Влияние нагрева дутья на ход доменного процесса, технологическая целесообразность и техническая возможность повышения температуры дутья до 1300-1400 °С - Дипломная работа

Повышение температуры дутья имеет большое значение для доменного производства, потому что никакое другое мероприятие за все время существования доменных печей не приводило к такому резкому снижению удельного расхода кокса и повышению производительности. Тепло, вносимое нагретым дутьем, усваивается в печи полностью, так как не сопровождается образованием газа, вносится непосредственно в горн и расходуется в нижней же части печи. При повышении температуры дутья уменьшается расход топлива и количество горновых газов. С уменьшением расхода кокса уменьшается количество вносимой им золы.Внедрение нагрева дутья было важным этапом в развитии доменного производства, обеспечившим существенное снижение расхода топлива и повышение производительности доменных печей. Нельсон предложил нагревать дутье перед подачей в доменные печи и вагранки. В результате нагрева дутья до 149 °С расход горючего снизился с 8,06 до 5,16 т/т чугуна при росте суточной производительности печи с 15,7 до 23 т. Галац три доменные печи достигли температуры 1350 °С. К ним приближается одна доменная печь Восточнословацкого металлургического комбината с температурой 1300 °С.Грюнер при составлении тепловых балансов отметили, что по мере сокращения расхода кокса уменьшается и количество дутья на единицу чугуна, поэтому количество тепла, получаемое доменной печью от нагрева дутья, с повышением температуры (при постоянной теплоемкости дутья) не пропорционально температуре. Так, если для снижения расхода углерода, сгорающего у фурм, от 0,90 до 0,85 кг/кг чугуна требуется повысить температуру дутья на 204?С, то для снижения расхода углерода, сгорающего у фурм, с 0,80 до 0,75 кг/кг чугуна требуемый прирост температуры дутья составляет уже 263?С. Павлов предложил уравнение: где E - экономия кокса, %; Vд - объем дутья, м3/кг чугуна; Сд - теплоемкость дутья, КДЖ(м3*град.); ?tд - изменение температуры дутья, К; Кт - тепловой к.п.д. печи; W - общий расход тепла в печи, КДЖ/кг чугуна; ±Q - алгебраическая сумма разностей статей расхода тепла при более и менее нагретом дутье, КДЖ/кг чугуна. При возрастании нагрева дутья и понижении расхода кокса расход тепла увеличивается и при определенных значениях температуры дутья экономия тепла равна повышению расхода тепла, тогда величина Q равна нулю. Из анализа уравнения также следует, что экономия в расходе кокса не пропорциональна повышению температуры дутья, т.е. не одинакова при повышении нагрева дутья на одно и то же число градусов, понижаясь с повышением нагрева дутья.В связи с зависимостью действия технологических средств, в том числе нагрева дутья, на результаты плавки от состояния процессов в печи желательна оценка последних с периодичностью, соответствующей существенному изменению условий работы печи. В условиях, когда ровность хода печи определяется газодинамическим режимом в ее верхней части, с повышением нагрева дутья сход шихты становится более плавным, что связано с уменьшением количества газов на единицу чугуна и температур вверху шахты. Снижение напряженности газодинамического режима при повышении температуры дутья может частично или полностью использоваться для выравнивания хода, увеличения расхода природного газа, интенсификации дутьем, более равномерного распределения компонентов шихты по сечению. По результатам сравнения 16 пар периодов длительностью 10-90 суток каждая при использовании на ММК разрушающегося при восстановлении в верхней части печи сырья экономия кокса на 100° нагрева дутья в пределах 900-1050°С составила 21 кг/т чугуна, а рост производительности - 1,3% при увеличении расхода природного газа на 8 м3/т, степени использования газов на 0,8% абс. При таком влиянии температуры дутья на газодинамику низа печи мероприятиями, действующими в попутном направлении, а, следовательно, затрудняющими использование друг друга, являются: увеличение концентрации кислорода в дутье и снижение влажности его, форсировка дутьем и повышением равномерности распределения материалов по сечению, применение трудновосстановимых материалов, выплавка чугунов с повышенным нагревом, наведение «коротких» шлаков.Повышение нагрева дутья на 9 градусов при увеличении количества влаги на 1 м3 дутья на 1 г компенсирует затраты тепла на разложение влаги и сохраняет постоянными температуры в горне. Повышение давления газа у фурм без изменения массового количества дутья с Р1ф до Р2ф уменьшает его объем пропорционально отношению Р1ф/Р2ф, в соответствии с чем понижаются скорость газа и перепад давления газов между горном и колошником ?РГ.к. Таким образом, повышение давления газа на колошнике без изменения расхода дутья от 110 до 250 кн/м2 уменьшает перепад давлений газа между горном и колошником от 120 до 70 кн/м2. Если принять, что при обычном давлении (110 кн/м2) перепад давлений ?РГ.к достигал критического значения, превышение которого вызвало бы нарушение схода и подвисания шихты, то понижение перепада давлений при переходе на работу с повышенным давлением газов в рабочем пространстве печи позволяет увеличить объем и скорость га

Содержание

Введение

1. Историческая справка о нагреве доменного дутья и литературный обзор по современному состоянию вопроса в отечественной и зарубежной практике

2. Технологическая необходимость и экономическая целесообразность нагрева доменного дутья до высоких (выше 1300 °С) температур

2.1 Влияние нагретого дутья на удельный расход кокса

2.2 Технологическая роль повышенного нагрева дутья

2.3 Совмещение нагрева дутья с другими мероприятиями, улучшающими ход доменного процесса

3. Технические средства достижения высокотемпературного нагрева дутья

4. Топливо для воздухонагревателей и устройства для сжигания его, конструктивные особенности горелок и пути их совершенствования

5. Огнеупорные и изоляционные материалы, используемые при строительстве высокотемпературных воздухонагревателей

6. Общее устройство современного высокотемпературного воздухонагревателя

6.1 Кожух и футеровка

6.2 Камера горения

6.3 Купол

6.4 Насадка

6.5 Поднасадочное устройство

6.6 Тракт горячего дутья

7. Влияние новых конструкций воздухонагревателей на окружающую среду

8. Расчет экономического эффекта от повышения температуры дутья

9. Безопасность и экологичность

9.1 Анализ опасных и вредных факторов на рабочем месте

9.2 Средства индивидуальной и коллективной защиты

9.3 Обеспечение безопасности труда в доменном цехе

9.4 Охрана окружающей среды

9.5 Предупреждение и ликвидация чрезвычайных происшествий

Заключение

Список использованной литературы повышение температура нагрев доменное дутье

Повышение температуры дутья имеет большое значение для доменного производства, потому что никакое другое мероприятие за все время существования доменных печей не приводило к такому резкому снижению удельного расхода кокса и повышению производительности.

Тепло, вносимое нагретым дутьем, усваивается в печи полностью, так как не сопровождается образованием газа, вносится непосредственно в горн и расходуется в нижней же части печи. При повышении температуры дутья уменьшается расход топлива и количество горновых газов. Тепло горячего дутья заменяет тепло от сгорания кокса. Чем выше температура дутья, тем меньше углерода необходимо сжигать у фурм печи. С уменьшением расхода кокса уменьшается количество вносимой им золы. Сокращается потребность во флюсе для ошлакования золы. Кроме того, меньше становится и количество серы, вносимой в доменную печь. Уменьшаются выход шлака и количество уносимого им тепла.

Но при повышении нагрева дутья каждая следующая сотня градусов дает меньший эффект. Кроме этого, с повышением нагрева дутья ухудшается газодинамика в нижней части печи, а также уменьшается срок службы воздухонагревателей. Для дальнейшего повышения температуры дутья необходимо искать способы устранения возникающих проблем. В настоящее время температура дутья большинства доменных печей составляет 1100-1250 °С и необходимо исследовать технологическую необходимость и техническую возможность дальнейшего повышения температуры дутья.