Содержание к диссертации
Введение
1. Исследование доменного процесса с помощью математических моделей
1.1. Аналитический обзор (состояние вопроса) 10
1.2. Обоснование выбранного направления и задачи исследования 17
2. Разработка методики учета процессов восстановления в балансовой логико-статистической модели
2.1. Выбор расчетной схемы учета кинетических характеристик руд 20
2.2. Анализ влияния процессов восстановления на показатели работы доменной печи и сопоставление с практическими данными 35
3. Учет реакционной способности кокса
3.1. Исходные требования к металлургическим свойствам и качеству кокса 40
3.2. Методика определения и учет влияния реакционной способности кокса на показатели доменной плавки 49
3.3. Расчетный анализ взаимозаменяемости коксов различной металлургической ценности 61
4. Примеры решения практических задач
4.1. Процессы теплообмена и восстановления в доменной печи при выплавке специальных видов чугунов 73
4.2. Пофакторный анализ показателей доменной плавки 82
5. Заключение 84
Литература
- Обоснование выбранного направления и задачи исследования
- Анализ влияния процессов восстановления на показатели работы доменной печи и сопоставление с практическими данными
- Методика определения и учет влияния реакционной способности кокса на показатели доменной плавки
- Пофакторный анализ показателей доменной плавки
Введение к работе
Актуальность темы диссертационного исследования обусловлена необходимостью внедрения в практику работы инженерно-технического персонала доменных цехов современных методов анализа, управления и регулирования, основанных на компьютерном моделировании процессов, происходящих в доменной печи При разработке математической модели процесса следует учитывать необходимость уменьшения зависимости качества расчетных результатов моделирования от объективных и субъективных факторов, например, из-за недостатка исходной и текущей технологической информации или квалификации и опыта персонала Для этого необходимо помимо формализованного математического описания исследуемых физико-химических процессов учесть огромный накопленный промышленный и технологический опыт работы доменных печей
Первые теоретические и практические разработки по вопросам математического моделирования доменного процесса возникли в первой половине двадцатого века Наиболее широкое распространение получил балансовый метод расчета АН Рамма, с помощью которого можно было оценивать влияние наиболее значимых параметров доменной плавки химического состава шихты, температуры и влажности дутья, степень обогащенности его кислородом, вдувания различных топливных добавок (природный газ, мазут) и т п Балансовый метод и созданная Б И Китаевым теория теплообмена для шахтных печей послужили отправной точкой для создания кинетических моделей и одной из первых отечественных разработок в этом направлении была модель, разработанная коллективом исследователей Института металлургии под руководством С В Шаврина Настоящий всплеск научных разработок по данной теме произошел в конце 70-х, начале 80-х годов 20-го века, когда появились кинетико-математические модели исследователей из Японии, Германии, Канады В создание современного математического аппарата и развитие многих направлений исследования доменного процесса огромный
вклад внесли отечественные школы ВНИИМТа, ДМИ, УПИ
Анализ существующих методик расчета показателей доменной плавки показал, что существует несколько серьезных проблем
Во-первых, при разработке сложных кинетических моделей в силу недостаточной изученности тепло- и массообменных процессов, происходящих в доменной печи (особенно для нижней ее части), приходится использовать допущения, которые могут существенно повлиять на результаты расчета
Во-вторых, при использовании математического аппарата с решением систем дифференциальных уравнений для двумерной модели при учете нестационарных процессов даже применение современных мощных компьютеров приводит к тому, что время расчета варианта достаточно велико для регулирования "в темпе с процессом"
Это определило потребность в разработке математической модели, опирающейся на основы теории тепло- и массообмена, закона сохранения энергии и одновременно учитывающей особенности влияния технологических характеристик и стандартов исходного сырья на показатели доменной плавки и пригодной для быстрой оценки возможных сценариев поведения доменной печи и выбора наиболее оптимальных вариантов Это в свою очередь обусловило выбор целей, задач, структуры и содержания темы диссертационного исследования
Ограниченные возможности балансовых методов расчета по прогнозу и анализу хода доменной плавки зависят от выбора схемы хода восстановительного процесса и полноты учета характеристик исходного сырья При этом используются в большинстве случаев расчетные методы без должного привлечения огромного экспериментального опыта и данных, накопленных за всю историю доменного процесса
Исходя из этого, целью исследования является изучение кинетических особенностей процесса восстановления оксидов железа в доменной печи и алгоритмов его решения, уточнение влияния различных металлургических
характеристик сырья на показатели доменной плавки Необходимость учета кинетических факторов процесса восстановления и введение ГОСТирован-ных характеристик металлургического сырья, удобных для практического использования техническим персоналом, вытекает из требований по повышению точности и адекватности результатов расчета
Для практической реализации выбранного направления необходимо решение следующих основных задач
разработка расчетной схемы учета кинетических характеристик металлургического сырья для используемой модели,
изучение влияния металлургических свойств кокса на показатели доменной плавки, в частности, введение в модель влияния такой важной его характеристики как реакционная способность,
аналитическое исследование влияния различных технологических факторов доменной плавки с помощью усовершенствованной модели расчета с целью подтверждения применимости предложенного метода расчета,
разработка математического, алгоритмического и программного обеспечения компонентов модели
Методы исследования основаны на использовании положений теории тепло- и массообмена, теории металлургических процессов, закона сохранении энергии, физико-химических методов исследований, методов математической статистики, теории дифференциального и интегрального исчислений В разработке программного обеспечения для моделирования использовалась технология объектно-ориентированного программирования (ООП)
Научная новизна Предложен новый метод анализа и контроля доменной плавки на основе использования балансовой логико-статистической модели К новым результатам относятся
разработка и интеграция в балансовую логико-статистическую мо
дель блока учета процессов восстановления оксидов железа в «су
хой» части шахты доменной печи, что позволяет повысить адекват-
ность и точность модели,
создание методики определения и учета влияния реакционной способности кокса на показатели доменной плавки в рамках существующей модели
Практическая ценность Теоретические исследования завершены созданием на их основе математического, алгоритмического и программного обеспечения балансовой логико-статистической модели доменного процесса Модель может быть использована инженерно-техническим персоналом для оперативного контроля и анализа новых технических решений в области доменного производства, служить методическим инструментом для обеспечения учебного процесса в вузах по специальности «Металлургия черных металлов»
Апробация работы Основные результаты диссертационной работы приведены в монографии «Балансовая логико-статистическая модель доменного процесса», докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции «Моделирование, программное обеспечение и наукоемкие технологии в металлургии» (Новосибирск, 2-6 апреля 2001 г) Ряд положений диссертации был использован при подготовке тематического сборника «Математическое моделирование доменного процесса» (Екатеринбург, ИМЕТ УрО РАН) По результатам выполненных исследований опубликовано 23 печатные работы
Объем и структура диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (50 наименований) и приложений Основное содержание диссертационной работы изложено на 125 страницах машинописного текста, включая 10 таблиц, 8 рисунков
Обоснование выбранного направления и задачи исследования
Как самостоятельное научное направление математическое моделирование доменного процесса оформилось в середине 50-х годов. Первые фундаментальные разработки в этой области связаны с именами таких крупных ученых как А.Н. Рамм, И.П. Бардин, З.И. Некрасов, А.Д. Готлиб. Значительный вклад в дальнейшее развитие и становление современной теории и методов математического моделирования в области доменного производства внесли отечественные ученые И.Г. Товаровский, СВ. Шаврин, Е.Ф. Вегман, Ю.С. Юсфин, Н.Н. Бабарыкин, В.П. Тарасов, Ю.Г. Ярошенко, Н.А. Спирин, В.И. Мойкин, И.Ф. Курунов и их ученики.
Обстоятельный анализ и обзор математических методов описания доменного процесса приведен в [1,2]. Научный подход к процессу моделирования доменной плавки опирается на основополагающие принципы теории тепло- и массообмена, разработанной Б.И. Китаевым и в дальнейшем развитой его последователями [2-Ю].
Существующие математические модели в области доменного производства используют различные методы математического описания и разделяются по степени сложности и принципам решения поставленных задач. Статистические модели
Позволяют на основе информации, снятой с помощью датчиков и (или) опытных зависимостей, полученных за продолжительный период работы печи, осуществлять контроль и прогнозировать показатели плавки в рамках конкретной доменной печи. Исходная информация подвергается специальной обработке, обычно с помощью методов математической статистики для установления корреляционных и регрессионных зависимостей между входными параметрами и значениями выходных переменных. Такие модели требуют большого количества наблюдений и показателей процесса за длительный период времени с целью выявления каких-либо закономерностей и получения статистических зависимостей. Широкое распространение в доменном производстве получила методика оценки влияния изменения технологических параметров на технико-экономические показатели доменной плавки, разработанные ЦНИИЧМ и ИЧМ [11,12]. Этот метод пофакторного анализа достаточно широко распространен и используется для решения задач нормирования, планирования и организации доменного производства в рамках существующего предприятия. Существенным недостатком данного подхода является использование линейных соотношений «изменение фактора - изменение параметра».
Современное направление данного метода оценки и анализа работы доменных печей развивается в СибГИУ В.П. Авдеевым и его сотрудниками [13-15]. Балансовые модели.
В основе балансового метода расчета лежит использование уравнений теплового и материального балансов, совместное решение которых позволяет определить искомые расходные коэффициенты доменной плавки (расход кокса, состав колошникового газа, чугуна и т.д.). Примером может служить модели, использующие метод А.Н. Рамма [18,19], в которых точность расчета показателей плавки определяются заданием степени прямого восстановления (или степени использования газа), температурой колошникового газа и тепловыми по 12 терями. Широко известны модели с использованием схемы общего теплового баланса и показателями, характеризующими ход восстановительного процесса предложенной Ристом [16,17]. В основе их лежит предположение о наличии в доменной печи при определенной температуре химического равновесия для системы FeO - О (900-1200 С). Заслуживает внимания балансовая модель, разработанная в МИСиС, в задачу которой входит определение расхода кокса исходя из степени приближения к равновесию реакции восстановления вюстита, потерь тепла с учетом геометрических характеристик печи и характера газораспределения. Характерной особенностью этой модели также является использование в качестве исходных характеристик гранулометрического состава материалов, средней крупности материалов и мелочи, горячей прочности [20,21]. Технико-экономические показатели рассчитываются на основе кривой распределения рудной нагрузки по радиусу доменной печи. В состав этой модели также входит блок расчета динамических характеристик работы доменной печи. Для этого используются усредненные уравнения передаточных функций по основным каналам воздействия с учетом запаздывания. Как отмечают авторы, результаты расчета в различных условиях адекватно отражают их воздействие на доменную плавку. Не оспаривая подхода авторов к сущности метода расчета, следует отметить, что приведенные ими зависимости отражают линейность влияния указанных факторов (содержание кислорода в дутье, расход природного газа и т.п.) на показатели доменной плавки. Кинетические модели.
Этот класс моделей предназначен для описания закономерностей тепло- и массообмена в доменной печи с использованием систем дифференциальных уравнений баланса потоков материалов, химических реакций и кинетики процессов при заданных граничных условиях. Условно модели делятся на: одномерные; многомерные (дву- трехмерные); стационарные; динамические
При использовании кинетических моделей существенно расширяется круг решаемых практических задач - распределение температурных полей газа и шихты, степеней восстановления материалов, скоростей газа и шихты по высоте и радиусу печи. Появляется возможность проследить влияние кинетических характеристик шихты - восстановимости, температур размягчения и плавления материалов, реакционной способности кокса на показатели работы доменной печи.
Обстоятельный обзор математических методов анализа и управления доменным процессом сделан в работе [2], в которой отмечается, что даже при самом строгом и полном теоретическом учете всех особенностей доменного процесса приходится использовать эмпирические коэффициенты в силу того, что отсутствуют достоверные данные о ходе процессов, протекающих в объеме печи, особенно в ее нижней части. Вследствие этого эти модели носят конкретно-прикладной характер и используются для решения определенных задач. Такого класса модели широко разрабатываются как за рубежом, так отечественными исследователями [22-27]
Анализ влияния процессов восстановления на показатели работы доменной печи и сопоставление с практическими данными
Указанные значения коэффициентов и показателей степеней определены из условия обеспечения равенства влияния соответствующих факторов на производительность и расход кокса по данным [11] и рассчитанных по модели для усредненных условий плавки, характеризуемых расходом кокса 500 кг/т и производительностью печи объемом 1513м 3000 т/сут.
Средний радиус куска шихты и перепад давления газа в печи связаны между собой обратно пропорциональной зависимостью, но, учитывая удельный вес верхнего перепада (0,2-0,3 от общего) и затухание его влияния по мере повышения диаметра куска, приняли показатель степени при d)KB равным 0,25, что обеспечивает повышение производительности печи на 0,24 %, на 1 % изменения d)KB. По этим же причинам ослабили положительное влияние на производительность печи неравномерности распределения газового потока (отрицательное влияние учитывается через тепловой баланс и соответствующее повышение расхода кокса). Повышение производительности печи на 1,7-2,4% на 1% железа [11] объясняется уменьшением выхода шлака, что приводит к уменьшению количества газа и улучшению условий противоточной фильтрации газа и шлака. Первая составляющая АП учитывается через тепловой баланс, а вторая - с помощью коэффициента 0,11 перед шлаком в формуле (2.65).
Показатель прочности кокса М]0 учитывается в формулах (2.64) и (2.65) дважды: в показателе Мт , так как нет оснований дифференцировать мелочь по ее происхождению, и отдельно с помощью коэффициентов 3,08 в (2.64) и 0,0092 в (2.65), которые подобраны из условия соответствия статистическим данным расчетного суммарного влияния М\0 на расход кокса и производительность печи. Однако это влияние (+ 2,8 % АК и - 2,8 % АП на + 1 % М]0) представляется завышенным, особенно в свете имеющегося опыта работы доменных печей на каменном угле и антраците. Отмеченное, хотя и в меньшей степени, относится и к показателю М25 (- 0,6 % АК и + 0,6 % АП на + 1 % Мн). Поэтому целесообразно предпринять следующее:
1. С целью уменьшения вероятности выхода показателей М25 и Мп) за пределы границ достоверности принять в аналоге-стандарте эти показатели равными средним. В настоящее время по металлургическим заводам России -М0 = 8,7 %; М25 = 84,6 %; А/4о = 68,7 % (причем в случае отсутствия данных по М25 можно в порядке первого приближения принять М25 = М4о + 15,9);
2. Считать показатели М25 и М10 обобщенными характеристиками топлива (отражающими в той или иной мере и другие важные его свойства), которые при формировании базовых вариантов, особенно в случае использования антрацитов, технологических каменных углей (не содержащих смол) и новых сортов кокса, в том числе формованного, можно не задавать, а определять по условию соответствия результатов расчета практическим данным, что позволит на первом этапе уточнить коэффициенты в уравнениях (2.64) и (2.65), а на вто 35 ром - найти связь между прочностными характеристиками топлива, включая «горячую» прочность, и распределением газового потока по радиусу печи. Действительно, с одной стороны, не видно непосредственной связи между прочностными характеристиками кокса и процессами восстановления оксидов железа в «сухой» зоне печи, определяющими в значительной мере расход кокса, а с другой - нет оснований сомневаться в достоверности соответствующих статистических данных. Однако следует заметить, что последние получены не при одинаковом распределении газового потока по радиусу печи, так как выполнить это требование практически было невозможно, поскольку между этими факторами явно существует связь, близкая к функциональной. Разделить влияние этих факторов можно с помощью обсуждаемой модели. Для этого необходим определенный минимум теоретических проработок и практических данных по металлургическим характеристикам кокса.
Анализ влияния процессов восстановления на показатели работы доменной печи и сопоставление с практическими данными. Реализация предложенного метода расчета процессов восстановления оксидов железа в модели позволяет избавиться от дополнительных погрешностей, связанных с использованием степени приближения газа к равновесию (//,,), которая использовалась в предыдущей модели [46]. Кроме того, стандартные характеристики материалов, например, восстановимость и средний размер куска руды, в большей мере учитываются там, где они проявляются, т.е. в кинетике восстановления (см. формулы 2.38-2.43).
Временные зависимости закономерностей взаимодействия железорудных материалов с восстановительным газом позволяют увязать их с температурным полем по высоте печи и получить наглядную информацию о взаимосвязях мае 36 сообменных и тепловых процессов. Графическую интерпретацию полученных результатов при расчете процессов массо- и теплообмена лучше всего характеризует диаграмма в координатах "степень восстановления - время - температура (со )", наиболее общий вид которой представлен на рис. 2.1.
Дополнительно анализируется изменение удельного расхода кокса, расхода железорудных материалов и флюсов, производительности печи, содержания серы в чугуне, выхода и основности шлака.
Данная методика была опробована для анализа работы доменной печи №2 ОАО «ЧМЗ». Отличительной особенностью в организации доменного процесса при выплавке ванадиевого чугуна в цехе ОАО «Чусовской металлургический завод» является использование в шихте доменных печей местного агломерата, спекаемого с целью снижения потерь ванадия с использование отходов химического производства. По качеству местный агломерат отличается от Кач-канарского агломерата более низким содержанием железа (48-50%) против 53-54%), пониженной основностью CaO/Si02 (1,0-1,1 против 2,2-2,3) и восстано-вимостью. Содержание мелочи (фракция 0-5 мм) в местном агломерате достигает 20-25%), против 5-10% в Качканарском. Средняя доля агломерата ЧМЗ в железорудной части доменной шихты составляет около 10%.
Влияние местного агломерата на процесс и показатели плавки можно наглядно оценить, используя приведенную на рис. 2.2 диаграмму, отображающую развитие процессов теплообмена во времени по высоте печи и процессов восстановления оксидов железа в «сухой» зоне - до температур 950 С. Характеристики агрегата, заложенные в расчет, и параметры его работы приняты согласно имеющим место для доменной печи №1 ОАО «Нижне-Тагильский металлургический комбинат». Железорудная часть шихты была принята по условиям работы доменной печи №2 ОАО «Чусовской металлургический завод».
Методика определения и учет влияния реакционной способности кокса на показатели доменной плавки
Для иллюстрации результатов, получаемых по более полной формуле (3.48) провели исследования с коксов НТМК сухого и мокрого тушения.
На основании данных [56], была проанализирована зависимость і]-Кх от среднего размера куска Кузнецкого кокса. Установлено, что при температурах выше 900С степень использования внутренней поверхности // уменьшается во всем исследованном диапазоне (от 0,37 до 12,6 мм). Следовательно, сопоставительные опыты, необходимо проводить при одной и той же крупности, причем тем более строго (с более узкой фракцией), чем выше температура опыта. Учи тывая также, что зависимости "Угар кокса - время" до 20% угара представляют собой прямые линии, опыты по определению реакционной способности провели в стационарном алундовом тигле при условиях: фракция 1-3 мм, вес навески 10 г, предварительный нагрев в атмосфере аргона до 1000С и выдержка 20 мин, контрольное взвешивание, выдержка в токе С02 (25 л/час) в течение часа.
Таким образом, реакционная способность кокса НТМК сухого тушения ниже, чем мокрого в 1,5 раза и, в соответствии, с формулой. (3.48) коэффициент замены первого последним равен при прочих равных условиях 1,02.
Следует подчеркнуть, что приведение в таблице 3.5 данные не могут быть неизменными, поскольку характеристики коксов (состав углей) меняются . Поэтому в качестве рабочего инструмента для оценки коксов рекомендуется не таблица 3.5, а формулы (3.47) и (3.48), с помощью которых можно оценивать любой кокс относительно выбранного выше эталона. Коэффициенты замены одного кокса другим определяются путем деления коэффициента заменителя на коэффициент заменяемого, а допустимая цена на заменитель по отношению к заменяемому - путем деления цифры 100 на полученный коэффициент замены.
Все значения в формулах (3.47), (3.48) подлежат уточнению, поскольку они являются статистическими величинами, но основное внимание должно быть уделено коэффициентам 0,006 и 0,028 перед М2І и Mw, так как в эти коэффициенты, возможно, вошла частично и реакционная способность кокса. Выделение PC в оперативно определяемую характеристику создает предпосылки для уточнения указанных коэффициентов обычными методами множественной регрессии. Таким образом, в результате проведенных исследований 1. Разработана методика расчета коэффициентов взаимозаменяемости коксов, в том числе с учетом их PC и приведены примеры ее применения. Указанная методика и соответствующие формулы (3.47, 3.48) при наличии практических данных легко могут быть уточнены, в частности, в направлении учета нелинейностей (например, влияние PC кокса на его расход должен зависеть от степени приближения состава колошникового газа к равновесию). Поэтому перспективны работы по накоплению и систематизации результатов оперативного контроля реакционной способности в связке с показателями работы доменных печей.
К настоящему времени накоплены статистические данные по влиянию на показатели доменной плавки прочностных характеристик кокса и его химического состава, что позволяет сравнивать коксы различных заводов-поставщиков. Однако в связи с резким повышением цен на энергоносители требования к полноте и корректности такого сопоставления повышаются, в связи с чем разработана методика расчета коэффициентов взаимозаменяемости коксов с доведением ее до компактных рабочих формул, в последнюю из которых введена реакционная способность кокса по ГОСТ 10089-89, или по другой равноценной методике. Предложенные формулы могут быть использованы для уменьшения негативных последствий перешихтовок и более обоснованного выбора поставщиков кокса. Актуальность этих работ подчеркивается установленной в последние годы связью между реакционной способностью и высокотемпературной прочностью кокса (показатель CSR). Конечной целью исследований в этом направлении являются уменьшение затрат на кокс и оптимизация состава угольных шихт для коксования.
Решение конкретных технологических задач потребовало создания системы программных модулей, реализующих учет и прогноз развития процессов восстановления оксидов железа и реакционной способности кокса.
С этой целью был разработан многофункциональный программный модуль расчета показателей доменной плавки, который включает в себя блок формирования исходных данных (базы данных), модулей расчета и блока вывода и визуализации результатов расчета на основе созданного многооконного интерфейса. Структурная блок-схема программного модуля и последовательность расчета приведены в Приложении 1.
Наиболее важным моментом при формировании исходных данных для расчета является выбор металлургических характеристик материалов: сол - восстановимость (лабораторная) руды по ГОСТ 17212-84, опреде ляемая по методике: навеска 500 г; крупность с!л - (12,5±1)мм; газ, %: СО = (33±0,5); Н2 0,5; С02 0,5; 02 0,1; Н20 0,2; N2 - остальное. Расход газа (30±1) л/мин; режим нагрева: 15 К/мин 40 минут + 2,86 К/мин 175 минут =1100 С; обработка результатов опыта производится по форму лам, тождественным (3.32) и (3.33). Если данных нет, то восстановимость можно оценить по корреляционным зависимостям, принять такой же как в аналоге или рассчитать по формуле, использование которой для метал лизованных руд и металлодобавок обязательно
Пофакторный анализ показателей доменной плавки
Перед выдачей на печать расходы материалов и другие статьи материального и теплового балансов рассчитываются с учетом пыли и потерь чугуна со шлаком, но без учета физической влаги, которая влияет в модели только на одну величину - температуру влажного колошникового газа (t 1). Из внутренних параметров процесса на печать выдаются следующие: гd - степень прямого восстановления по М.А. Павлову; сок - степень косвенного восстановления; At -средняя разность trM на горизонте /м =875С; /т -теоретическая температура горения, С; ф - степень приближения распределения серы к равновесному значению при 1450 С; rjro, г]и - степени использования СО и Нг; Ми _ содержание в шихте мелочи 0-5 мм.
Особенности выполнения расчетов
Расчеты показателей работы доменной печи целесообразно начинать с формирования базового варианта, в котором расход кокса и производительность, как правило, будут отличаться от фактических. Устранить это можно путем корректировки коэффициентов ц.г и J0, а в случае использования углей (без смол) и новых сортов кокса - показателей качества кокса М25 и М10, считая их обобщенными характеристиками, которые можно корректировать с учетом других, не учитываемых в модели металлургических свойств топлива.
Не совпадают часто также расчетные и фактические содержания СО и С02 в колошниковом газе. Наиболее вероятная причина - ощутимое развитие в верхних горизонтах печи и в газовом тракте экзотермической реакции Белла 2СО = СО, +С, в соответствии с которой в равновесных условиях на выходе печи не должно быть СО. Эта реакция оказывает влияние на температуру колошникового газа, а также на содержание углерода в колошниковой пыли и в шламах, так как основная часть образующегося углерода уносится из печи, по-видимому, с этими материалами. Другая часть по причине своей повышенной активности расходуется еще в пределах верхней ступени теплообмена по эндотермической реакции прямого восстановления C + FeO = Fe + CO, частично нейтрализуя указанные выше последствия реакции Белла, а третья опускается в высокотемпературную зону печи, где расходуется по этой же реакции, но уже оказывая, хотя и небольшое (так как углерод вернулся), но все же отрицательное влияние на расход кокса. Систематическое сопоставление расчетного и фактического состава колошникового газа позволит, возможно, количественно оценить степень развития этой реакции.
Иногда при формировании базового варианта возникает необходимость приведения в соответствие основности материалов и расчетной основности шлака, которая в общем случае будет отличаться от фактической и если предпочтение будет отдано последней, то массовую долю СаО в руде необходимо изменить на величину, %: доли серы в чугуне. Поскольку обессеривание металла является одной из основных функций доменной печи, более правильно считать влияние любого фактора неотделимым от изменения основности шлака и (или) температуры продуктов плавки, обеспечивающих поддержание заданного содержания серы в чугуне. Для этого в модели использована методика расчета коэффициента распределения серы, которая адаптирована нами к титанистым шлакам, уступающим по серопоглотительной способности обычным. Объясняется это проявлением закона действующих масс и кислотными свойствами высших оксидов титана, подтверждаемыми, в частности, наличием в шлаке перовскита (СаО-ТЮ2).
Полученное по упомянутым формулам расчетное значение содержания серы в чугуне сравнивается с заданным, и в случае несоответствия изменяется основность шлака за счет изменения расхода кальцийсодержащих материалов, в первую очередь железофлюса или высокоосновного конвертерного шлака. Если их нет, то, сохраняя постоянным регулировочный расход известняка (в пределах до 10 кг/т чугуна), корректируют основность агломерата. Вместе с тем учтена и потребность в выполнении поверочных расчетов. Поэтому предусмотрены четыре признака операций по флюсу и сере (П - К)ф s.
Первые два признака обеспечивают возможность выполнения расчетов как с целью согласования основности материалов и шлака с расходом флюса, так и для уточнения включенной в исходные данные величины ср - степени приближения показателя распределения серы к равновесному значению при 1450 С. Для этого изменяют ф до практического совпадения [s],, и [s]1M. Второй способ решения этой же задачи еще проще - необходимо перенести расчетное значение ( s)р из результатов расчета в исходные данные.
