Готлиб Арнольд Давидович
ДОМЕННЫЙ ПРОЦЕСС
*** 1966 ***
|
ФPAГMEHT УЧЕБНИКА (...) Всестороннее изучение процесса дает основание для выводов о дальнейших путях развития доменной техники.
Решающую роль в дальнейшем сыграет подготовка сырья и топлива к плавке. Широкое развитие обогащения руд обеспечит работу с минимальным количеством шлака. Это позволит снизить расход кокса и форсировать работу печей. Агломерация, брикетирование, окомкование и другие средства окусковапия мелких руд и концентратов обогащения обеспечат высокую и равномерную газопроницаемость шихты, а это откроет дальнейшие возможности форсированной работы при обработке газом всей шихты. Окатыши будут в некоторой мере металлизованы (т. е. железо в них частично восстановлено). Это будет способствовать дальнейшему снижению расхода кокса. Агломерат будет офлюсованный с включением в меру необходимости и марганцевой руды, а также частично металлизо-ванный. Таким образом, расход сырого известняка в доменной шихте будет доведен до нуля или до минимума, необходимого для текущего регулирования основности шлаков. Для доведения основности офлюсованного агломерата до максимума потребуется решить вопрос о его прочности. Руда для агломерации и кусковая руда, а также уголь для коксования будут хорошо усреднены по химическому составу, что исключит неровности хода доменных печей, связанные с колебанием состава и свойств шлаков. Кусковость всех материалов доменной плавки будет равномерна; крупные куски шихты и кокса не будут вводиться в шихту. В связи с этим материалы будут дробиться и сортироваться на несколько фракций с небольшими колебаниями размера кусков в пределах каждой фракции. Фракции будут подаваться в печь раздельно, что обеспечит равномерную газопроницаемость по сечению с наилучшим использованием восстановительной способности и теплосодержания газов. Кокс будет также прочен, сортирован по крупности, освобожден от мелких фракций. Он будет механически прочен не только при обычных, но и при высоких температурах, что устранит образование в печи мусора и Лелочи вследствие дробления, истирания или растрескивания кокса. Зола в коксе и содержание серы в нем будут снижены до возможного минимума, что приведет к уменьшению количества шлака и снижению его основности. В связи с этим представится возможность работы на Юге на кислых шлаках, близких по основности к восточным, с применением при необходимости внедоменного обессеривания чугуна. Это обеспечит дальнейшую возможность форсирования печей при снижении расхода иокса, а кроме того облегчит решение проблемы получения полностью офлюсованного и прочного агломерата. Возможно совместное окускование горючего и руд с получением рудо-угольных офлюсованных брикетов. Это обеспечит доменные печи прочным комплексным окускованным сырьем и расширит применение в металлургии малосернистых, но обычно слабо спекающихся углей. Важнейшими технологическими достижениями будут; увеличение потребления газообразного, жидкого и твердого топлива, вдуваемого через фурмы, при соответствующем обогащении дутья кислородом; применение высокого давления; повышение нагрева дутья до 1200° С и выше. Оптимальные уровни использования добавок топлива и кислорода к дутью, давлений и температур будут установлены теоретически и на основании экспериментов в каждом случае. Все это приведет к значительному снижению расхода кокса (до 300 — 350 кг/т чугуна и ниже) и высокой производительности печей (к. и. п. о. = 0,4 и ниже). В дальнейшем будут проведены и другие мероприятия для обеспечения ровного, быстрого и экономичного хода доменных печей. Ход печей определяется также профилем и методами регулирования работы. Из изложенного видно, что при правильно выбранных профиле печи, количестве и сечении фурм должны отсутствовать задержки при опускании материалов, но вместе с тем исключается и усиленное движение газов в тех или иных участках печи. Вопрос о рациональном профиле доменных печей еще не решен, но несомненно, что в будущем объем печей увеличится главным образом за счет увеличения их поперечных размеров, без значительного увеличения высоты; очертания профиля будут изменяться в сторону соблюдения оптимальных соотношений диаметров распара, колошника и горна. Соотношения этих размеров определяют ровность хода; поэтому именно на них теперь обращается особенное внимание. Регулирование хода доменных печей сводится к следующему: 1. Рациональное использование тепла, выделяющегося при горении углерода и вводимого с дутьем. Увеличением и уменьшением соотношения между рудной составляющей и коксом в шихте можно регулировать количество тепла, расходуемого на единицу чугуна. 2. Регулирование состава шлаков путем изменения количества известняка, назначаемого в шихту, а также ввода того или иного количества доломитизироваипого известняка. Иногда состав шлака может регулироваться изменением соотношения разных руд в шихте, например руд с разным содержанием АЬОз или оснований. 3. Обеспечение рационального использования газовых потоков Путем изменения веса колоши, порядка загрузки, уровня засыпи и программы работы вращающегося распределителя. 4. Изменение количества и нагрева дутья, содержания в дутье горючих добавок, влаги и кислорода для интенсификации хода печей и рационального использования теплосодержания и восстановительной способности газов. Тем же целям служит и повышенное давление газа на колошнике, причем регулирование давления на колошнике дает возможность соответственно увеличивать количество и нагрев дутья без нарушения ровного хода. Состояние и ход печи технолог определяет по показаниям контрольно-измерительных приборов и по внешним признакам: виду и составу чугуна и шлака, накалу у фурм. Зная влияние тех или иных факторов на ход печи, технолог изменяет: соотношение руды или агломерата и кокса в подаче; порядок загрузки, вес к&юши, уровень засыпи, программу работы вращающегося распределителя; давление газов на колошнике (при работе е повышенным давлением); количество, нагрев и влажность дутьй расход природного газа (или жидкого топлива). Иногда принятию решений предшествуют расчеты показателей восстановительной работы или показателей использования тепла с учетом состава газа, сырья и продуктов плавки. Методы этих расчетов даны выше. Иногда меры могут быть приняты немедленно — по показаниям приборов, не нуждающимся в математической обработке. Современное оснащение доменных печей приборами и использование их показаний для регулирования хода печей находится на высоком уровне. Однако решения о мерах регулирования принимаются мастером, хотя и по показаниям приборов, но с учетом личного опыта и знаний, а иногда и интуитивно. В дальнейшем оснащение доменных печей контрольно-измерительными приборами (особенно газоанализаторами, дифференциальными манометрами, (пирометрами, потенциометрами и др.) значительно улучшится. Мастеру будет трудно быстро реагировать на сигналы об изменениях в работе печи, сопоставлять эти сигналы и принимать быстрые решения. Эти решения должны будут касаться не столько мер по исправлению и выравниванию хода печи, сколько мер, предупреждающих назревающие отклонения от рационального хода. Приборы же как раз будут давать также показания, из которых путем анализа можно будет делать заключения о возможных отклонениях хода. Но сделать эти заключения мастеру печи быстро и своевременно будет трудно. Тогда ему на помощь должны прийти счетно-решающие быстродействующие электронные машины — важнейшее звено автоматизации. При автоматическом регулировании печей автомат, учитывая показания приборов, будет давать команду об изменениях шихты, дутья, загрузки непосредственно исполнительным механизмам. Автоматическое регулирование работы отдельных узлов доменного производства применяется давно. Автоматизированы вращающийся распределитель и некоторые загрузочные устройства. Приступают к автоматизации работы вагон-весов. Автоматизируется перевод воздухонагревателей с дутья на газ и обратно. Автоматически регулируются температура дутья, заданное содержание влаги в дутье и давление газа на колошнике. Все это относится к оборудованию доменных печей, но не к автоматизации регулирования хода. В настоящее время решаются вопросы автоматизации хода по импульсам, получаемым от печи. Почти все операции по регулированию «сверху» и «снизу», о которых говорилось выше, можно автоматизировать, использовав в качестве импульсов информации о ходе, получаемые от контрольно-измерительных приборов. При этом автомат в значительной мере заменит квалифицированного мастера и инженера. Однако потребность b мастере и инженере не отпадает: они будут настраивать автомат по исходным данным и программе, постоянно контролируя и корректируя его. В ряде случаев работа автомата будет квалифицированнее и эффективнее работы инженера и мастера у печи. Часто мастер поздно узнает о начале тех или иных расстройств или отклонений от нормального хода по приборам или по внешним признакам. Поэтому ему приходится принимать меры по ликвидации начавшегося расстройства. Такое запаздывание объясняется отчасти тем, что для вывода об изменении хода печи нужны расчеты по формулам, требующие времени. Запоздалое использование показаний заставляет изменять факторы хода (количество рудной сыпи, количество дутья, его нагрев, системы загрузки и т. д.) в большей степени, чем при своевременном воздействии на ход печи, а это является в свою очередь причиной дальнейших расстройств хода. |
