Влияние коксового орешка на фильтрацию жидких продуктов плавки в горне доменной печи Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

вероятность того, что все печи готовы к выдаче плавки Рк = 0,864; вероятность простоя оборудования QK = 1 - 0,864 = 0,136.

Расчеты показали, что 13,6% времени доменные печи не выдавали продукцию (отсутствовал выпуск чугуна). Анализ таблицы показывает, что все печи в период эксплуатации работали с повышенной нагрузкой, о чем свидетельствует разница между средним объемом чугуна за выпуск (фактические и плановые значения). Этому способствовала реконструкция отдельных элементов печей. Указанное равносильно увеличению количества выпусков в 1,02 раза (237,70/233,17). Поэтому а = 115 • 1,02 /15 = 7,82. Тогда вероятность того, что все печи свободны от работы Р0бщ = 0,000062; вероятность того, что все агрегаты заняты работой Рк = 0,956; вероятность простоя оборудования QK = 0,044.

Таким образом, увеличение среднего объема чугуна за выпуск на 2°% за счет реконструкции объектов привело к повышению надежности работы цеха до 95,6 %, что является весьма высокой для такого рода производств.

Так как вероятность того, что все агрегаты доменного цеха безотказно работают 95,6% времени, при проектировании объектов доменного цеха следует закладывать в проектные мощности коэффициент запаса до 5%, направленный на учет возможных рисковых ситуаций (аварий и инцидентов). Это позволит повысить устойчивость и эффективность их работы.

Список литературы

1. Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», в ред. от 18.12.2006.

2. Федеральный закон от 27.12.2002 № 184-ФЗ «О техническом регулировании», вред. от 09.05.2005.

3. Общие правила промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов: утв Постановлением Госгортехнадзора России от 18 октября 2002 г. № 61 -А.

4. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов.

5. РД 03-616-03. Методические рекомендации по осуществлению идентификации опасных производственных объектов.

6. Авдеев В.А., Друян В.М., Кудрин Б.И. Основы проектирования металлургических заводов. М.: Ингермен инжиринг, 2002. 464 с.: ил.

7. Методы и модели управления проектами в металлургии / Смирнов В.В., ВласовС.А., Берлинский Е.С., Лебедев В.И. М.: С1/НТЕГ, 2001. 176 с.

8. Кодгман Л., Крюон Р. Массовое обслуживание. Теория и при -ложение. М.: Мир, 1965.

9. ВентцельЕ.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. 576 с.

Bibliography

1. Federal statute 21.07.1997 116-FS «About the industrial safety of dangerous industrial objects» edition 18.12.2006.

2. Federal statute 27.12.2002 184-FS «About technical regulation» edition 09.05.2005.

3. General rules of industrial safety for organization realizing their activities in the dangerous industrial objects industrial safety field.

4. MD 03-418-01. Risk analysis execution methodological guidance for dangerous industrial objects.

5. MD 03-616-03. Identification dangerous industrial objects methodological recommendations.

6. Avdeev V.A., Druyan V.M., Kudrin B.I. Metallurgical works design basis. M.: Intermaningeneering, 2002. 464 p.

7. Project management methods and models in metallurgy / Smirnov V.V., Vlasov SA., Vaulinskiy E.S., Lebedev V.I. M.: SINTEG, 2001. 176 p.

8. Kodgman L, Kruon R. Queueing theory. The theory and application. Moscow: World, 1965.

9. Ventcel E.S. Theory of chances. Moscow: Science, 1969. 576 p.

УДК 669.162.16

Сибагатуллин С.К., Харченко А.С., Чевычелов А.В., Колосов А.В., Гостенин В.А., Пишнограев С.Н.

ВЛИЯНИЕ КОКСОВОГО ОРЕШКА НА ФИЛЬТРАЦИЮ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ ПЛАВКИВ ГОРНЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

На доменной печи № 4 ОАО «ММК» исследовали влияние коксового орешка на дренажную способность горна без использования компенсирующих мероприятий. Оценили дренаж жидких продуктов плавки, используя ряд показателей [1]. В дополнение оценили время появления шлака.

В исследованиях коксовый орешек имел следующий ситовый состав:

фракция, мм +25 17,5-25 15-17,5 12-15 10-12

содержание, % 18,8 73,5 5,1 2,2 0,5

В базовом периоде (I) коксовый орешек не грузили. В двух последующих периодах его загружали в количестве 350 кг (II) и 650 кг в подачу (III) соответственно. Орешек поступал в средний рудный скип, обозначенный в матрице загрузки как Аор (табл. 1).

В скипе материалы располагались следующим образом: на дно высыпался агломерат, орешек - предпоследним перед окатышами. В печь материалы попадали в обратном порядке. Таким образом, создавались условия для некоторого перемешивания агломерата и коксового орешка.

Основные технологические показатели работы печи представлены в табл. 2.

Коэффициент замены кокса коксовым орешком после приведения второго и третьего периодов к условиям базового составил 0,68 кг/кг.

По нижнему перепаду давления газов оценили взаимное сопротивление шихты и газов при ихпроти-воточном движении. Сопоставили его величину в первой и второй половинах периода накопления про-

Влияние коксового орешка на фильтрацию жидких..

Сибагатуллин С.К., Харченко А.С., Чевычелов А.В. и др.

Таблица 1

Матрица загрузки доменной печи № 4 ОАО «ММК»

Содержание скипа Станции лотка

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

К 1 1 1

К 1 1 1

К 1 2

А 3

Аор 1 1 1

А 1 1 1

К 1 1 1

К 1 1 1

К 1 2

К 1 2

А 3

Аор 1 1 1

А 1 1 1

Таблица 2

Основные технологические показатели работы доменной печи № 4

Наименование показателя Период

I II III

Расход коксового орешка (сухого), кг/т чугуна 0 12,2 22,6

Удельный расход кокса (сухого, скипового), кг/т чугуна: фактический приведенный 434,3 428,1 421,5

434,3 425,2 418,8

П роизводительность, т/суг: по фактическому количеству загруженных подач приведенная 3654 3706 3657

3654 3760 3664

Расход, м3/т чугуна: дутья природного газа 1154 1132 1099

109,5 110,7 112,8

Удельный расход всего топлива, кг/г чугуна: фактический (кокс, природный газ, коксовый орешек) в том числе сумма кокса и коксового орешка приведенный 514,1 521,0 526,3

434,3 440,3 441,1

434,3 437,4 441,4

Расход сы рьевых материалов, кг/т чугуна 1693 1693 1703

Интенсивность хода, т/м3 сутки: по руде по суммарному углероду 3,071 3,115 3,093

0,701 0,699 0,700

Рудная нагрузка т/г 3,613 3,776 3,856

Содержание железа в шихте, % 57,19 57,17 56,84

Содержание в чугуне, %: Б1 Мп Б С 0,67 0,70 0,71

0,31 0,33 0,35

0,018 0,017 0,018

4,762 4,764 4,788

Содержание в шлаке, %: БЮ2 А12О3 СаЮ МдО Б 36,9 36,6 37,0

12,6 12,8 12,5

36,5 36,3 35,6

9,3 9,6 10,0

0,693 0,678 0,631

дуктов плавки между выпусками из печи. Коэффициент сопротивления шихты при этом определяли по формуле Стефановича [2]. Дополнительно учитывали длительность срабатывания подач, поскольку она тем меньше, чем лучше дренаж чугуна и шлака через коксовую насадку в горне печи (табл. 3).

Из табл. 3 видно, что в первом периоде, когда коксовый орешек не использовали, отношение перепадов давления в нижней части доменной печи составило 0,994, а отношение коэффициентов сопротивления шихты - 0,988. Во втором периоде, когда расход орешка составил 350 кг/подачу, отношения АРНН/АРНК и ^шшАшнк повысились до 0,995 и 0,991 соответственно, что свидетельствует об улучшении газодинамики в нижней части доменной печи. Отношение Атн /Атк во втором периоде относительно первого возросло с 0,948 до 0,958, что также указывает на улучшение дренажной способности горна. Увеличение содержания орешка в шихте доменной печи до 650 кг в подачу (период III) сопровождалось ухудшением дренажной способности горна, на что указывает уменьшение всех вышеперечисленных соотношений.

В табл. 4 представлены показатели, характеризующие сформировавшиеся продукты плавки. Вязкость шлака оценили по степени приближения фактического коэффициента распределения серы между чугуном и шлаком к равновесной величине [3]. Количество оставшегося в печи шлака после выпуска рассчитали по формуле Кропотова В. К. [4].

Из табл. 4 видно, что введение коксового орешка в количестве 350 кг/подачу привело к более позднему появлению шлака. Скорость выпуска чугуна незначительно

Таблица 3

Показатели, характеризующие дренажную способность горна в период накопления жидких продуктов плавки

Наименование показателя Период

I II III

Величина нижнего перепада давления, кПа: от конца предыдущего выпуска к середине межвыпускового периода ДРЖ от середины межвыпускового периода к началу следующего выпуска, ДРНк

97,25 97,15 94,53

97,79 97,59 95,15

Отношение ДРнн/ДРнк 0,994 0,995 0,994

Величина коэффициента сопротивления шихты в нижней части печи: от конца предыдущего выпуска к середине межвыпускового периода Аиж от середины межвыпускового периода к началу следующего выпуска Ашнк 12264 12930 13221

12412 13071 13403

Отношение Ашнн /Ашнк 0,988 0,991 0,987

Длительность срабатывания шихтовых материалов, с: от конца предыдущего выпуска к середине межвыпускового периода Дтн от середины межвыпускового периода к начал/ следующего выпуска Дтк 101 100 99

107 104 106

Отношение Дтн /Дтк 0,948 0,958 0,937

> —1 ъ 6 4 7

Таблица 4

Показатели, характеризующие дренажную способность кокса в горне печи в период выпуска жидких продуктов плавки

Наименование показателя Периоды

I II III

Расчетная вязкость шлака, Па с 0,30 0,33 8 СО 0,

Количество остающегося в печи шлака после выпуска, ковши(ДУ) 0,706 0,682 0,842

Время от начала выпуска до появления шлака, мин: на летке № 1 (т-|) 6,5 7,2 6,1

на летке № 2 (тг) 10,83 12,69 9,65

Среднеарифметическое значение между Т1 И Т2 (т) 7 СО 8, 9,95 8 СО 7,

Скорость выпуска чугуна, т/мин: из летка № 1 (VI) 4,46 5,34 8 СО 4,

из летка № 2 ^2) 5,45 4 СО 4, 5,32

Среднеарифметическое значение между VI И V2 6 4, 5,1 5,0

В табл. 5 представлены показатели чугуна, характеризующие тепловое состояние доменной печи.

Из табл. 5 видно, что в периоде I среднее содержание кремния составило 0,668%. С введением орешка в количестве 350 кг в подачу и доведением его до 650 кг содержание кремния повысилось до 0,695 и 0,710°% соответственно. Во втором периоде относительно первого температура чугуна повысилась с 1474,5 до 1484°С. В третьем периоде она вновь опустилась до 1475°С. Эти данные также свидетельствуют о стабильной фильтрации кокса в горне во втором периоде и ухудшении в третьем.

Заключение

Выявлено, что при загрузке в доменную печь, оборудованной бесконусным загрузочным устройством, кокса фракции 25-10 мм в количестве 12,2 кг/т чугуна фильтрация жидких продуктов плавки через слой кокса соответствовала требованиям. При доведении его до 22,6 кг/т чугуна дренажная способность горна ухудшилась. Коэффициент замены кокса косовым орешком составил 0,68 кг/кг.

Таблица 5

Характеристики чугуна 1.

Наименование показателя Период

I II III

Содержание Б1 в чугуне, %:

летка № 1 [БН] 0,68 0,71 0,73

летка № 2 [Б1г] 0,65 0,67 0,69

Отношение [БН]/[БЬ] 1,05 1,06 1,06

Среднеарифметическое значение между

[Би] и [Б12] 0,668 0,695 0,711

Температурачугуна, °С:

поступающего из летки № 1 (11) 1468 1467 1455

тожеиз летки № 2 (12) 1481 1501 1495

Среднеарифметическое значение между

11 И t2 1474,5 1484 1475

увеличилась, а количество остающегося шлака в печи ^ после закрытия летки уменьшилось. Это свидетельствует о том, что дренажная способность горна не ухудшилась. 3

Доведение расжда орешка до 650 кг/подачу ухудшило фильтрацию жидких продуктов по этим показателям. На 4 это же указывает сокращение времени появления шлака и увеличение вязкости шлака.

Список литературы

Результаты использования в доменной печи коксового орешка с Одновременным улучшением качества скипового кокса / Сибага-тулпин С.К., Харченко А.С., Пепинов АА., Семенюк М.А., Беги -нюк В.А. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2010. № 2. С. 24-27. Стефанович М.А. Анализ хода доменного процесса. Свердловск: Мегаллургиздаг, 1960. 284 с.

Металлургия чугуна / ВегманЕ.Ф., Жеребин Б.Н., ПсквисневАН., Юсфин Ю.С. и др. М.: Академкнига, 2004. 774 с.

Кропотов В.К. Оценка дренажной способности кокса в горне доменных печей // Производство чугуна: межвуз. сб. Магнитогорск: МГМИ, 1987. С. 109-119.

Bibliography

The results of the joint use of coke nut with a simultaneous improvement of a skip coke quality in a blast furnace / Sibagatullin S.K., Kharchenko A.S., Polina/ A.A., Semenyuk MA., Begiryuk VA. // Vestnik MSTU named after G.I. Nosov. 2010. № 2. P. 24-27.

Stefanovich M.A. The operation analysis of the blast furnace process. Sverdlovsk: Metallurgizdat, 1960. 284 p.

Metallurgy of Iron / Vegman E.F., Zherebin B.N., Pokhvisnev A.N., Yusfin Y.S. M.: Akademiya, 2004. 774 p.

Kropotov V.K., An evaluation of a drainage capacity of coke in a hearth of blast furnaces // Production of iron: Mezhvuzovsky sbornik. Magnitogorsk MSMI, 1987. P. 109-119.

УДК 622.781.051.7-492.2

Сибагатуллин С.К., Иванов А.В., РешетоваИ.В.

ПРИМЕНЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СВЯЗУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ АГЛОМЕРАЦИИ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО СЫРЬЯ

Получение качественного агломерата и высоко- для достаточного поступления воздуха в спекаемый производительная работа агломерационных машин в слой является жрошая газопроницаемость сырой большой степени зависит от подготовки агломераци- окомкованной шихты [1]. Объединение мелких час-онной шихты к спеканию. Необходимым условием тиц в гранулы и упрочнение их при окомковании по-