Тищенко Олег Митрофанович. Вдосконалення технології доменної плавки на підставі контролю газодинамічних властивостей шихтових матеріалів

brief description

Тищенко Олег Митрофанович. Вдосконалення технології доменної плавки на підставі контролю газодинамічних властивостей шихтових матеріалів. : Дис... канд. наук: 05.16.02 - 2007.

Тищенко Олег Митрофанович. Вдосконалення технології доменної плавки на підставі контролю газодинамічних властивостей шихтових матеріалів. Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.16.02 «Металургія чорних металів». Приазовський державний технічний університет. Маріуполь, 2007.
Дисертацію присвячено питанню вдосконалення технології доменної плавки на підставі нового способу контролю газодинамічних властивостей шихтових матеріалів, що грунтується на використанні звукових коливань.
Одним із способів підвищення техніко-економічних показників доменної плавки є раціональний розподіл завантажуваних матеріалів на колошнику доменної печі, що забезпечує сталий газовий потік і більш повне використання його теплової та хімічної енергій в умовах коливання газодинамічних властивостей доменної шихти. Розроблено спосіб і пристрій контролю газодинамічних характеристик шихтових матеріалів, що грунтуються на пропусканні звукових коливань через шар аналізованого матеріалу й визначення коефіцієнта звукопроникності шихти.
Розроблено й упроваджено у виробництво експериментальну промислову установку для визначення коефіцієнта звукопроникності шихтових матеріалів доменної плавки.
Запропоновано аналітичний метод визначення втрати напору газу у верхніх горизонтах доменної печі на підставі положень теорії подібності з урахуванням критерію гідродинамічної подібності Ейлера й безрозмірного коефіцієнта звукопроникності.
Виконано порівняльний аналіз коефіцієнтів звукопроникності різних шихтових матеріалів, використовуваних у доменній плавці.
Розроблено й упроваджено у виробництво спосіб регулювання розподілу шихти на колошнику доменної печі залежно від її коефіцієнта звукопроникності, що полягає в змінюванні режимів завантаження матеріалів у піч, змінюванні рівня засипання й об'єму подачі.

1. У дисертаційній роботі дано теоретичне узагальнення й нове рішення наукової задачі оперативного визначення газодинамічних характеристик завантажуваних у доменну піч шихтових матеріалів, що дозволило своєчасно регулювати хід доменної плавки при зміні їхніх газодинамічних властивостей.
2. Розроблено спосіб і пристрій безконтактного контролю газодинамічних характеристик шихтових матеріалів, що грунтуються на пропусканні звукових коливань через шар аналізованого матеріалу і дозволяють визначати його коефіцієнт звукопроникності, який досить добре корелюється із умістом у матеріалі дрібняку фракції 05мм (патент України №64473 А). Під час промислових випробувань коефіцієнт кореляції між умістом дрібняку в агломераті й коефіцієнтом його звукопроникності склав -0,902.
3. На підставі досліджень впливу метеорологічних умов на змінювання амплітудно-фазової характеристики звукових коливань установлено, що зміна величини атмосферного тиску повітря та його вологості не чинить суттєвого впливу на точність вимірювань. Найбільше впливає зміна температури навколишнього середовища: відхилення амплітуди коливань склало ±17,5%, а відхилення зміщення фази ±1,5% на кожні 100С, ураховуючи ці збурювальні чинники, визначення вмісту дрібняку в матеріалі виконувались із найменшою похибкою.
4. За результатами експериментальних досліджень визначено найбільш прийнятну частоту звукових коливань в інтервалі частот 200-1300Гц, що дорівнює 200 Гц, яка дозволить об’єктивно визначити вміст дрібної фракції 05мм у шихтових матеріалах доменної плавки для подальшого керування ходом доменного процесу.
5. Розроблено й упроваджено у виробництво у ВАТ «Єнакіївський металургійний завод» експериментальну промислову установку для визначення коефіцієнта звукопроникності шихтових матеріалів доменної плавки й спосіб регулювання розподілу матеріалів на колошнику доменної печі залежно від їхнього коефіцієнта звукопроникності (патент України №3077). Спосіб полягає в змінюванні режимів завантаження матеріалів у доменну піч, змінюванні об’єму подачи й рівня її засипу, що дозволило одержати реальний річний економічний ефект від упровадження способу регулювання 3877 тис.грн.
6. Проведено порівняльний аналіз коефіцієнтів звукопроникності різних шихтових матеріалів, використовуваних у доменній плавці, зокрема коксу, котунів, агломерату й антрациту. Коефіцієнт звукопроникності коксу склав 2,122,58, що свідчить про його високі газодинамічні властивості. Для котунів коефіцієнт звукопроникності склав 1,862,34, що характеризує хорошу однорідність гранулометричного складу, яка може різко погіршитися в результаті розтріскування матеріалу під час нагрівання. Значення коефіцієнта звукопроникності агломерату змінювалось від 0,49 до 1,87, що зумовлено значними коливаннями вмісту дрібної фракції 0ч5 мм у межах від 15 до 40%. Коефіцієнт звукопроникності вугілля склав 1,08ч1,21, оскільки, маючи низьку механічну міцність, під час перевантажень він утворює велику кількість дрібної фракції, яка суттєво погіршує газодинамику шару.
7. Розроблено й упроваджено у виробництво спосіб доменної плавки з використанням у шихті непідготовленого антрациту (патент України №64607 А). Спосіб передбачає часткове завантаження в шихту доменної печі непідготовленого антрациту, що має коефіцієнт звукопроникності більш 1,0, замість коксу, у кількості 550 кг/т чавуну, при цьому його завантаження виконується в гребеневу зону разом із залізорудною частиною шихти. Реальний річний економічний ефект від упровадження способу склав 680,7 тис. грн.