ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ НА ХАРАКТЕР ТЕПЛООБМЕНА В ПЕЧИ

Аннотация

В работе проанализирована взаимосвязь между интенсивностью доменной плавки и особенностями теплообменных процессов по высоте печи. Исследование проводили на основе показателей эксплуатации доменной печи полезным объемом 2000 м³. В качестве индикатора интенсивности использовали удельную производительность печи, определяемую как отношение суточного выпуска чугуна к ее полезному объему. На рассмотренном этапе эксплуатации производительность печи снижалась с 3,0 до 1,7 т/(м³·сут). Специфика работы печи заключалась в реализации на ней технологии комбинированного дутья, предполагающей одновременную подачу пылеугольного топлива (ПУТ) и природного газа в качестве вспомогательных топливных добавок. Определяющим фактором (управляющим воздействием), позволяющим регулировать интенсивность ведения доменной плавки, являлось изменение уровня давления газа под колошником. Наряду с этим вспомогательным инструментом управления технологическим темпом процесса выступало регулирование степени обогащения дутья кислородом. Технологический процесс был ориентирован на выплавку передельного чугуна, содержание кремния в котором поддерживалось в интервале 0,35–0,55 %. При этом структура железорудной части шихты формировалась с использованием окатышей, доля которых составляла от 30 до 40 %. Удельный расход кокса находился в диапазоне 314–402 кг/т, а удельный выход шлака — 235–260 кг/т. Динамика основных технологических показателей в рассматриваемый период характеризовалась следующими изменениями: содержание кислорода в дутье уменьшалось с 31 до 28 %, удельный расход дутья увеличивался с 970 до 1426 м³/т чугуна, давление под колошником снижалось с 2,1 до 0,8 кгс/см², удельный расход ПУТ возрастал с 0 до 143 кг/т чугуна, удельный расход природного газа сокращался со 154 до 46 м³/т чугуна. Результаты наблюдений и расчетов показывают, что изменение интенсивности плавки смещает границы теплообменных зон: ее рост расширяет верхнюю и сокращает резервную зону, в то время как нижняя зона изменяется нелинейно с достижением минимума. Такая динамика обусловлена балансом между развитием восстановительных процессов в нижней зоне, количеством и энтальпией газа, продолжительностью контакта материалов с газом. При этом размер резервной зоны определяется смещением границ верхней и нижней зон.