток: КК ↓ КК АА↓ АА Бункера: левый правый левый правый и т.д. Также грузят после четырех скипов кокса, перед загрузкой рудной части, один дополнительный скип кокса непосредственно в центр колош- ника, чтобы в центр не попадала рудная часть шихты, причем этот скип кокса грузят без меры сразу после набора в бункер: КК↓ КК↓ К ↓ АА↓ АА↓ Бункера: левый правый левый (в осевую зону) левый правый КК↓ КК↓ К ↓ АА↓ АА↓ левый правый правый (в осевую зону) левый правый и т.д. При обеих схемах одновременной загрузки четырехскиповых порций шихты увеличится окружная равномерность в распределении шихтовых материалов и снизится расход кокса при увеличении производительности печи. Это доказано, например, изменением программы работы ВРШ на ДП 6 МК «Азовсталь», когда регулировкой смещения коксовых гребней, на колошнике печи получили более равномерное окружное распределение газового потока и улучшение показателей работы печи . 390 Новый способ загрузки шихты БЗУ пока нигде не апробирован. На ДП 3 «Азовсталь» при открывании нижних газоотсекающих клапанов они перекрывают ход друг друга. На ДП 4 устаревшая автоматическая аппара- тура, которая не позволяет выполнить указанную технологию загрузки. Есть все основания считать, что любая переделка механизмов и аппарату- ры для обеспечения работы БЗУ по новому способу загрузки будет весьма эффективной с небольшими сроками окупаемости затрат. Это тем более важно, что известные способы загрузки печей с БЗУ имеют более низкие показатели их работы, по сравнению с конусными загрузочными устрой- ствами (см. примечания редакции в конце статьи). Кроме того, известно влияние порозности зернистого слоя на основные закономерности потерь напора и массо–теплообменных процессов по сечениям доменной печи. Следует отметить, что разработки связанные с «отдушиной» в осевой зоне доменной печи успешно применялись на ОАО «Запорожсталь» при внедрении загрузочного устройства с технологическим отверстием в ниж- нем конусе[5]. 3. Изменение газопроницаемости зоны когезии в зависимости от ве- личины рудной нагрузки и конфигурации распределения рудной и коксо- вой составляющих шихты. В настоящей работе исследовано влияние на порозность слоя запол- нение коксовой насадки размягченными, полужидкими и жидкими про- дуктами плавки, а так же особенности влияния на зону когезии загрузки шихты БЗУ. Для исследований использовали стеклянный цилиндр диаметром 135 см, в который в различных последовательности и массе загружали кокс фракции 5 – 8 мм и парафин фракции 1 – 2 мм. Цилиндр помещали в вод- ную ванну, установленную на нагреватель с регулируемой температурой. В слой кокса с парафином вставляли две термопары на периферию и в центр, а также третью термопару для измерения температуры воды. На стенках цилиндра нанесли риски высоты и объема, для определе- ния усадки слоя шихты при размягчении и усадке парафина, а также при частичном и полном расплавлении парафина. На рис.1 представлены ре- зультаты усадки слоя и изменения εi и симплекса (1–ε) /ε3 в зависимости от температуры. Расположение кокса и парафина схематично показано на рис.1, причем рудная нагрузка составляла 1,8 т/т, что аналогично руд- ной нагрузке в центральной зоне доменных печей МК «Азовсталь». Порозность εi при i–той усадке определяли из соотношения: ( )1 1i i i i i iV V V Vε ε − +⎡ ⎤= − Δ −⎣ ⎦ , (1) где 1iε − – порозность слоя после (i – 1) усадки, м3/м3; iV – объем начального слоя шихты, м3; ( )1i iV V +Δ − – объем i–той усадки слоя, м3; 391 Если в формулу (1) подставить значения объема Fh, то при равной площади для всех i–тых положений соотношение (1) упрощается: Рис.1. Изменение объема и порозности слоя кокса и парафина при нагреве: 1, 2, 3 – температура воды, периферии и центра слоя, °С; 4 – изменение высоты слоя, мм; 5 – изменение порозности слоя, м3/м3; 6 – влияние полужидкой и жидкой массы в пустотах коксовой насадки на величину симплекса (1–ε)/ε3. ( )1 1i i i i i ih h h hε ε − +⎡ ⎤= − Δ −⎣ ⎦ , (2) где ih – высота слоя шихты в i –том положении, мм; ( )1i ih h +Δ − – усадка слоя в i +1 положении, мм. При заполнении цилиндра коксом и парафином создавали имитацию их распределения типовым ЗУ, а так же БЗУ с учетом тех систем загрузки шихты, которые применялись ранее и применяются сейчас на доменных печах №3 и №4 МК «Азовсталь», оборудованных лотками БЗУ. На рис.1 показано, что схема укладки кокса и парафина соответствует распределению рудной и коксовой составляющих доменной печи при загрузке ее типовым ЗУ. Видно, что усадка слоя при повышении темпера- туры на периферии слоя t2 и в центре сосуда t3 мало менялась во време- ни. Однако порозность слоя резко снизилась при температуре периферии 392 50 ºС с 0,48 до 0,35 за счет не только размягчения парафина, но и расплав- ления его в периферийной зоне. В центральной зоне температура в это время достигла только 40 ºС, что соответствует интенсивному размягче- нию слоя и незначительному внедрению парафина в коксовую насадку. На рисунке 1 это видно горизонтальными участками на кривых 4 и 5. Вы- сота слоя во времени с 90 до 125 мин. составила 155 мм и порозность слоя 0,35. Затем температура в центре за 30 минут (с 120 до 150 минут от нача- ла исследования) увеличилась с 45 до 50 ºС и парафин начал переходить в жидкое состояние и заполнять коксовую насадку. Поскольку общий объ- ем парафина в центральной зоне цилиндра значительно меньше его объе- ма в периферийной зоне, то и усадка слоя шихты и изменение порозности слоя проходили менее интенсивно, по сравнению с плавлением парафина в периферийной зоне сосуда. Величина симплекса (1– ε)/ε3, начиная с температуры 50 ºС резко увеличилась с 5 до 15 единиц и в дальнейшем росла пропорционально увеличению t2 и t3. При конечной порозности 0,22 м3/м3 величина симплекса (1– ε)/ε3 возросла до 73. Такое резкое увеличе- ние данного показателя связано с тем, что жидкий парафин не стекал из межкусковых пустот кокса, и с повышением температуры увеличивалась жидкоподвижность парафина, который заполнял все пустоты между час- тицами кокса. В доменной печи температуры в периферийной и осевой зонах распа- ра и заплечиков изменяются с 1150 до 1400 ºС, а в промежуточной зоне с 1000 до 1230 ºС. Тогда можно принять температуру периферии в опыт- ном сосуде аналогичной температуре промежуточной зоны колошника. В доменной печи жидкая фаза из зоны когезии начинает стекать в коксовую насадку уже в верхней части периферии распара, увеличиваясь по его вы- соте и особенно в заплечиках. Количество жидких чугуна и шлака, фильт- руемых через зону когезии в коксовую насадку, зависит от многих при- чин: нагрева печи, основности шлака, степени офлюсованности шихты (массы низкоосновных окатышей), очередности загружаемых материалов в подаче и др. В первом приближении можно принять четверть жидкого шлака и 80 % чугуна покидающих зону когезии от общего их количества в зоне первичного шлакообразования. Тогда аналогично в нашем случае порозность слоя кокса составит 0,28 – 0,32 м3/м3. В среднем примем ε та- кого слоя 0,3, тогда симплекс (1– ε)/ε3 составит 26 единиц или в пять раз больше его значения до начала плавления парафина. В доменной печи на зону когезии приходятся потери напора. 0,9 – 1,0 ати или (0,95/0,2) в 4,75 больше, по сравнению с зоной кусковых материалов. Таким образом, результаты исследований влияния массы жидких про- дуктов плавки на изменение порозности слоя и величины симплекса (1– ε)/ε3 соизмеримы с соответствующими реальными условиями доменного процесса. При загрузке доменных печей № 3 и № 4 МК «Азовсталь» лот- ковыми БЗУ системой АА↓КК↓ конфигурация слоев коксовой и рудной составляющих подачи на колошнике примерно соответствует показанной 393 на рис.1. Тем более, что загрузку агломерата с окатышами в основном вели при однокольцевом положении лотка, как это имеет место и при за- грузке шихты типовым ЗУ. На МК «Азовсталь», очень часто (и подолгу) грузили печи с БЗУ системой КА↓АК↓. Это делалось для компенсации окружной неравномерности в распределении шихты при загрузке ее из двух промежуточных бункеров. В этом случае грузили печи малыми по- дачами, влияние которых на зону когезии безусловно отличается от рас- смотренной выше. Так на рис.2, приведены результаты изменения объема и порозности слоя коксика и парафина при их загрузке с имитацией сис- темы КА↓АК↓. Рис.2. Изменение объема и порозности слоя в зависимости от температуры: 1, 2, 3 – температура воды, периферии и центра слоя, °С; 4,5 – изменение высоты и порозности слоя от нагрева; 6 – изменение симплекса (1–ε)/ε3. Видно, что в этом случае симплекс (1– ε)/ε3 резко возрастает до 50 – 60 единиц уже через 40 минут нагрева, тогда как при загрузке АА↓КК↓ такая величина этого симплекса достигалась через 150–180 минут. Следо- вательно, потери напора печных газов на периферии печи при загрузке БЗУ системой КА↓АК↓ увеличиваются быстрее, по сравнению с загруз- кой АА↓КК↓. Поэтому печи и грузили (и грузит сейчас) именно КА↓АК↓ 394 т.е. 100% расщепленной подачи одним коксом вперед для увеличения га- зопроницаемости периферии печи. Данные исследования показали, что указанные системы загрузки нужно применять совместно при определенной цикличности. При быст- ром сходе шихты на периферии конфигурация слоев рудной составляю- щей и кокса в нижней части шихты и в распаре может измениться и при- нять более горизонтальное положение. Поэтому провели исследования изменения порозности в зоне когезии при укладке парафина и коксика горизонтальными слоями. На рис.3 и 4 показано влияние такого распреде- ления шихты в зоне когезии на изменение симплекса (1–ε)/ε3. Причем рассмотрены варианты с обычной загрузкой смешанных подач (ААКК↓КААК↓) и больших подач раздельных КККК↓ АААА↓. Так, при загрузке подач ААКК↓,КААК↓,ККАА↓ с такой же укладкой слоев наверху на колошнике, но с изменением их распределения горизонталь- ными слоями в нижней части печи (Рис.3) изменение симплекса (1–ε)/ε3 имело примерно одинаковую закономерность как с наклонными слоями в зоне когезии (Рис.1). Но количественные значения этого симплекса не- сколько отличались, при t2 – 60 0C при наклонных слоях кокса и парафина указанная величина была равна 10 (Рисунок 1), а при горизонтальных слоях 20 (Рис.3). Рис.3. Влияние количества жидкого парафина в межкусковых пустотах кокса при загрузке их горизонтальными слоями: 1, 2, 3 – температура воды , периферии и центра слоя, °С; 4 – изменение высоты зернистого слоя, мм; 5 – изменение по- розности слоя в зависимости от количества жидкой фазы парафина в пустотах частиц кокса, м3/м3; 6 – изменение симплекса (1–ε)/ε3. 395 Рис.4. Изменение порозности и симплекса (1–ε)/ε3 слоя кокса и парафина оди- накового объема в зависимости от температуры нагрева: 1, 2, 3 – температура во- ды , периферии и центра слоя, °С; 4 – усадка слоя, мм; 5,6 – изменение порозно- сти и симплекса (1–ε)/ε3. Следовательно, теплопроводность парафина и кокса здесь также имеет важное значение. Поэтому формула (2) с учетом теплопроводности материалов слоя принимает следующее соотношение: ( )1 1i i i i i ih h h Т hε ε α− +⎡ ⎤= − Δ⎣ ⎦ , (3) где Δα – разность теплопроводностей кокса и парафина; Т – температура, К. С увеличением объема слоя парафина влияние указанного фактора возрастает. Так с увеличением высоты слоя парафина в два раза (Рис.3) при t2 60 ºС и t3 45 ºС парафин полностью расплавился. Кокс расположил- ся внизу слоя высотой 95 мм, парафин полностью заполнил межкусковые пустоты кокса и на 10 мм выше его находился в жидком состоянии. По- розность снизилась с 0,18 до 0,08 и симплекс при ε = 0,18 составил 140 единиц, т.е. такой слой практически бы не продувался. Здесь следует по- вторить, что в доменной печи такого положения не бывает, так как жид- кие шлак и особенно чугун покидают зону когезии, как только перегрева- 396 ются до определенной жидкоподвижности. Объем жидких продуктов плавки (Q) в коксовой насадке ниже зоны когезии. На рисунке 4 представлены результаты исследований изменения по- розности и симплекса (1–ε)/ε3 при подгруженной периферии (РН = 3,8) и разгруженном центре слоя парафина. При температуре периферии 45 ºС и центра 26 ºС порозность слоя снизилась до 0,3, а симплекс (1–ε)/ε3 до 26 соответственно с 0,52 до 3,4 до начала нагрева. Затем следует плавление парафина и заполнение им пустот кокса с резким снижением порозности до 0,15 м3/м3 и величиной (1–ε)/ε3 свыше 150 единиц. Значительным недостатком проведенных исследований является то, что из зоны когезии не фильтровалась подвижная жидкая фаза. Кроме того, нет исследований по определению количества подвижного чугуна и особенно шлака, покидающих зону когезии и повышающих при этом ее порозность. Однако, целью настоящих исследований было определить влияние соотношения кокс – рудная часть и конфигурации их распреде- ления на изменение порозности слоя не только при размягчении рудных материалов подачи, но и при заполнении межкусковых пустот кокса жид- кой фазой. Поэтому, несмотря на значительные условности проведенных исследований, их цель была достигнута. Таким образом, изменение порозности слоя и симплекса (1–ε)/ε3 в за- висимости от температуры и времени нагрева кокса и парафина с разными их соотношениями и конфигурацией расположения относительно друг друга весьма различно. Поэтому и потери напора печных газов в зоне ко- гезии также будут различными, так как рудные нагрузки здесь и коксовые окна весьма различны. Следовательно, более значительная окружная не- равномерность в распределении агломерата и кокса при загрузке печей БЗУ лоткового типа способствует не только различной проницаемости кускового столба шихты, но еще в большей мере различной проницаемо- сти зоны когезии. При этом заполнение межкусковых пустот кокса полу- жидкими и жидкими продуктами плавки играет большую роль, по срав- нению с проникновением сюда размягченных материалов рудной части шихты. Таким образом, результаты проведенных исследований показывают, что при загрузке доменных печей БЗУ лоткового типа наряду с более на- пряженной газодинамикой в шахте печи имеет место большее сопротив- ление и в зоне когезии по сравнению с аналогичными условиями работы печи при загрузке ее типовыми ЗУ. 1. Исследование некоторых особенностей истечения материалов из бункеров БЗУ/В.В.Бочка, Н.Ш.Гринштейн и др.//Сталь.– 1994.– С.11–14. 2. Большаков В.И. Теория и практика загрузки доменных печей/Большаков В.И.– М.: Металлургия, 1990. –256 с. 397 3. Газодинамические параметры и показатели работы доменных печей с загруз- кой БЗУ и типовой конструкции / В.П.Тарасов, П.В.Тарасов, Л.В.Быков // Сталь. –2005. – №1. – С.6 – 9. 4. Большаков В.И. Технология высокоэффективной энегосберегающей доменной плавки. –Киев: Наукова думка, 2007. – 411с. 5. Результаты работы доменной печи с «отдушиной» в осевой зоне/ В.А.Сацкий, В.И.Набока, Н.Н.Крутас и др. // Сталь. – №10. – 2003. – С.8 – 10. Комментарий редколлегии В статье повторяется необоснованное и противоречащее мировому опыту утверждение о худших показателях работы доменных печей, осна- щенных БЗУ, по сравнению с печами, оснащенными КЗУ. Несостоятель- ность этого утверждения показана ранее в журналах «Сталь». –2005. № 7. С. 17–20 и в Бюл. «Черная металлургия» ОАО «Черметинформация». – 2007. – № 9. – С. 24–32. Судя по содержанию статьи, БЗУ на печи ОАО «Азовсталь» исполь- зуется в конусном режиме, а поиск рационального окружного распреде- ления ведется в условиях нерационального радиального распределения, что методически нецелесообразно. Предлагаемый авторами для улучше- ния окружного распределения способ одновременной выгрузки материа- лов из двух бункеров неприемлем по многим соображениям. Известны другие более эффективные приемы управления окружным распределени- ем, применяемые на печах, оснащенных БЗУ. Оценки и предложения авторов по управлению распределением ших- ты и газов основаны на опыте эксплуатации доменных печей «Азовста- ли», работающих в специфических условиях, они не могут без дополни- тельного анализа применяться к другим доменным печам. Сведения об авторах: Быков Леонид Всеволодович, аспирант, Приазовский государственный тех- нический университет, г. Мариуполь Тарасов Владимир Петрович, д.т.н., профессор кафедры металлургии чугу- на, Приазовский государственный технический университет, г. Мариуполь

Рациональные системы загрузки доменных печей, оборудованных лотковым БЗУ

Institution

Ähnliche Einträge