Показания контрольно-измерительных приборов при нормальном ходе доменной плавки

Количество дутья, подаваемого в доменную печь. Фиксируе­мые на диаграмме показания представляют собой ровную линию с небольшими колебаниями, связанными с происходящими в горне печи явлениями. Периодически на диаграмме появляются “пики” в сторону увеличения расхода в момент перевода воздухонагревателей с“газа” на “дутье”, когда происходит заполнение нагретого воздухонагревателя дутьем и уменьшается сопротивление тракта подачи горячего дутья в доменную печь. Изменение расхода дутья, подаваемого в печь, условно показано на рис. 2.

Давление горячего и холодного дутья. Кривые имеют вид ровной мало меняющейся линии. Имеются пульсации давления горячего дутья в пределах 0,05 атм (около 5 кПа). Синхронно, в соответствии с расходом дутья в момент перевода воздухонаг­ревателей из одного режима в другой на диаграмме давления горячего дутья появляются пики в сторону снижения давления (см. рис. 2). Величина давления горячего дутья зависит от расхода дутья, подаваемого в печь, от давления колошникового газа и сопротивления столба шихты движению газового потока. Что касается давления холодного дутья, то на диаграмме имеет место синхронное повторение давления горячего дутья. Однако, изменения, происходящие в доменной печи, в меньшей степени отражаются на значении давления холодного дутья. Абсолютное значение величины давления холодного дутья выше, чем го­рячего.

Температура горячего дутья. На диаграмме регистрируется заданный температурный режим дутья, поскольку локальная система автоматического регулирования стабилизирует этот параметр за счет работы смесительного клапана. В свое время для увеличения средней (за период работы воздухонагревателя) температуры дутья осуществлялась подача в доменную печь горячего дутья с отключенным смесительным клапаном. В этом случае на диаграмме температуры горячего дутья фиксировался пилообразный характер изменения температуры с периодическим ее возрастанием при постановке воздухонагревателя в режим нагрева дутья с последующим снижением температуры дутья по мере его “выдува”.

Общий и частные перепады давления газа по высоте столба шихты. Показатель общего перепада давления газа отражает разность давлений газа на уровне воздушных фурм и на колош­нике доменной печи. Численное значение величины перепада давления определяется количеством подаваемого в печь дутья, сопротивлением слоя шихты в печи движущемуся газу и давле­нием колошникового газа. При постоянном и ровном сходе шихты в печи на диаграмме общего перепада давления газа фиксирует­ся ровная линия с небольшими периодическими пиками в сторо­ну повышения давления в момент опускания очередной подачи в печь (рис. 2).

Частные перепады фиксируют давление газа по горизонтам: “воздушные фурмы - середина шахты” и “середина шахты – колошник”. Эти перепады более чувствительны к изменению газодинамического сопротивления нижней и верхней части столба шихты и дают возможность определять местоположение зоны с повышенным газодинамическим сопротивлением.

При ссыпании массы подачи в печь происходит уплотнение слоя шихты, вследствие чего возрастает сопротивление уплот­ненного материала движущемуся газу. По мере движения материалов происходит разрыхление материала» и уменьшение верх­него перепада давления (рис. 14.1). Ударные нагрузки ссыпающе­гося материала воздействуют в основном на верхние слои шихты - примерно на 1,0-1,5 метра. Поэтому пикообразные возрастания давления более отчетливо проявляются на показаниях верхнего перепада давления газов и в небольшой степени - на нижнем.

Показания шомпольных (зондовых) диаграмм. Уровень шихты в печи регистрируется двумя зондами, отображающими сход шихтовых материалов. Сущность замера уровня засыпи и отображения движения материалов в печи описана ранее. Пра­вильность показаний устройств для регистрации уровня шихты в печи периодически тщательно проверяется.

Рис.2 Показания приборов при нормальном режиме работы печи

Допустимая разни­ца в показаниях уровнемеров при ровном ходе печи не должна превышать 0,25 метра. Частота опускания зондов свидетельствует о числе сработанных подач. Меняющаяся частота опускания зондов не всегда является признаком неровного движения материалов в печи. В процессе накопления расплавов чугуна и шлака и подходе их к уровню воздушных фурм скорость опуска­ния материалов в печи уменьшается, а после выпуска возраста­ет. При установке на печи двух и более чугунных леток и увеличения числа выпусков уровень расплавов в горне печи поддерживается на низком уровне и сход шихты в печи стано­вится более ровным. При нормальном ходе доменной плавки на показаниях зондовых диаграмм отсутствуют горизонтальные площадки и вертикальные провалы, свидетельствующие о подвисаниях и осадках шихты.

Температура колошникового газа. При ровном ходе доменной плавки показания термопар, установленных в газоотводах печи, регистрируют синусообразное изменение температур, связанное, как говорилось ранее, с периодичностью загрузки в печь хо­лодных шихтовых материалов и последующим их прогревом, а также с работой вращающегося распределителя шихты. Ровный ход доменной плавки характеризуется тем, что показания термопар укладываются на диаграмме лентой шириной 50-60 ^оС. При выплавке передельного чугуна средняя температура колош­никового газа составляет 150-280 °С и достигает 250-350 °С при выплавке литейного чугуна. При загрузке в печь горячего агломерата температура колошникового газа может возрастать до 350-400 °С даже при выплавке передельного чугуна.

Температура периферийных газов. При нормальном режиме работы печи показания термопар достаточно точно показывают распределение газового потока в периферийном кольце печи. Диаграмма представляет несколько линий на небольших рас­стояниях одна от другой с шириной разброса точек 100-150 °С. Средняя температура периферийных газов при нормальном режиме работы печи составляет 700-850 °С (рис. 2).

Давление колошникового газа. При работе доменной печи с повышенным давлением газа под колошником и при работе системы локального автоматического регулирования установлен­ного избыточного давления диаграмма представляет собой относительно ровную линию с регулярными и равномерными понижениями, связанными с опусканием шихты в печь и носящих название “нижних пик” (рис. 2). По их числу можно судить о количестве загружаемых в печь подач, а по четкости отрыва и примыкания к основной линии диаграммы - о герметичности засыпного аппарата. При нормальном ходе печи на диаграмме отсутствуют пики в сторону повышения давления, а длина нижних пик практически одинакова.

Содержание диоксида углерода (СО₂) по диаметру колошни­ка. Показателем распределения материалов и газов по сечению колошника доменной печи является изменение содержания CO₂ по радиусу или диаметру колошника печи, снимаемое в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При нормальном течении доменного процесса текущие значения содержания диоксида углерода имеют малые отличия от оптимальной кри­вой, установленной для данной печи. Изменение температуры газа в фиксируемых точках кольцевых зон является зеркальным отражением кривой изменения СО₂ по радиусу (диаметру) колош­ника доменной печи.

Состав горнового газа. Состав горнового газа и изменение его составляющих по радиусу горна печи является мощным фактором контроля доменного процесса. К сожалению, из-за больших сложностей отбора проб горнового газа по оси воздуш­ных фурм этот метод контроля плавки применяется крайне редко. Для нормального хода плавки характерное изменение состава горнового газа показано на рис. 2. Исчезновение кислорода из газовой фазы (условно до 2 % О₂ в газе) в зависимости от объема доменной печи и параметров дутья наблюдается на расстоянии 300-1200 мм. Это носит название - кислородная часть зоны горения. Протяженность углекислотной части зоны горения больше - она в 1,25-1,30 раза больше протяженности кислородной. За пределами окислительных зон содержание моноооксида углерода (СО) в горновом газе при нормальной работе доменной печи составляет 35-45 %.

В технологических инструкциях устанавливаются режимные параметры, которые обеспечивают нормальный режим работы печи:

· Режим загрузки материалов.

· Режим загрузки материалов должен обеспечить максимальное использование тепловой и химической энергии газов при интенсивном ведении плавки. Он включает в себя систему загрузки, положение уровня засыпи, вес рудной части подачи, режим работы ВРШ.

· Системы загрузки.

· Основные параметры режима загрузки (уровень засыпи, размер подачи, режим работы загрузочного устройства) устанавливает начальник цеха или его заместитель. При отклонении от нормального режима работы печи параметры загрузки выбирает начальник смены и мастер в зависимости от условий работы печи.

· Для каждой доменной печи в зависимости от марки, выплавляемого чугуна, состава и физико-химических свойств шихты, состояние профиля устанавливается оптимальный порядок ее загрузки. Установленный период устойчивой, экономичной и высокопроизводительной работы печи. Основные системы загрузки - нормальная (РРКК), комбинированная (КРРК), прямая (ККРР), раздельная (Р)(К), смешанная (КРКР). Соотношение нормальных, прямых и комбинированных подач задается в цикле.

· Вес рудной части подачи.

· Вес рудной части подачи устанавливается исходя из качества кокса, состава железорудной части шихты, качества агломерата и окатышей, конструкцией промежуточной емкости и системы транспортировки шихты на колошник.

· Дутьевой режим.

· Одним из показателей нормальной работы доменной печи является постоянство дутьевого режима : количества, температуры, влажности, давления дутья, расхода природного газа и других составляющих комбинированного дутья, обеспечивающих нормальный нагрев и ровность хода печи в соответствии с заданным химанализом чугуна при установившемся технологическом режиме плавки и стабильных его параметров.

· Давление дутья и период давления газов по высоте печи,которые зависят от следующих факторов :

o количество дутья и горновых газов;

o газопроницаемости столба шихты;

o организация газового потока;

o теплового состояния печи;

o свойств первичных шлаков;

o величины давления газов под колошником;

o степени заполнения горна.

· Тепловой и шлаковый режим.

тепловой и шлаковый режимы выбираются в зависимости от :

o качества шихтовых материалов и кокса;

o характера распределения потока газов и материалов;

o количества подач в единицу времени;

o химсостава чугуна и шлака;

o температуры чугуна и шлака на выпуске;

o теоретической температуры горения;

o температуры и состава колошникового газа;

o характера работы фурм.