Исследование возможностей ресурсосбережения при производстве чугуна на базе определения предельных показателей процессов производства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.02, кандидат технических наук Травянов, Андрей Яковлевич

• Травянов, Андрей Яковлевич
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Травянов, Андрей Яковлевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Показатели ресурсосбережения при производстве первичного металла

1.1. Интенсификация производства - генеральное направление развития черной металлургии в Советский период

1.1.1. Интенсивность плавки

1.1.2. Обогащение дутья кислородом

1.1.3. Применение топливных добавок

1.1.4. Подготовка шихтовых материалов

1.2. Показатели ресурсосбережения и интенсивность доменной плавки

1.3. Концепция устойчивого хода доменной печи при максимальной интенсивности плавки

1.4. Основные методы расчета показателей процессов производства

первичного металла

1.4.1. Классические методы определения показателей доменной плавки

1.4.2. Метод А.Н. Рамма и его модификации

1.4.3. Метод А. Риста

1.4.4. Модернизация классических методов для применения к новейшим технологиям

1.5. Учет фактора интенсивности доменного процесса в различных методах определения его показателей

1.6. Роль показателей восстановления в методах определения параметров доменного процесса

1.7. Минимальный расход кокса на доменную плавку

1.8. Выводы

ГЛАВА 2 Максимально возможная степень использования восстановительной способности газов при производстве первичного черного металла

2.1. Предельная степень использования восстановительной способности газов в доменной печи

15 — г

2.2. Определение пределов применения формулы г|г =г|со° -- •••

1 ~ Гс)

2.3. Влияние окисленности шихты

2.4. Определение максимально возможных значений г|Г при внедо-менном получении железа

2.5. Выводы

ГЛАВА 3 Минимальный теоретически возможный расход кокса в доменном

процессе

3.1. Взаимосвязь показателей восстановления доменного процесса

3.2. Расход кокса на доменную плавку при Од = 0

3.3. Минимальный расход кокса с точки зрения потребности процессов восстановления

3.4. Минимальный расход кокса исходя из условий обеспечения восстановительной и тепловой работы печи

3.5. Выводы

ГЛАВА 4 Учет фактора интенсивности плавки при определении ее показателей по методу А.Н. Рамма - А.Н. Похвиснева

4.1. Определение относительного изменения производительности доменной печи при расчете показателей по методу А.Н. Рамма

-А.Н. Похвиснева

4.2. Пример расчета относительного изменения производительности

4.3. Выводы

ГЛАВА 5 Оценка влияния различных параметров доменного процесса на

расчет относительного изменения производительности печи

5.1. Влияние дополнительно задаваемых величин

5.1.1. Порозность шихтовых материалов

5.1.2. Насыпная масса шихтовых материалов

5.1.3. Давление дутья и колошникового газа

5.1.4. Итоги расчетов, приведенных в разделе 5.1

5.2. Влияние параметров комбинированного дутья

5.2.1. Содержание кислорода в дутье

5.2.2. Расход природного газа

5.2.3. Комбинированное дутье

5.3. Учет фактора интенсивности плавки

5.4. Выводы

ГЛАВА 6 Анализ возможности ресурсосбережения в агрегатах жидкофазно-

го восстановления (ЖФВ)

6.1. Теоретическое сопоставление расходов топлива на получение первичного металла в доменной печи и агрегатах ЖФВ (на примере процесса Ромелт)

6.2. Развитие метода А.Н. Рамма - А.Н. Похвиснева для расчета показателей процессов ЖФВ

6.2.1. Общая формула для определения расхода топлива на

примере ЖФВ

6.2.2. Обсуждение предложенной методики в специальной литературе

6.3. Выбор исходных данных для анализа возможности ресурсосбережения в агрегатах ЖФВ

6.4. Влияние на показатели процессов ЖФВ степени дожигания, содержания железа в железорудной части шихты и вида используемого флюса

6.5. Влияние на показатели процессов ЖФВ качества используемого

угля

6.6. Влияние на показатели процессов ЖФВ применения горячего дутья и дутья обогащенного кислородом

6.7. Влияние на показатели процессов ЖФВ температуры отходящих

газов

6.8. Влияние на результаты расчета показателей процессов ЖФВ учета тепловых потерь процесса

6.9. Устойчивость плавки в агрегатах ЖФВ и перспективы ресурсосбережения

6.10. Выводы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Список использованных источников

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Блок схема расчета относительного изменения производительности доменной плавки на базе определения ее показателей по методу А.Н. Рамма-А.Н. Похвиснева

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Влияние на показатели процессов ЖФВ содержания железа в железорудной части шихты

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Влияние на показатели процессов ЖФВ вида используемого флюса

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование возможностей ресурсосбережения при производстве чугуна на базе определения предельных показателей процессов производства»

ВВЕДЕНИЕ

Длительное время основным приоритетом народного хозяйства России являлось достижение максимально возможной производительности агрегатов. Доменное производство, естественно, не было исключением, поэтому доменная плавка велась с высокой интенсивностью и, начиная с 70-х годов, широким применением технологического кислорода. Следствием этого стало применение неоправданно больших количеств природного газа и незначительное использование других топливно-восстановительных добавок к доменному дутью. Итогом реализации высокоинтенсивной технологии плавки оказались существенно больший, по сравнению с передовыми индустриальными странами, удельный расход топлива (кокс плюс природный газ), относительно низкая степень использования печных газов и повышение содержание кремния в чугуне.

Такая технология не приемлема в современных условиях, поскольку с переходом к рыночной экономике производительность уступила приоритет другим критериям: энерго- и ресурсосбережению, повышению качества продукции и улучшению экологической ситуации.

Приоритет ресурсосбережения, определяющего себестоимость чугуна, ужесточает требования к распределению материалов и газов в печи, а конъюнктура рынка требует использования гибких технологий, способных обеспечить минимизацию энерго- и ресурсозатрат на производство чугуна при различной интенсивности плавки.

В связи с вышесказанным особое значение приобретают вопросы минимально возможного расхода кокса на доменную плавку и максимального уровня использования восстановительной способности газов в печи (как ориентирах в дальнейшем совершенствовании технологии процесса); взаимосвязи

производительности доменной печи с параметрами энерго- и ресурсосбережения; предельных параметров альтернативных доменному процессов производства первичного металла.

9

Заключение диссертации по теме «Металлургия черных, цветных и редких металлов», Травянов, Андрей Яковлевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые предложены количественные зависимости, отражающие взаимосвязь основных параметров, характеризующих уровень развития восстановительных процессов доменной плавки. На их основе определен минимально возможный расход топлива на доменную плавку. По условиям восстановительных ограничений он составляет около 200 кг/т чуг., тепловых ограничений около 340 кг/т чуг.

2. Показано, что предельная степень использования газов в доменной печи может достигать 85 %, а для агрегатов внедоменного получения 50 %.

3. Разработаны дополнения к известному методу определения показателей доменного процесса разработанному А.Н. Раммом и усовершенствованному А.Н. Похвисневым (в дальнейшем в тексте: «метод А.Н. Рамма - А.Н. Похвиснева»), позволяющие определить относительное изменение производительности доменной печи. Для разработанной методики определено влияние на производительность и расход кокса параметров, характеризующих качество шихты.

4. Предложена модификация метода А.Н. Рамма - А.Н. Похвиснева, позволяющая определить показатели процессов жидкофазного восстановления. Предложено понятие «устойчивой работы» агрегата жидкофазного восстановления (ЖФВ) и с помощью этой методики определены режимы устойчивой работы агрегата жидкофазного восстановления с расходом топлива 800^-2000 кг/т чугуна.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Травянов, Андрей Яковлевич, 1999 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Валериус. Металлургия чугуна. Пер. с франц. Ковригина В. -СПб.: Типография Огризко И. -1862. -872 с.

2. Шпарбер Л.Я., Трунилов Ю.П. -Металлург, -1975, -№11.

3. Бабарыкин H.H. Доменный процесс по новейшим исследованиям. -М.: Металлургиздат. -1963. -200 с.

4. Павлов М.А. Металлургия чугуна. 4.1. Изд. 2-е. М.: Металлургиздат. -1944. -186 с.

5. Красавцев Н.И. Перспективы развития доменного производства. М.: Металлургиздат. 1958. -558 с.

6. Готлиб А.Д. Доменный процесс. Изд.2. М.: Металлургия. -1966. -503 с.

7. Остроухов М.Я. Форсирование доменной плавки. М.: Металлургиздат. -1956. -220 с.

8. Любан А.П. Исследования доменного процесса. М.: Металлургиздат. -1948. -247 с.

9. Рамм А.Н. Современный доменный процесс. М.: Металлургия. -1980. -304 с.

Ю.Товаровский И.Г., Бондаренко В.И. //Сталь. -1978. -№3. -с. 203-205.

11.Леонидов Н.К., Ободан Я.М., Кутнер М.Б. //Металлургическая и горнорудная промышленность. -1990. ~№3. -с.203-205.

12. Черноусое П.И. Взаимосвязь параметров восстановительных процессов доменной плавки на комбинированном дутье в современных условиях. //Дис. к.т.н. -1992. -170 с.

13.Пухов А.П. Разработка и освоение способов повышения устойчивости хода доменного процесса в условиях применения дутья с высоким содержанием кислорода с целью повышения эффективности плавки. //Дис. к.т.н. -1987. -204 с.

14. Сысоев Н.П. Теория и технология доменной плавки с пониженной интенсивностью. //Диссертация д.т.н. -1993. -319 с.

15.Маханек Н.Г., Шпарбер Л.Н., Лейсов E.H. //Сталь. -1981. №4. -с. 4-8.

16.Ашпин Б.И., Янковский A.C., Горбачев В.П., и др.//Сталь.-1982. №4.-с. 11-12.

17.Рамм А.Н. //Сталь. -1981. -№1. -с. 20-25.

18.Товаровский И.Г., Холич В.Н., Боярская Г.П. //Сталь. -1980. -№11. -с. 941-949.

19. Юсфин Ю.С., Сысоев Н.П., Черноусов П.И. //Сталь. -1992. -№3. -с. 4-7.

20. Лякишев Н.П. //Сталь. -1991. -№1. -с. 1-6.

21.Современное развитие металлургических предприятий Японии. /Радюкевич Л.В., Скороходов В.Н., Поживанов A.M. и др. //Обзорная информация ЦНИИ и ТЭИ 4M. М.: —1991.

22. Перспективные направления развития технологии доменной плавки. //РЖ "Производство чугуна". -1991. -№7. Реф. В214.

23. Воскобойников В.Г., Михалевич А.Г. //Сталь. -1969. -№7. -с. 584-588. 24.0строухов М.Я. Выплавка чугуна на каменном угле в СССР. //Металлург. -1931. -

№3. -с. 247-256.

25. Работа доменной печи на кислородном дутье: Экспресинфор. -/Реф. E.H. Сафонова. //Черная металлургия. Сер. Производство чугуна. /Ин-т "Черметинформация". -1989. -Вып. 12.

26. Освоение технологии доменной плавки с вдуванием горячих восстановительных газов. /Пухов А.П., Степин Г.М., Цейтлин М.А. и др. //Сталь. -1991. -№8. -с. 7-13.

27.Роменец В.А. //Сталь. -1990. -№8. -с. 20-27.

28.Артюнов Н.Б., Леонидов Н.К. Технический прогресс в черной металлургии СССР. М.: Металлургиздат. -1961. -480 с.

29.Плевако B.C., Емельянов A.B., Гринвальд A.A. Качество сырья и эффективность доменного производства. //Днепропетровск: Проминь. -1971. -52 с.

30.Казанский М.Ф., Красавцев Н.И., Балон И.Д. //Сталь. -1968. -№12. -с. 1070-1074.

31. Казанский М.Ф., Балон И.Д., Антипов В.М. //Сталь. -1971. -№6. -с. 485-491.

32. Кроль В.Л., Дорогобид Г.М., Курганов И.Ф. //Кокс и химия. -1968. -№4. -с. 21-24.

33.. Котов К.И., Гес-де-Кальве Б.А., Ходак Л.З. //Металлург. -1971. -№5. -с. 4-7.

34.Хайнерт Г. //Черные металлы. -1962. -N24. - с. 8-11.

35.Яковлев Ю.В., Крюков Н.П., Новиков B.C. Производство чугуна. /Межвуз. сб. Вып.8 //Магнитогорск: изд. МГМИ. -1974. -с. 32-37.

36. Стефанович М.Я. Анализ хода доменного процесса. //Свердловск: Металлургиздат. -1960. -286 с.

37. Работа доменной печи №3 завода "Какогава" на мелком коксе, смешанном с рудой. //РЖ "Производство чугуна. -1988. -№5. Реф. В181.

38. Работа доменной печи с пониженной производительностью. //РЖ "Производство чугуна". -1988. -№7. -реф. В159.

39. Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов. /Егоричев А.П., Лисиенко В.Г., Розин С.Е. и др. -М.: Металлургия, -1990. -149 с.

40.Шульц Л.А. Элементы безотходной технологии в металлургии. -М.: Металлургия, -1991.-174 с.

41. Работа доменной печи объемом 2000 м3 НЛМК при концентрации кислорода в дутье 40%. /Москалина Ф.Н., Пухов А.П., Капорулин В.В. и др. //Сталь. -1985. -N8. с. 17-20.

42.Товаровский И.Г. //Диссертация д.т.н.

43.Металлургия чугуна. /Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев и др. -М: Металлургия. -1989. -512 с.

44.Китев Б.И., Ярошенко Ю.Г., Лазарев Б.И. Теплообмен в доменной печи. -М.: Металлургия. -1966.

45.Мишар Ж. Тепловые балансы и теплообмен в доменной печи. -М.: Металлургиздат. -1963.

46. Rist A., Meysson N. Etude graphique de la marche du hout fourneau avec vent humide et injection aux tuyeres. //Revus de metallurgie. -1965. -№11.

47.Линдер P. Термохимические расчеты доменного процесса. -M.: Металлургиздат. -1963.

48.Гохман Ю.И. Метод расчета показателей доменной плавки. //Сталь. -1968. -№4.

49.Курунов И.Ф., Фурсова Л.А. Технология и оборудование металлургического производства. Производство чугуна и ферросплавов. -М.: Ротапринт МИСиС. -1980.

50.Роменец В.А., Вегман Е.Ф., Сакир Н.Ф. //Изв. вуз. Черная металлургия. -1993. -№7. -с. 9-19

51.Леонидов Н.К., Гохман Ю.И. Новый метод расчета технических показателей доменной плавки. //ЦИИН 4M. -Серия 3. -Инф. 2. -М., -1960.

52. Применение математических методов и ЭВМ для анализа и управления доменным процессом. /И.Г. Товаровский, Е.И. Райх, К.К. Шкодин и др. -М.: -Металлургия. -1978.

53.Рамм А.Н. Современные проблемы металлургии. М., Изд-во АН СССР, -1958. -с. 61-95.

54. Шаповалов М.А. //Сталь. -1958. -№5. -с. 385-390.

55.Локшин Е.М., Борисов Ю.С. //Сталь. -1958. -№5. -с. 391-397.

56.Богданди Л., Энгель Г. Восстановление железных руд. М., Металлургия. -1971. -519 с.

57.Богданди Л., Шеферс В. "Черные металлы", -1962. -№1. -с. 3-24.

58."Экспрес-информация ВИНИТИ. Черная металлургия", -1964. -№4. -реф. 135. -с. 7-23.

59.0та С. "Фудзи Сейтецу Гихо", -1966. -т. 15. -№11. -с. 19-29.

60.Рамм А.Н., Карпиловский Я.Б. -"Бюл. ЦИИН 4M", -1960. -№22. -с. 1-12.

61.Рамм А.Н. Доменный процесс по новейшим исследованиям. М., Металлургиздат. -1963.-с. 256-274.

62.. Рамм А.Н. Определение технических показателей доменной плавки. Метод расчета и справочные данные. Л., изд. ЛПИ. -1971. -110 с.

63. Юрьев Б.Н., Юрьева Л.В. Методы расчета доменной плавки. М., Металлургиздат. -1961.-304 с.

64. Стефанович М.А. Анализ хода доменного процесса. Свердловск. Металлургиздат. -1960. -286 с.

65.Карпиловский Я.Б., Рамм А.Н. "Производство чугуна". -Сб. №2. Магнитогорск. Изд. МГМИ. -1973. -с. 10-25.

66."Экспрес-информация ВИНИТИ. Черная металлургия", -1962.-№35. -реф.145. -с. 1-7.

67.Товаровский И.Г., Ободан Я.М., Проценко В.Г. "Доменное производство". -Сб.№2. М., Металлургия. -1975. -с. 100-117.

68. Опыт повышения степени использования восстановительных газов в доменных печах /Федченко В.М., Шпарбер Л.Я., Товаровский И.Г. и др //Черная металлургия. Бюлл. Ин-та «Черметинформация». -1984. -45 с.

69. Воловик Г.А. Эффективность использования углерода и водородсодержащих добавок в доменной плавке// Сталь. -1980. -№12. -с. 1062-1064.

70.Богданди Л., фон Шефферс В. Взаимосвязь г|со и r|Hz //Черные металлы. -1962.

-№22.-с. 12-24.

71.Бабарыкин H.H. Взаимосвязь между степенями использования в доменной плавке// Сталь. -1973. -№8. -с. 648-687.

73.Похвиснев А.Н., Юсфин Ю.С. Оценка восстановительных процессов в доменных печах// Сталь. -1968. -№12. -с.1077-1078.

74.Писи Д.Г., Довенпорт В.Г. Доменный процесс. Теория и практика. -М.: Металлургия. -1984. -142 с.

75. Павлов М.А. Металлургия чугуна. Часть 2. -М. Металлургиздат. -1949. -628 с.

76.Доменное производство. Справочник/ под редакцией Бардина И.П. -М.: Металлургиздат, -1963. -648 с.

77.Ященко С.Б., Туманов А.И., Савчук H.A. Доменное производство Японии// М.: Ин-т «Черметинформация», -1988. -Вып. 2. -28 с.

78. Технология получения низкосернистого и низкокремнистого чугуна в доменных печах за рубежом.// М.: Ин-т «Черметинформация» -1991. -Вып.З. -28 с.

79. Юсфин Ю.С., Гиммельфарб A.A., Пашков Н.Ф. Новые процессы получения металла. -М.: Металлургия, -1994. -320 с.

80.Юсфин Ю.С., Черноусое П.И., Травянов А.Я. "Теоретический расчет предельно возможной степени использования восстановительной способности газа в доменной печи" Изв. Вуз. Черная металлургия. № 1. 1996.

81. Юсфин Ю.С., Рожавский А.И., Черноусов П.И. Расчет параметров процесса восстановления в доменной печи. //Изв. Вузов, Черная металлургия. -1992. -№7. -с. 8-11.

82.Юсфин Ю.С., Черноусов П.И., Травянов А.Я. Определение минимально возможного расхода кокса на доменную плавку. -Металлург. -№4. -1998.

83. Доменные печи СССР. Атлас

84. Стефанович М.А. Анализ хода доменного процесса. Свердловск: Металлургиздат. -1960.

85.Доброскок В.А. Диссертация д.т.н.

87.Вегман Е.Ф. О минимальном теоретически возможном расходе топлива в печах жидкофазного восстановления железа. //Изв. Вузов. Черная металлургия. -1992. -№5. -с. 14-16.

88.«Теплофизические характеристики сырья и топлив». Справочник.

89. Вегман Е.Ф. О показателях процесса ЖФВ «Ромелт».

ЭО.Валавин B.C. К вопросу о методике расчета расхода угля на процесс ЖФВ «Ромелт».

91.Шпирт, Рубан Использование отходов обогащения углей.

92.Юсфин Ю.С., Черноусов П.И., Травянов А.Я. Расход топлива на жидкофазное восстановление железорудных материалов. "Сталь". -№5. -1995.

ЭЗ.Юсфин Ю.С., Черноусов П.И., Степин Г.М., Травянов А.Я. О возможности ресурсосбережения в агрегатах жидкофазного восстановления (на примере ПЖВ)" "Известия ВУЗов. Черная металлургия". -№9. -1996.

183

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 БЛОК-СХЕМА РАСЧЕТА ОТНОСИТЕЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ НА БАЗЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПО МЕТОДУ А.Н. РАММА-А.Н. ПОХВИСНЕВА

Формулы представлены в том порядке, в котором они участвуют в расчете, блок-схема, которого представлена на рис. 4.2.

Гкг=^ (П 1.1)

где у кг - плотность колошникового газа базового варианта, кг/м3;

вкг- масса колошникового газа базового варианта, кг/100 кг чугуна; \/кг - выход колошникового газа базового варианта, м3/100 кг чугуна.

Укг=тг (П1.2)

"кг

где у'кг- плотность колошникового газа расчетного варианта, кг/м3;

Скг- масса колошникового газа расчетного варианта, кг/100 кг чугуна; У'кг - выход колошникового газа расчетного варианта, м3/100 кг чугуна.

уфг = 1,25-1,16-Н2Ф (П 1.3)

где уфг - плотность фурменного газа базового варианта, кг/м3;

Н2Ф - содержание водорода в горновом газе базового варианта, доли ед.;

Уфг =1,25-1,16 -Н^ (П1.4)

где у'фг- плотность фурменного газа расчетного варианта, кг/м3;

Н'гФ - содержание водорода в горновом газе расчетного варианта, доли ед.;

=(0А1 + СА2 + ...)• 0,48 + (С01 +002 + ...). 0,55 + + • 0,61 + Ои • 0,79+ К-0,95 1 ' }

Сд, во, вр, ви, К - расход агломерата, окатышей, руды, известняка и кокса для

базового варианта, кг/100 кг чугуна;

а1 + а2 + ...)• 0,48 + (б01 + во, +-.)х

х 0,55 + Ср • 0,61 + • 0,79 + К'• 0,95 где W'ш- водяной эквивалент шихты расчетного варианта, КДж/(°СЮ0 кг чугуна); СА, О'о, О'р, Си, К' - расход агломерата, окатышей, руды, известняка и кокса

расчетного варианта, кг/100 кг чугуна;

^ = Окг-418,7 (П17)

^кг

где Wг- водяной эквивалент газа для базового варианта, КДж/(°С-100 кг чугуна); Окг - теплосодержание колошникового газа для базового варианта, ккал/100 кг чугуна;

1кг - температура колошникового газа для базового варианта, °С;

^ = Окг-418,7 (П18)

V

где W'г- водяной эквивалент газа расчетного варианта, КДж/(°С-100 кг чугуна);

О'кг - теплосодержание колошникового газа расчетного варианта, ккал/100 кг чугуна;

Гкг - температура колошникового газа расчетного варианта, °С;

Отношение водяных эквивалентов для базового и расчетного варианта определяется по следующим формулам:

т = ^ (П 1.9)

(П1.10)

Температура колошникового газа опытного периода корректируется по следующей формуле:

(П1-11)

(1-т)

Далее расчет ведется отдельно для нижней и верхней зоны.

Расчет относительного изменения производительности доменной печи по верхней лимитирующей зоне сводится к следующей последовательности:

1. по данным гранулометрического состава определяются эквивалентный размер (4.12) и диаметр каналов (4.13) железорудного сырья (как средневзвешенные величины, исходя из массовых долей каждого компонента) и кокса, на основе которых по формулам (4.19) рассчитываются отношения коэффициентов сопротивления в железорудных материалах и коксе ^рДк) для базового и опытного периодов. Если данные гранулометрического состава отсутствуют, то для обоих периодов это соотношение следует принять равными друг другу и в пределах 12-15 для доменных цехов России;

2. по формулам (4.27), (4.29), (4.34) и (4.36) рассчитываются средневзвешенные параметры газового потока в верхней зоне печи: температура, давление и плотность;

3. по формуле (4.26) рассчитывается изменение производительности с использованием данных материального баланса (выход колошникового газа, его состав и величина рудной нагрузки) и размеров профиля печи;

4. по формуле (4.39) определяют Р'д.

Поскольку в выражения входят, взаимозависимые величины то расчет ведется методом итераций. Об окончании итераций по верхней лимитирующей зоне судят после сравнения вновь полученных результатов и результатов, полученных в предыдущем расчете, а именно: (П'/П)в, тепловых потерь с колошниковым газом Опот и температуры колошникового газа ^г- Если условие сравнения, определяемое критерием итерации, не выполняется то определяются новые тепловые потери (заданные) и вместе с Гкг, определенной по формуле (П 1.11) используются

основной программой для нового расчета. Так как «заданные» тепловые потери относятся к углероду кокса, а не к единице чугуна и снижение или увеличение производительности не всегда сопровождается аналогичным изменением расхода кокса, то задание Ъо требует дополнительных преобразований на основе следующих рассуждений.

Так как тепловые потери во время доменной плавки с охлаждающей водой и через броню доменной печи зависят от температуры отходящей воды, температуры брони и температуры окружающей среды, то их можно принять постоянными в единицу времени при постоянстве вышеупомянутых факторов. Тогда в условиях базового варианта, когда относительное изменение производительности равно единице, «заданные» тепловые потери на 100 кг чугуна будут равны:

ГС

кокса 100

(П 1.12)

где Т - «заданные» тепловые потери для базового варианта, ккал/100 кг чугуна; Скокса - содержание углерода в коксе, %.

При изменении производительности величина Ъ для расчетного варианта определяется по формуле:

г =

чп/в

(П 1.13)

И тогда «заданные» тепловые потери для нового расчетного варианта определяются по формуле:

(П 1.14)

Расчет относительного изменения производительности доменной печи в условиях движения газа в ее нижней лимитирующей зоне сводится к следующей последовательности:

1. по данным гранулометрического состава определяются эквивалентный размер (4.12) и диаметр каналов (4.13) железорудного сырья (как средневзвешенные величины, исходя из массовых долей каждого компонента) и кокса;

2. по формуле (4.28), (4.47) рассчитываются средневзвешенные параметры газового потока в нижней зоне печи: температура, объем;

3. по формуле (4.43) определяется (П'/П)н, где отношение (Рд+Р'ш)/(Рд+Рш) принято за единицу, затем по формулам (4.45) и (4.46) рассчитываются Р'ш и Р'д;

4. по формуле (4.43) с использованием формул (4.45) и (4.46) рассчитывается изменение производительности с использованием данных материального баланса (выход колошникового газа, его состав и величина рудной нагрузки) и размеров профиля печи;

Об окончании итераций по нижней лимитирующей зоне судят после сравнения вновь полученных результатов и результатов, полученных в предыдущем расчете, а именно: (П7П)Н, тепловых потерь с колошниковым газом Опот, кг- Если условие сравнения не выполняется, то определяются новые тепловые потери (заданные) по формуле:

и вместе с ^г, определенной по формуле (П 1.11), используются основной программой для нового расчета.

Таким образом, итерации выполняются отдельно для верхней и нижней зоны. Затем выбирается наименьшее изменение производительности, а соответствующая этому значению зона считается лимитирующей для данных условий работы печи.

(П 1.15)