способ загрузки доменной печи

Формула изобретения

Способ загрузки доменной печи, включающий многопоточную укладку шихтовых материалов на колошник, изменение радиуса укладки гребня шихтовых материалов на колошнике по ступеням путем изменения скорости вращения роторного распределителя, отличающийся тем, что на заданной ступени колошника определяют количество электричества, потребляемое приводом роторного распределителя на распределение шихтовых материалов (Q, кулон), удельные затраты количества электричества на распределение 1 кг шихтовых материалов (W, кулон/кг), вычисляют на заданной ступени колошника заданный вес загружаемых шихтовых материалов (Р, кг), по следующему выражению: P = Q/W, и осуществляют изменение радиуса укладки гребня шихтовых материалов на следующую ступень после выгрузки заданного веса шихтовых материалов на предыдущей ступени колошника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к доменному производству, и может быть использовано при управлении загрузкой шихтовых материалов в доменную печь бесконусным загрузочным устройством, содержащим вращающийся распределительный орган.

Известен способ загрузки доменной печи, включающий многопоточную укладку шихтовых материалов на колошник при плавном и непрерывном изменении радиуса укладки гребня шихты на колошник роторным распределителем (Шинкаренко А. С. и др. Совершенствование конструкции загрузочного устройства доменной печи с роторным распределителем шихты. 3-ий Международный конгресс доменщиков, г. Новокузнецк, 1995 г., стр. 44).

Однако при корректировке режима работы доменной печи недостаточно плавного и непрерывного распределения материалов по поверхности засыпи, так как необходимо нивелировать радиальную неравномерность, возникающую при загрузке материалов на колошник печи и не позволяющую управлять газовым потоком, что ведет к снижению производительности печи.

Известен также способ загрузки доменной печи, включающий многопоточную укладку шихтовых материалов на колошник, изменение радиуса укладки гребня шихтовых материалов на колошник по ступеням путем изменения скорости вращения роторного распределителя. (Пат. России N 02118373 C1, C 21 B 7/20, 27.08.98).

Однако при загрузке или корректировке работы доменной печи необходимо знать точное количество шихтовых материалов, укладываемых на тот или иной радиус колошника. Известный способ не предусматривает возможности точного определения количества загружаемого материала на заданный радиус, что создает неравномерность кольцевой засыпи и в свою очередь приводит к снижению производительности печи.

Задачей настоящего изобретения является повышение производительности печи и снижение расхода кокса за счет возможности создания необходимого по технологии профиля шихты по радиусу колошника.

Поставленная задача достигается тем, что в способе загрузки доменной печи, включающем многопоточную укладку шихтовых материалов на колошник, изменение радиуса укладки гребня шихтовых материалов на колошнике по ступеням путем изменения скорости вращения роторного распределителя, согласно изобретению на заданной ступени колошника определяют количество электричества, потребляемое приводом роторного распределителя на распределение шихтовых материалов (Q, кулон), удельные затраты количества электричества на распределение одного килограмма шихтовых материалов (W, кулон/кг), вычисляют на заданной ступени колошника заданный вес загружаемых шихтовых материалов (P, кг), по следующему выражению: P = Q/W, и осуществляют изменение радиуса укладки гребня шихтовых материалов на следующую ступень после выгрузки заданного веса шихтовых материалов на предыдущей ступени колошника.

Из анализа результатов работы доменной печи следует, что координаты распределения шихтовых материалов по радиусу колошника зависят от вида материала и скорости вращения роторного распределителя. Чем выше скорость последнего, тем ближе к периферии печи располагается загружаемая масса материала. Таким образом, возможно формирование гребня шихты по радиусу колошника в зависимости от скорости вращения роторного распределителя, а регулирование высоты слоя шихты - в зависимости от величины порции загружаемого материала.

Использование изменения скорости вращения роторного распределителя по ступеням способствует такому изменению радиуса укладки гребня шихты, при котором практически на любом уровне засыпи обеспечивается заданное распределение и газопроницаемость шихты, что ведет к снижению расхода кокса.

Кроме того, экспериментально установлено, что для обеспечения ровного и форсированного хода печи необходимо иметь подгруженную периферию при умеренно открытом центре, что позволяет увеличить степень использования химической и тепловой энергии газов, а также способствует увеличению газопроницаемости столба шихтовых материалов, и, соответственно, ведет к повышению производительности печи.

Предлагаемый способ загрузки доменной печи с указанной совокупностью признаков обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности печи и снижении расхода кокса за счет возможности создания необходимого по технологии профиля шихты по радиусу колошника.

Получение данного технического результата достигнуто решением задачи на изобретательском уровне, в частности определением на заданной ступени количества электричества, потребляемого приводом роторного распределителя на распределение шихтовых материалов (Q, кулон), удельных затрат количества электричества на распределение одного килограмма шихтовых материалов (W, кулон/кг), вычислением на заданной ступени колошника заданного веса загружаемых шихтовых материалов (P, кг) по выражению P=Q/W и изменением радиуса укладки гребня шихтовых материалов на следующую ступень после выгрузки заданного веса шихтовых материалов на предыдущей ступени колошника, что не следует из известного уровня техники.

Реализация способа загрузки доменной печи осуществлялась на ОАО "ЗСМК" следующим образом.

Пример. На основании расчета траекторий движения потока частиц шихтовых материалов и экспериментальных данных определили скорость вращения роторного распределителя и удельные затраты количества электричества на распределение 1 кг веса, соответствующие тому или иному виду материала и координаты распределяемого материала по радиусу колошника.

Для упорядочения распределения материала на колошнике площадь последнего разбили на 10 равновеликих по площади кольцевых ступеней, которым присвоили порядковые номера от 0 до 10. Отсчет кольцевых ступеней идет от центра печи к периферии. Программу цикла загрузки, обеспечивающую заданное распределение шихты по радиусу печи, составляли, исходя из выражения P=Q/W, т.е. количество электричества, потребленное приводом роторного распределителя на распределение материала на определенной ступени, деленное на удельные затраты количества электричества на распределение 1 кг веса, соответствует весу загружаемой порции на данной ступени.

Контроль за весом выгружаемой порции шихты по заданному алгоритму осуществляет электронно-вычислительная машина.

Для создания профиля шихты на колошнике доменной печи (объемом 2000 м³, диаметром колошника 6500 мм, скиповой системой загрузки), например, на 7, 6, 5 ступени колошника необходимо распределить 30000 кг шихтовых материалов в соотношении 20%, 30%, 50%, что составит по ступеням, соответственно: 6000 кг, 9000 кг и 15000 кг, при расчетной скорости вращения ротора для 7-ой ступени 11,59 об/мин, для 6-ой - 9,68 об/мин и для 5-ой - 7,8 об/мин. Удельные затраты количества электричества на распределение 1 кг веса шихтовых материалов по ступеням определили экспериментально и они составили: для 7-ой ступени - 0,0362 кул/кг; для 6-ой - 0,0324 кул/кг и для 5-ой - 0,0286 кул/кг.

Заданный режим выгрузки шихты обеспечивался программой цикла загрузки путем контроля веса порции шихты по количеству электричества, потребленного приводом роторного распределителя, деленному на удельные затраты количества электричества, и когда оно соответствовало заданному весу выгружаемой порции, заканчивали выгрузку материала на заданную ступень и переходили на следующую ступень, изменяя скорость вращения роторного распределителя.

Так, для загрузки на 7-ую ступень печи, программой загрузки установили заданный вес 6000 кг и ступень загрузки N 7. В соответствии с этой программой машина определила скорость вращения роторного распределителя 11,59 об/мин. С момента попадания материала на роторный распределитель машина начинает отсчет веса выгружаемой порции и сравнение его с заданным по соотношению P= Q/W. В процессе выгрузки материала непрерывно в каждый момент времени определяется соотношение потребляемого приводом роторного распределителя количества электричества к его удельным затратам. При достижении Q= 217,2 кулон для 7-ой ступени, машина вычисляет соотношение 217,2/0,0362 и сравнивает его о заданным весом, и, так как данное соотношение равно 6000 кг, заканчивается выгрузка материала и происходит автоматическое отключение роторного распределителя. При необходимости загрузки материала на следующую ступень изменяется скорость вращения роторного распределителя соответственно следующей ступени и аналогичным образом производится выгрузка материала.

Применение данного способа загрузки доменной печи позволяет повысить эффективность доменной плавки путем оптимизации распределения шихты за счет надежного обеспечения заданного распределения по радиусу колошника, формирования необходимого профиля засыпи.

Предлагаемый способ загрузки доменной печи промышленно применим в черной металлургии на доменных печах, оборудованных роторными загрузочными устройствами, и обеспечивает ровный экономичный ход печи в изменяющихся шихтовых условиях.