Перевести страницу
0
Корзина пуста

Машиностроительное предприятие - цех металлообработки, станочные работы любой сложности

История совершенствования технологии доменной плавки - ЧАСТЬ 3

Важным результатом выполненных в ИЧМ исследований был отказ от традиционного пути поиска рациональных программ загрузки методом проб, поскольку выполненные в ИЧМ разработки позволили рассчитывать показатели распределения шихтовых материалов для любых программ загрузки. По этой методике после пуска доменной печи можно довольно быстро найти наиболее эффективные программы загрузки. В методике расчета программ загрузки в качестве двух главных показателей, участвующих в расчетах, приняты распределения рудных нагрузок и объемов шихты по стенкам печи. Эти два показателя позволяют оценивать газопроницаемость шихты, учитывать факторы, необходимые для правильной организации газового потока и формирования структуры столба шихты. Поскольку в методике не учитываются большинство факторов, реально влияющие на доменный процесс, то предусмотрено после установки рассчитанной программы загрузки вносить некоторые поправки по фактическому ходу печи. Это наиболее эффективный путь скорейшего определения программ загрузки, обеспечивающих эффективное распределение шихтовых материалов в доменной печи и получение высоких показателей доменной плавки.
Следующим шагом в разработках ИЧМ по совершенствованию контроля распределения шихты и газов и управления ходом доменной печи является установка на ДП-9 «Криворожстали» во время капитального ремонта в 2003 г. первого в СНГ стационарного профилемера. В мире применяются современные радарные системы с некоторым количеством радарных датчиков двух видов — сканирующие и стационарные. Мы пошли по пути применения стационарного профилемера, поскольку он дешевле и не требует сложной аппаратуры, фиксирующей с высокой точностью изменяющийся угол поворота излучателя, что приводит ко многим проблемам. Датчики стационарного профилемера непрерывно измеряют уровень заданных точек профиля засыпи, в которых можно рассчитывать скорости опускания шихты.
Для установленного на ДП-9 стационарного профилемера разработана система обработки информации, представляемой с его помощью, в удобном для персонала виде. Получение такой дополнительной информации существенно облегчает работу обслуживающего персонала, позволяет оценить процессы, протекающие в доменной печи, и корректировать программы загрузки в зависимости от качества шихтовых материалов. Направлением дальнейших исследований являются разработки по установлению взаимосвязи показателей, измеряемых с помощью профилемера (изменения профиля засыпи, распределения скоростей схода шихты), с реальным ходом доменной печи. Подобные разработки пока не применяются в европейских системах измерения формы засыпи шихты на колошнике доменной печи. По завершении этих разработок будет получен новый, более эффективный инструмент слежения распределения шихты и газов в доменных печах.
Процесс доменной плавки многофакторный, и при составлении программы загрузки невозможно принять в расчет все факторы, в том числе и особенности формирования структуры столба шихты, поэтому необходимо программу корректировать в зависимости от хода печи. В настоящее время с помощью БЗУ можно активно формировать осевую отдушину, умеренно открытую периферийную зону и, в целом, рациональное распределение газов путем изменения распределения шихты в согласовании с дутьевым режимом. К сожалению, сегодня мало экспериментальных данных о ходе доменной плавки. Не случайно М.А. Павлов и сотрудники ИЧМ при пуске ДП-9 занимались изучением поведения материалов и характеристик распределения газов в фурменной зоне доменной печи, так как эти процессы существенно влияют на организацию газового потока и эффективность плавки. В настоящее время оперативную фактическую информацию по этим вопросам получать невозможно. Поэтому в ИЧМ ведутся активные теоретические исследования и создаются математические модели для изучения особенностей формирования структуры столба шихты, для определения положения и газопроницаемости зоны плавления. Это необходимо для того, чтобы при управлении ходом доменной печи не только учитывать показатели распределения шихтовых материалов, но и координировать и контролировать движение и свойства расплава с учетом особенностей поведения различных материалов при высоких температурах. В этом направлении в ИЧМ выполняется фундаментальная работа, в которой предпринимается попытка теоретически изучить проблему. Исследуются свойства шлаков и расплава материалов в доменной печи на различных уровнях, их поведение и агрессивность по отношению к футеровке печи, их влияние на газопроницаемость тех или иных элементов структуры столба шихты, выполняются расчеты зональных тепловых балансов по высоте и диаметру доменной печи. С помощью моделей уже сегодня можно определять параметры основных элементов структуры столба шихты, расположение и форму зоны плавления, т. е. основные факторы, которые существенно влияют на газодинамику доменной плавки и ее показатели.
Опыт исследований и разработки, выполненные в Институте черной металлургии, позволяют не только рассчитывать рациональные программы загрузки для конкретных доменных печей и повышать эффективность их работы, но и проводить экспертизу проектов строительства и реконструкции печей. Сейчас это важно, поскольку в Украине и России разворачивается реконструкция доменных печей. Эта работа ведется не всегда рационально, собственники металлургических заводов часто заказывают проекты реконструкции заводов европейским фирмам, в которых не всегда учитываются особенности работы и оборудования печи. Если бы до начала реконструкции доменной печи была проведена квалифицированная экспертиза проекта, то эти недостатки были бы устранены в проекте, на бумаге. Впоследствии все равно приходится исправлять их со значительно большими затратами, чем на стадии проектирования.
Разработки и исследования Института черной металлургии ведутся комплексно различными подразделениями с участием доменщиков, механиков, автоматчиков, теплотехников. История развития доменного производства показывает, что именно проведение комплексных исследований всех компонентов, связанных с организацией доменной плавки, наиболее эффективно. Ученые ИЧМ владеют знаниями и опытом проведения таких комплексных разработок и готовы оказывать металлургическим предприятиям квалифицированную, комплексную научно-техническую помощь.
Покажем взаимосвязь наиболее важных изменений технологии доменной плавки с изменением производства чугуна и удельного расхода кокса в украинской металлургии (рис. 1): увеличение давления газа на колошнике (1945—1954); применение агломерата (1955); применение окатышей (1968); комбинированное дутье, обогащенное кислородом и природным газом (1971); строительство доменных печей большого объема (1950—1978); вдувание пылеугольного топлива в фурмы печи (1965); применение бесконусных загрузочных устройств (1978).
Первые пять технологий получили широкое применение в украинской и мировой металлургии и привели к увеличению объемов производства чугуна, уменьшению расхода кокса и суммы энергоносителей при выплавке чугуна, повышению эффективности доменной плавки. Последние два технических решения на украинских заводах пока не нашли широкого применения, однако успешно реализуются на металлургических заводах Японии, Европы и США, а также в металлургической промышленности Китая. В Украине накоплен опыт использования всех указанных технологий, есть ученые, обладающие знаниями и опытом освоения и совершенствования этих технологий с учетом новейших отечественных и зарубежных исследований и разработок.

Влияние внедрения технологий доменной плавки на производство чугуна  и удельный расход кокса

История совершенствования технологии доменной плавки - ЧАСТЬ 1

История совершенствования технологии доменной плавки - ЧАСТЬ 2