Перевести страницу
0
Корзина пуста

Машиностроительное предприятие - цех металлообработки, станочные работы любой сложности

История совершенствования технологии доменной плавки - ЧАСТЬ 1

В 1940 г. Украина выплавляла 10 млн т чугуна в год, а в 1943 г. производство чугуна было равно нулю. Несмотря на проблемы возрождение народного хозяйства в послевоенный период, в 1988 г. производство чугуна в Украине достигло практически 50 млн т в год. Интенсивное усовершенствование доменного производства в Украине сопровождалось активной разработкой и реализацией новых технологий, строительством агрегатов большой единичной мощности, появлением в системе Академии наук УССР Института черной металлургии и большого количества отраслевых исследовательских и проектных институтов. Результатом разработок ученых явилось создание научно-технических основ увеличения эффективности доменного производства и увеличения выплавки чугуна.

Управление погрузкой материала в доменные печи всегда было первоочередным фактором, с помощью которого можно управлять ходом плавки, обеспечивать наивысшую эффективность доменной плавки. Уже около 100 лет эксплуатируются конусные аппараты, которые явились большим шагом вперед в развитии доменного производства, поскольку они позволили обеспечить управление распределением шихты по окружности и радиусу, уменьшить выбросы газа в атмосферу.

Рассмотрим более поздний этап, связанный с повышением объема доменных печей, который является ключевым в развитии доменной промышленности, совершенствовании технологии и управления загрузкой. В конце 30-х годов прошлого столетия на основании опыта эксплуатации и строительства доменных печей объемом около 1000 м3 среди специалистов не было единого мнения о возможности и целесообразности дальнейшего увеличения их объема. Американские и немецкие специалисты-доменщики считали, что увеличение объема, связанное с увеличением диаметров всех элементов печи, нецелесообразно, так как в осевой зоне печи может образовываться непроницаемый для газов столб материалов — «тотерман», увеличение которого приведет к снижению технико-экономических свойств плавки и осложнит управление распределением газов в доменной печи. Результаты изучения вопроса работы доменных печей, проведенные группой советских ученых — учеников профессора М.А. Павлова, опубликованы в 1949 г. в трудах Ленинградского политехнического института. Выполнение этого комплекса исследований было сконцентрировано на решение главной проблемы — оценки целесообразности строительства доменных печей большего объема, чем достигнутый в то время (1000—1300 м3). На 12 доменных печах изучались особенности распределения газов, определялось, можно ли продувать осевую зону доменной печи, обеспечить нормальную технологию плавки, не будет ли в горне печи образовываться чрезмерно большой тотерман, уменьшающий эффективность плавки. Эти обстоятельные исследования, проведенные на многих российских и украинских металлургических заводах, имели две особенности. Кроме обычного анализа технических данных доменной плавки и измерения распределения CO2 по радиусу печи, были применены новые методы исследования: во-первых, зондирование горна доменной печи, изучение процессов распределения газов в фурменной зоне и, во-вторых, использование при исследованиях различных средств для замера профиля засыпи и скоростей схода шихты. Именно эти два элемента существенно отличали содержание информации, которая анализировалась при проведении исследований. Опираясь на результаты исследований была показана возможность создания и нормальной эксплуатации более мощных доменных печей, увеличения диаметров колошника и горна, объема печей и их производительности.

В 1960—1965 гг. были опубликованы работы крупных специалистов — механика В.К. Грузинова и технолога Н.Н. Ба-барыкина. В работе обобщено и математически описано распределение шихты при помощи конусных аппаратов, в работе приведены результаты исследований, связанных с ходом доменной плавки, развитием тепловых процессов и влиянием на них распределения шихтовых материалов в доменных печах. Широкий объем экспериментальных и теоретических изучений газодинамики и газопроницаемости шихты в доменных печах, оснащенных конусными загрузочными устройствами (КЗУ), выполнен профессором В.П. Тарасовым. Изучению особенностей взаимосвязи конструкции конусного распределителя и изменения траекторий движения шихты, а также управления окружным размещении шихты на печах с КЗУ посвящена работа.

В 1950 г. в СССР начались активные работы по проектированию и строительству новых доменных печей больших объемов. Печи объемом 1719, 2000, 2700 м3 и более поздние печи объемом 3000, 3200, 5000 и 5580 м3 впервые в мире строились в Советском Союзе, причем значительная их часть была построена на «Криворожстали». Когда в послевоенные годы началось строительство и освоение первых образцов новых доменных печей большого объема на «Криворожстали», Институт черной металлургии, который в то время возглавлял академик АН УССР З.И. Некрасов, развернул комплекс исследований по распределению шихты при загрузке печей большого объема, изучению характеристик распределения, анализу шихтовых материалов, разработке и освоению новых технологий плавки. Тогда же начал широко применяться агломерат, а позднее — окатыши. Все эти факторы требовали осмысления, оценки и совершенствования управления процессом плавки на доменных печах большого объема. Позднее появились новые системы шихтоподачи, где вагон-весы были заменены конвейерами, а отсев мелких фракций осуществлялся грохотами, хотя везде на доменных печах полезным объемом до 2700 м3 продолжалось использование конусных аппаратов, имеющих свои особенности. Новая конвейерная шихтоподача впервые была исследована и освоена ИЧМ на доменной печи № 4 «Северстали» объемом 2700 м3. Она открывала новые возможности формирования порций и использование этих возможностей для управления загрузкой шихты. С этого времени в ИЧМ научные разработки велись комплексно, в чем большая заслуга З.И. Некрасова, поскольку он понимал, что процессы, связанные с организацией загрузки печи, ее ходом, контролем ее состояния, нужно рассматривать всесторонне. К исследованиям по загрузке печи подключились механики института, специалисты по автоматизации, которые обеспечили комплексное изучение этой проблемы. Ключевым этапом комплексных исследований стало освоение оборудования, систем управления и технологии доменной печи № 9 (ДП-9) «Криворожстали» объемом 5000 м3, которая была в то время крупнейшей в мире. ДП-9 была оснащена новым загрузочным устройством, конвейерной схемы подачи шихты на колошник и новой двухплечевой конвейерной шихтоподачей.

В 60-х годах в технологии доменной плавки была сформулирована и заявлена на государственном уровне позиция, что одним из главных направлений совершенствования технологии и усовершенствования показателей доменной плавки, особенно на печах немалого объема, является улучшение качества шихтовых материалов, но ее реализация требует огромных капитальных затрат. Европейские страны и Япония этот путь прошли и сегодня широко используют кокс, агломерат и окатыши более высокого качества, благодаря чему получают лучшие технико-экономические показатели производства чугуна.

История совершенствования технологии доменной плавки - ЧАСТЬ 2

История совершенствования технологии доменной плавки - ЧАСТЬ 3