CC BY
53
ние не менее 3 мин. Температура металла перед вакуумировани-ем устанавливается на 35-45°С выше заказанной для разливки на МНЛЗ. Время от окончания вакуумной обработки до передачи стали на МНЛЗ должно быть не более 45 мин.
УДК 669.162.261.3
С.К. Сибагатуллин, Е.О. Теплых, A.C. Харченко, Р.Ф. Махмутов
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» М.А. Семенюк, В.А. Бегинюк
ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»
ЗАВИСИМОСТЬ РАВНОМЕРНОСТИ ПОСТУПЛЕНИЯ АГЛОМЕРАТА И ОКАТЫШЕЙ В КОЛОШНИКОВОЕ
ПРОСТРАНСТВО ПЕЧИ ОТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ИХ В БУНКЕРЕ БЗУ
Равномерное распределение компонентов шихты по окружности колошника доменной печи и оптимальное по радиусу обеспечивает снижение градиента температур по периферии, повышение степени использования газового потока, вследствие чего уменьшение температур в газоотводах. Это может позволять вести плавку с повышенным перепадом давления газов [1]. Его рост на каждые 10 кПа в условиях ровного схода шихтовых материалов обеспечивает снижение удельного расхода кокса на 8 кг/т чугуна и повышение производительности печи более чем на 2% [2]. Однако на печах, оснащенных компактным бесконусным загрузочным устройством (БЗУ) лоткового типа, возникают сложности в обеспечении равномерного окружного распределения материалов [3,4]. Это связано с многокомпонентностью используемой шихты.
На равномерность поступления материалов в колошниковое пространство печи в значительной степени влияет расположение компонентов шихты в бункере БЗУ относительно друг друга. Для выявления рационального режима загрузки шихты в доменную печь провели серию опытов на физической модели однотрактового компактного загрузочного устройства лоткового типа, изготовленной в масштабе 1:5 по отношению к линейным размерам БЗУ доменных печей № 2, 4, 6 ОАО «ММК» [5, 6].
Исследовали влияние расположения окатышей в слое агломерата при изменении их доли от общего количества железорудных материалов.
Для определения воздействия этих факторов на равномерность распределения компонентов шихты применили планирование эксперимента [7]. При составлении матрицы планирования использовали полный двухфакторный план с варьированием на трех уровнях.
В качестве выходного параметра использовали коэффициент равномерности поступления компонентов шихты из бункера БЗУ:
тг 1 а'
КШ1 = 1--'—, (1)
КШ кш , V !
ср
где ^ - среднеквадратическое отклонение по массе 1-х порций компонентов шихты, поступающих из бункера;
КШср - среднее значение поступающих из бункера порций шихты по массе.
Для математического описания выходного параметра от указанных факторов выбрано уравнение
У = Ъ0 + Ъ1х1 + Ъ2х2 + Ъ12х12 + Ъих] +
2 2 2 2 2 (2) ^Ъ22Х2 ^ Ъ3X1X2 ^ Ъ4Х^^} ^ Ъ5Х 1 Х2 ,
где х-|, х2 - факторы, влияния которых на параметр исследуются;
Ь - коэффициенты уравнения регрессии.
В процессе эксперимента в бункер БЗУ загружали агломерат и окатыши. Окатыши располагали под агломератом, в среднем его слое и над ним. Варьируя долю окатышей по отношению к общему количеству железорудных материалов в интервале от 10 до 50%, оставляя неизменным общее количество загружаемых в бункер материалов, производили их выпуск в колошниковое пространство печи. По ходу выпуска отбирали пробы и отделяли материалы друг от друга. Определяли долю каждого материала по мере их истечения и затем по формуле (1) рассчитывали коэффициент равномерности поступления компонентов шихты из бункера БЗУ.
В ходе эксперимента было соблюдено равенство критерия Ньютона для реальной печи (Ыдп) и модели (Ыем):
Мв = , (3)
М п х Ь
где Мп - масса поступающей шихты из бункера БЗУ, кг;
1_ - расстояние, на которое перемещаются материалы, м;
тя - время, за которое происходит перемещение на расстояние 1_, с;
Р - сила тяжести материала, Н.
Каждый эксперимент дублировали, после чего находили дисперсию каждого опыта. Затем по критерию Кохрена определяли однородность данного ряда дисперсий.
Обработкой экспериментальных данных определены коэффициенты уравнения (2), значимость которых оценили по критерию Стьюдента.
Коэффициент равномерности поступления компонентов шихты из бункера БЗУ для проведенных экспериментов описывается следующим полиномом:
У = 0,66 + 0,24А-0,10К - 0,17АОК-0,42А2 - 0,060К2 - (4)
-0,01АОК2 + 0,180КА2 + 0,05А2 ОК2,
где А - доля агломерата, располагающаяся под окатышами в шихтовом бункере БЗУ,%;
ОК - доля окатышей от железорудной части шихты, %.
В полученном уравнении все факторы представлены в кодированной форме и изменяются от -1 до 1. Зависимости коэффициента равномерности от исследованных факторов приведены на рис. 1, 2.
Согласно рис. 1 наиболее высокий коэффициент равномерности поступления компонентов шихты из бункера БЗУ в колошниковое пространство печи, равный 0,77, обеспечивается следующей загрузкой: вниз 68% агломерата, затем окатыши в количестве 10% от железорудной части шихты, после чего оставшиеся 32% агломерата. При загрузке в бункер 10 и 30% окатышей равномерность поступления компонентов шихты снижается. В значительной степени это связано с менее равномерным выходом агломерата. Однако в условиях расположения окатышей в нижней части бункера под агломератом увеличение их доли способствует повышению коэффициента равномерности поступления их в колошниковое пространство печи (рис. 2).
X I-
си о
^ о
1Т ъ
I
■& о
СО X
о со
^ го
0,90
0,50
0,10
-0,30
А 4 1=5:5: 1ч «Ч
<
25
50
75
100
Количество агломерата, располагающегося под окатышами, %
Рис.1. Зависимость равномерности поступления компонентов шихты из бункера БЗУ от доли агломерата, располагающегося под окатышами, при доле окатышей от железорудной части шихты: 10% (-■--), 30% (-■*") и 50% (-♦-) по массе
X
0)
со о
о о
X
си о
X
ей го
0,90
0,50
0,10
-0,30
4 ■ т к к- ^ ^^ * А
Л" Г
10 20 30 40
Доля окатышей, %
50
Рис.2. Зависимость равномерности поступления компонентов шихты из бункера БЗУ от доли окатышей в железорудной части шихты при расположении их в среднем слое агломерата под ним (-■"), на нем
0
Расположение окатышей в верхней части бункера БЗУ над агломератом обеспечивало наиболее высокую равномерность поступления материалов, чем при их размещении в нижней части бункера. При этом увеличение их доли также отрицательно отражалось на равномерности их поступления в колошниковое пространство печи.
Выводы
Проведением планированного эксперимента на физической модели однотрактового компактного загрузочного устройства, изготовленного в масштабе 1:5 по отношению к линейным размерам БЗУ доменных печей № 2, 4 и 6 ОАО «ММК», установлено влияние последовательности загрузки агломерата и окатышей на равномерность их выхода из бункера. Наиболее высокий коэффициент равномерности поступления компонентов шихты в колошниковое пространство печи, равный 0,77, обеспечивали следующей загрузкой: вниз 68% агломерата, затем окатыши в количестве 10% от железорудной части шихты, после чего оставшиеся 32% агломерата. При увеличении доли окатышей количество агломерата, располагающегося под ними, целесообразно уменьшать для обеспечения максимальной величины коэффициента равномерности.
Список литературы
1. Влияние последовательности набора материала в бункер компактного БЗУ на эффективность работы доменной печи / A.B. Чевычелов, М.Н. Евстафьев, В.А. Бегинюк, С.К. Сибагатуллин, Е.О. Теплых, A.C. Харченко // Черные металлы. Спец. вып. 2012. С. 43-45.
2. Работа доменной печи с повышенным перепадом давления газа / Н.М. Крюков, B.C. Новиков, С.К. Сибагатуллин и др. // Производство чугуна. Свердловск: УПИ, 1978. C. 79-84.
3. Анализ особенностей формирования порций и истечения материалов из бункера БЗУ при загрузке шихты / Пыхтеева К.Б., Загайнов С.А., Тлеугабулов Б.С., Филиппов В.В., Журавлев Д.Л., Николаев Ф.П. // Сталь. 2008. № 6. С. 14-19.
4. Влияние различных факторов на равномерность распределения коксового орешка в колошниковом пространстве доменной печи, оснащенной БЗУ лоткового типа / A.C. Харченко, С.К. Сибагатуллин, Е.О. Теплых, Гущин Д.Н. // Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. трудов. № 10. Магнитогорск, 2010. С. 33-38 .
5. Харченко A.C., Сибагатуллин С.К., Сысоев Н.П. Поступление коксового орешка совместно с агломератом и окатышами из шихтового бункера БЗУ в колошниковое пространство доменной печи // Изв. вузов. Черная металлургия. 2011. № 8. С 18-19.
6. Истечение материалов из шихтового бункера лоткового загрузочного устройства доменной печи по видам крупности / С.К. Сибагатуллин, А.С Харченко, С.И. Гаврюшкин, A.B. Чевы-челов // Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. трудов. № 9. Магнитогорск, 2009. С. 21-25.
7. Спирин H.A. Лавров В.В. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента. Конспект лекций. Екатеринбург ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. 257 с.
УДК 669.162.1:622.78
Д.Н. Гущин, A.C. Харченко, A.A. Бородин, H.A. Бидненко
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» К.В. Сенькин, A.B. Турук
ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»
ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЖЕЛЕЗА В ШИХТЕ НА ВЫХОД ГОДНОГО АГЛОМЕРАТА ПРИ СПЕКАНИИ СМЕСИ КОНЦЕНТРАТОВ ОАО «ММК» И ССГПО
Повышение содержания железа в железорудном сырье является одним из направлений совершенствования металлургического производства. Увеличение содержания железа вызывает разносторонние изменения агломерационного и доменного процессов. Поэтому получение положительного результата от него не является очевидным [1-3]. Это обусловливает необходимость дополнительного изучения влияния богатства сырья на ход процесса агломерации. В связи с этим провели серию опытов по спеканию агломерата.
Изучили влияние содержания железа, углерода в шихте и ее влажности на выход годного агломерата. В исследовании применили трехфакторный план эксперимента Бокса-Бенкина [4], при варьировании на трех уровнях.
Для математического описания выходного параметра от указанных факторов выбрано уравнение:
