Реферат: Вугільне паливо в доменній печі

Серед методів регулювання теплового стану доменної печі разом із зміною температури і вологості дуття найбільш економічною і перспективною є зміна кількості вдуваних у сурму газоподібних, рідких і твердих палив.Для створення системи регулювання теплового стану печі з використанням дій, що управляють "знизу", досліджували динаміку доменного процесу за допомогою запропонованих каналів управління.

Встановлений складний характер впливу зміни витрати природного газуі мазута на вміст кремнію в чавуні. Так, збільшення витрати природного газу або мазуту спочатку викликає зниження нагріву сурми і зменшеннявмісту кремнію в чавуні. Через деякий час, в зв'язку з інтенсифікацією ходу відновлюваних процесів в печі, починає виявлятися вторинний ефект, що полягає в підвищенні нагріву сурми.

Повний ефект регулювання вмісту кремнію в чавуні за допомогою зміни витрати природного газу досягається через 10-16 годин.

Складний і тривалий характер перехідних процесів при зміні витрат природного газу і мазуту ускладнює використання цих паливних добавок для оперативного регулювання нагріву сурми печі.

Пиловугільне паливо, близьке по хімічному складу до коксу, не викликає істотних змін в складі і кількості фурмених газів, зміна його витрати повинна впливати на вміст кремнію в чавуні по менш складному закону.

Різка зміна витрати пиловугільного палива позначається на зміні кількості Si в чавуні вже на наступному випуску. Час запізнювання перехідного процесу складає 0,5г. У реальних умовах доменної плавки цією величиною можна нехтувати; постійна часу складає 3,5г. Повний ефект регулювання практично досягається через 8-9г. (в середньому на третьому випуску).

Рівняння перехідного процесу зміни вмісту кремнію в чавуні при зміні витрати пиловугільного палива записується у вигляді(1.7.1):

ΔGПВП зміна витрати пиловугільного палива, кг/т; τ- поточний час від моменту нанесення обурення, години

1.8 Технологія доменної плавки при вдуванні ПВП

Зарубіжний досвід свідчить, що подача максимальної кількості ПВП - 230 кг/т (чавуну) і його ефективне використання можливі тільки в тому випадку, якщо в печі будуть створені необхідні умови.

Серед них: поліпшення фракційного складу шихти; зниження виходу шлаку; підвищення вмісту заліза в агломераті; поліпшення якості коксу по показнику гарячої міцності до 60-70 %.

Для поліпшення газопроникливості стовпа шихти і коксового «ютермана» рекомендується працювати з розпушеним центром печі, тобто робочі подачі коксу фракції +45 мм завантажувати в центр, а робочі подачі, що складаються з коксу фракції +40 мм, коксового горішка і залізорудних матеріалів - в периферійну і проміжну зони колошника.

Домна повинна працювати на максимально допустимому тиску газів у печі. Це дозволить зменшити негативний вплив погіршення газопроникності за рахунок зменшення частки коксу у в стовпі шихти.

Необхідно підвищувати вміст кисню в дутті, що забезпечить збереження теоретичної температури горіння на оптимальному рівні і скоротить вихід сурмових газів на тонну чавуну. Для досягнення максимального ступеню окислення вуглецю у фурм рекомендується подавати кисень у факел горіння ПВП, а вугілля нагрівати доменним газом з добавками стимуляторів горіння.

Зміна опору руху газів розраховується по формулі (1.8.1):

де Pg i Pk - тиск дуття і колошникового газу, кПа;

Vф.г- об'єм сурменого газу, м3/хв.

Потрібно формувати зону плавлення у вигляді перевернутої букви V з одночасним збільшенням кута її нахилу. Це дозволить збільшити кількість «коксових віконець» в ній і знизити опір проходу газів, забезпечити рівномірну роботу фурмених вогнищ по колу сурми шляхом регулювання витрати ПВП по фурмам для досягнення рівності їх температур.

2. Методика виконання технологічних розрахунків

Метою розрахунку є вивчення впливу збільшення витрати ПВП на техніко-економічні показники плавки. Об'єми витрати ПВП представлені в таблиці 1. Для вирішення цього питання дається п'ять варіантів розрахунків показників доменної плавки.

Таблиця 1. Варіанти витрати ПВП.

Варіанти	Витрати ПВП ,кг/т чавуну	Витрати природного газу м3/т чавуну
1	0	100
2	30	75
3	60	50
4	90	25
5	120	0

Таблиця 2. Хімічний склад вдуваного ПВП %.

C	H	S	W	N	O	A
65,65	4,92	0,85	1	0,47	0,102	11,5

Технологічні розрахунки виконують на персональному комп'ютері,
який за відповідною програмою обчислює теоретичні дані.
Результатом обчисленьє вихід машинних даних, представлених в додатку А, після яких дається таблиця з розшифровкою отриманих розрахунковим шляхом показників доменної плавки, представлених у додатку Б.

3. Графічний аналіз впливу витрати ПВП на основні технологічні показники доменної плавки

Застосування ПВП знижує витрата коксу, оскільки вуглець ПВП замінює еквівалентну кількість вуглецю коксу (рис 3.1).

Наслідком зниження витрати коксу є зниження загального приходу сірки з шихтою (рис3.2).

Спостерігається зниження виходу горнових газів, визначене скороченням витрати коксу (рис 3.6).

Спостерігається підвищення теоретичної температури горіння у зв'язку з скороченням витрати природного газу і зниженням виходу горнових газів .

Висновки

1. Технологія доменної плавки з вдуванням в сурму природного газу, що вимагає щорічно в Україні 2,5 млрд м3 газу, в економічних умовах, що склалися, менш ефективна в порівнянні з використанням пиловугільного палива. Визначальний показник, що характеризує переваги ПВП - можливість заміни вугільним пилом в 2-3 рази більшої кількості коксу. Застосування пиловугільного палива дозволяє значно скоротити витрату коксу і природного газу, а також підвищити продуктивність доменних печей.

2. Одночасно із збільшенням витрати ПВП необхідно застосовувати компенсуючі заходи, які повинні нейтралізувати негативний вплив комбінованого дуття на технологічний режим: зниження витрати природного газу, збагачення дуття киснем, підвищення температури дуття до 1200 °С.

3. Проведений аналіз показав, що вдування ПВП в доменні печі економічно виправдане вже в теперішній час. Для умов України (за відсутності власного природного газу і все зростаючому дефіциті коксу і коксующогося вугілля) воно необхідне.

Перелік посилань

1. «Выплавка чугуна с применнением пылеугольного топлива» Ярошевский СЛ. М.: Металлургия, 1988. 176 с.