Определение объема шлака, находящегося по окружности горна доменной печи | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 29 января, печатный экземпляр отправим 2 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №31 (373) июль 2021 г.

Дата публикации: 03.08.2021

Статья просмотрена: 3 раза

Библиографическое описание:

Шмарин, Д. С. Определение объема шлака, находящегося по окружности горна доменной печи / Д. С. Шмарин, А. В. Карпов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 31 (373). — С. 25-28. — URL: https://moluch.ru/archive/373/83460/ (дата обращения: 17.01.2022).



В статье производится анализ распределения объёмов шлака в области горна доменных печей на основе представленной методики расчёта.

Ключевые слова: горн, шлак, доменная печь, чугун.

Тепловое состояние горна доменной печи по мере накопления и выпуска продуктов плавки изменяется. Величина колебаний теплового состояния зависит от массы чугуна на выпуске, от степени оптимальности выбранного режима выпуска чугуна, соблюдение графика выпусков.

Распределение температуры чугуна, накопившегося в горне к началу выпуска неравномерно. Наиболее нагрета верхняя часть, ближе всего расположенная к очагам горения. Наиболее холодная нижняя часть, которая дольше находилась в горне и охладилась в результате потерь тепла через лещадь. В радиальном направлении температура слоя, расположенного возле стен, меньше из-за потерь тепла через стенки горна. Поэтому уровень температуры чугуна по ходу выпуска должен определяться характером и последовательностью истечения чугуна из разных частей объема [1].

Установлено, что в начальный период выпуска увеличение температуры чугуна происходит одновременно с повышением скорости истечения, с более высоким градиентом учитывая выход чугуна, расположенного в более прогретой части. Потом после некоторой стабилизации, снова наблюдается снижение температуры и увеличение скорости выпуска. При появлении шлака отмечается снижение скорости выхода чугуна и увеличение его температуры. Последнее явно связано с уменьшением скорости истечения чугуна. С увеличением скорости истечения шлаков наблюдается повышение его температуры.

На больших доменных печах усложнено регулирования теплового состояния, поскольку чугун выпускается через три и больше леток. Это обусловлено колебанием химического состава чугуна, выпущенного через разные летки в связи с неоднородностью теплового нагрева по окружности. Поэтому на таких печах еще более необходимая беспрерывная обработка информации о составе чугуна по леткам с помощью системы контроля за состоянием горна [2].

На текущий момент нет эффективного способа определения переполнения горна продуктами плавки. Существуют способы определения относительно повышения нижнего перепада давления газа, что приводит к деформированию очага горения, а также появлению жидкого шлака на воздушных фурмах [3]. Перечисленные факторы не позволяют оперативно управлять ходом процесса. Нарушение режима набора продуктов плавки снижает интенсивность хода печи и ухудшает технико-экономические показатели.

При определении объёма горна, занятого остаточным шлаком после окончания выпуска продуктов плавки, используем приближённый метод, состоящий в том, что выделяются элементарные объёмы по секторам %:

или = .

Средняя величина уровня шлака в элементарном объёме определяется по выражению:

Численное значение элементарного объёма определяется по выражению:

При определении площади обратимся к условному разбиению горна доменной печи и изобразим это разбиение в плоскости хОу (рис. 1) через программу КОМПАС.

Условное разбиение горна доменной печи и определение площади

Рис. 1. Условное разбиение горна доменной печи и определение площади

В таблице 1 указаны площади условного разбиения горна доменных печей объёмом 4290 и 1719 м 3 .

Таблица 1

Площади условного разбиения горна доменных печей объёмом 4290 и 1719 м 3

S i , м 2

V дп — 4290 м 3

V дп — 1719 м 3

1.

2,85

0,59

2.

5,07

1,61

3.

6,39

2,15

4.

33,05

14,17

5.

37,96

17,91

6.

38,2

17,10

7.

23,89

11,51

Средняя величина уровня шлака в элементарном объёме для доменных печей объёмом 4290 и 1719 м 3 указана в таблице 2 и 3.

Таблица 2

Средняя величина уровня шлака для доменной печи объёмом 4290 м 3

Диаметр горна, м

0,7

1,4

2,1

4,9

7,7

10,7

13,7

, м

0,5

1,25

1,71

2,27

2,78

3,01

3,39

Таблица 3

Средняя величина уровня шлака для доменной печи объёмом 1719 м 3

Диаметр горна, м

0,4

0,8

1,2

3,1

5,1

7,1

9,1

, м

0,31

0,81

1,12

1,48

1,79

1,91

2,34

По методике, указанной выше определяем объём остаточного шлака в горне доменных печей объёмом 4290 и 1719 м 3 . Полученные результаты указаны в таблице 4 и 5.

Таблица 4

Объём остаточного шлака в горне доменной печи объёмом 4290 м 3

Диаметр горна, м

0,7

1,4

2,1

4,9

7,7

10,7

13,7

V i , м 3

1,43

6,35

10,9

74,9

105,61

114,98

80,96

Таблица 5

Объём остаточного шлака в горне доменной печи объёмом 1719 м 3

Диаметр горна, м

0,4

0,8

1,2

3,1

5,1

7,1

9,1

V i , м 3

0,18

1,31

2,41

20,99

31,97

32,66

26,91

Проведенный анализ показывает о наличии большой окружной неравномерности в исследуемых горнах доменных печей объёмом 4290 и 1719 м 3 . Так, в горне печи объёмом 4290 м 3 общее количество шлака, остающегося в горне после выпуска равно 395,12 м 3 , что составляет 64 % от общего количества шлака. Для печи объёмом 1719 м 3 , эти значения составили 116,42 м 3 , что соответствует 52,7 % от общего количества. Нужно отметить, что наибольшее количество шлака находится в зоне 6, находящейся на расстоянии 7,1 и 10,7 м от центра доменных печей объёмом 1719 и 4290 м 3 .

Литература:

  1. Диментьев А. О. Влияние неравномерности вязкости шлака, накопленного в горне доменной печи объемом 3000 м 3 , на выпуск продуктов плавки/ А. О. Диментьев, Д. А. Власенко, А. С. Антишин, А. В. Карпов // сборник научных трудов донбасского государственного технического института. — 2021. — № 22. — с. 45–51.
  2. Коневзерова А. Д. Взаимосвязь параметров продуктов плавки с организацией режима их выпуска из горна доменной печи/ А. Д. Коневзерова, А. В. Карпов, А. О. Диментьев // В сборнике: Школа молодых ученых по проблемам технических наук. Сборник материалов областного профильного семинара. — 2018. — с. 126–131.
  3. Карпов А. В. Оценка тепловой неравномерности работы горна доменной печи / А. В. Карпов, К. С. Карпова // В сборнике: Прогрессивные технологии и процессы. Сборник научных статей 4-й Международной молодежной научно-практической конференции. -2017. — с. 86–90.
Основные термины (генерируются автоматически): доменная печь, величина уровня шлака, остаточный шлак, условное разбиение, таблица, тепловое состояние, элементарный объем.


Ключевые слова

шлак, доменная печь, чугун, горн
Задать вопрос