Введение к работе
Актуальность работы. Исторические условия и экстенсивное ззвитие социалистической экономики обусловили создание нера-яональной и неэффективной структуры металлургической отрасли, доменном производстве эта тенденция проявилась в формировали принципиально иной, чем в ведущих странах мира,технологии, эторая заключалась в высокой форсировке хода плавки, зачастую ущерб экономике и экологии , наращивании концентрации кисло-эда в дутье с увеличением капиталовложений в строительство аслородных блоков и их сокращении на подготовку железорудного
jpbfl.
Развитие передового зарубежного доменного производства шло э пути улучшения подготовки железорудного сырья и оптимизации го распределения в печах путем совершенствования режимов заг-/зки и конструкции засыпных аппаратов при незначительном ис-эльзовании технологического кислорода.
Результатом реализации этих двух направлений в технологии гали существенно более высокие расход кокса и содержание ремния в чугуне и низкая степень использования газа в оте-эственных доменных печах.
Переход к рыночной экономике изменяет приоритеты в органи-ации производства. Это требует переосмысления традиционных эдходов к управлению доменной плавкой, создания гибкой техно-эгии, способной эффективно функционировать в условиях меняю-эйся коньюнктуры рынка.
Цель и задачи работы. Разработка на основе фундаменталь-jx и экспериментальных исследований теории и технологии до-
менной плавки с переменной интенсивностью, обеспечивающей энерго- и ресурсосбережение, требуемое качество чугуна и увеличение срока службы доменной печи.
Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
анализ влияния интенсивности плавки на основные явления доменного процесса;
исследование влияния концентрации кислорода в дутье на эффективность доменной плавки при различной ее интенсивности;
изучение влияния распределения материалов на основные параметры противотока и разработка гибкой технологии на основе рационального распределения в условиях приоритета экономических требований;
—разработка технологии доменной плавки с пониженной интенсивностью.
Научная новизна работы заключается в разработке гибкой технологии доменной плавки, способной эффективно функционировать в условиях меняющейся конъюнктуры рынка при приоритете энерго-и ресурсосбережения. В этом направлении получены следующие результаты:
—методика расчета относительных изменений производительности печи с учетом зон, определяющих газодинамическое сопротивление;
—количественная оценка влияния концентрации кислорода и азота в дутье на производительность доменной печи и удельный расход кокса на выплавку чугуна;
—разработка модели рационального радиального распределения материалов для печей разного объема , работающих с разной
интенсивностью;
—статистическая зависимость относительных изменений по-розности столба шихтовых материалов от интенсивности (скорости его схода) плавки в интервале ее изменений от 50 до 100% от номинальной величины;
—разработка комбинированного способа снижения интенсивности плавки , обеспечивающей энергосбережение и ресурсосбережение , сохранность футеровки и требуемое качество чугуна.
Практическая ценность работы определяется решением следующих научно-технических проблем:
—разработка новых режимов работы конусного засыпного аппарата и подвижных колошниковых плит , обеспечивающих высокую эффективность регулирования радиального и окружного распределения материалов;
—утилизация мелочи -5мм в железорудных материалах в количестве до 12% без предварительного отсева;
—разработка технологии доменной плавки с пониженной интенсивностью, обеспечивающей снижение расхода кокса, требуемое качество чугуна, сохранность агрегата и оптимальный газодинамический режим , исключающий необходимость в изменениях количества или диаметра фурм.
Совокупность полученных результатов является теоретическим эбобщением в области газодинамики , распределения материалов и эежимов их загрузки,которое направлено на решение крупной научной проблемы - разработку гибкой технологии доменной плавки, способной адаптироваться к меняющейся коньюнктуре рынка.
Реализация результатов в промышленности. На Западно-Сибирском и Череповецком металлургических комбинатах приняты к внедрению разработанные на основе теоретических исследований и промышленных опытов дополнения к технологическим инструкциям по технологии доменной плавки с пониженной интенсивностью , обеспечивающей энерго- и ресурсосбережение , сохранность агрегата и требуемое качество чугуна.
На Кузнецком металлургическом комбинате опробован и принят к внедрению новый режим работы подвижных плит колошника, обеспечивающий высокую эффективность регулирования радиального и окружного распределения материалов и газов в доменных печах.По результатам опытно-промышленных плавок экономия кокса достигала до 4% , прирост производительности - до 5,6%. .
На Магнитогорском металлургическом комбинате внедрены рекомендации по оптимизации режима загрузки доменных печей (доля в цикле нормальных систем загрузки,уровень засыпи,масса подачи), обеспечивающие экономию кокса до 1% , прирост производительности до 1,9 7.; испытан циклический режим загрузки с оптимальными уровнями засыпи для каждой системы цикла,что позволило снизить расход кокса на 2 кг/т и увеличить производительность на 0,7 %.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Международной , Всесоюзной и Республиканской научно -технических конференциях и семинарах: Пятая международная конференция по производству чугуна "UZKG 1975" , г.Острава (Чехословакия) ,1975г. ; Всесоюзная научная конференция " Теоретические основы металлургии чугуна ", г.Москва , 1974г.; Всесоюзные научно-технические семинары " Проблемы автоматизирован-
ного управления доменным производством ", г.Киев, 1973, 1977гг., Всесоюзная научно-техническая конференция "Теория и практика современного доменного производства", Днепропетровск, 1983г.Республиканская научно-техническая конференция "Повышение качества металлопродукциии и эффективности технологических процессов черной металлургии",г.Свердловск,1980г.;Научно-тех-нические конференции по итогам выполнения НИР,г.Магнитогорск, 1974-1993гг. Конгресс доменщиков СНГ , Тула , 1992 и 1993гг.
Результаты работы апробированы на научно-технических семинарах кафедр : металлургии чугуна Магнитогорского горно-металлургического института , руднотермических процессоров Московского института стали и сплавов , теплотехники металлургических печей Уральского политехнического института.
Материалы диссертации доложены на научно-технических советах Западно-Сибирского, Кузнецкого, Магнитогорского, Орско-Халиловского, Череповецкого металлургических комбинатов.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 21 статьях,2 авторских свидетельствах и 3 патентах на изобретения.
Структура и обьем работы. Работа состоит из введения и 6 глав, содержащих 319 страниц машинописного текста , включая 62 иллюстрации, 51 таблицу , список использованных источников из 203 наименований и 4 приложения на 20 страницах.