Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи

Приведены результаты исследований изменения углов откоса шихтовых материалов, полученных с помощью радиолокационной системы измерения профиля поверхности засыпи шихты. Определены граничные величины углов откоса, которые могут быть использованы в качестве исходных данных для математической модели р...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2007
Автори:	Муравьева, И.Г., Семенов, Ю.С., Шулико, С.Т., Шумельчик, Е.И.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України 2007
Назва видання:	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
Теми:	Производство чугуна
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/22071
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи / И.Г. Муравьева, Ю.С. Семенов, С.Т. Шулико, Е.И. Шумельчик // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2007. — Вип. 14. — С. 40-49. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-22071
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-220712011-06-21T12:04:45Z Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи Муравьева, И.Г. Семенов, Ю.С. Шулико, С.Т. Шумельчик, Е.И. Производство чугуна Приведены результаты исследований изменения углов откоса шихтовых материалов, полученных с помощью радиолокационной системы измерения профиля поверхности засыпи шихты. Определены граничные величины углов откоса, которые могут быть использованы в качестве исходных данных для математической модели радиального распределения шихтовых материалов. 2007 Article Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи / И.Г. Муравьева, Ю.С. Семенов, С.Т. Шулико, Е.И. Шумельчик // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2007. — Вип. 14. — С. 40-49. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. XXXX-0070 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/22071 669.162 ru Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Производство чугуна Производство чугуна
spellingShingle	Производство чугуна Производство чугуна Муравьева, И.Г. Семенов, Ю.С. Шулико, С.Т. Шумельчик, Е.И. Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
description	Приведены результаты исследований изменения углов откоса шихтовых материалов, полученных с помощью радиолокационной системы измерения профиля поверхности засыпи шихты. Определены граничные величины углов откоса, которые могут быть использованы в качестве исходных данных для математической модели радиального распределения шихтовых материалов.
format	Article
author	Муравьева, И.Г. Семенов, Ю.С. Шулико, С.Т. Шумельчик, Е.И.
author_facet	Муравьева, И.Г. Семенов, Ю.С. Шулико, С.Т. Шумельчик, Е.И.
author_sort	Муравьева, И.Г.
title	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи
title_short	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи
title_full	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи
title_fullStr	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи
title_full_unstemmed	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи
title_sort	определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи
publisher	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
publishDate	2007
topic_facet	Производство чугуна
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/22071
citation_txt	Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи / И.Г. Муравьева, Ю.С. Семенов, С.Т. Шулико, Е.И. Шумельчик // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2007. — Вип. 14. — С. 40-49. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
series	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
work_keys_str_mv	AT muravʹevaig opredelenieuglovotkosapoverhnostizasypišihtovyhmaterialovvdomennojpeči AT semenovûs opredelenieuglovotkosapoverhnostizasypišihtovyhmaterialovvdomennojpeči AT šulikost opredelenieuglovotkosapoverhnostizasypišihtovyhmaterialovvdomennojpeči AT šumelʹčikei opredelenieuglovotkosapoverhnostizasypišihtovyhmaterialovvdomennojpeči
first_indexed	2025-07-02T23:01:19Z
last_indexed	2025-07-02T23:01:19Z
_version_	1836578013172465664
fulltext	40 УДК 669.162 И.Г.Муравьева, С.Т.Шулико, Ю.С.Семенов, Е.И.Шумельчик ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВ ОТКОСА ПОВЕРХНОСТИ ЗАСЫПИ ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Приведены результаты исследований изменения углов откоса шихтовых ма- териалов, полученных с помощью радиолокационной системы измерения профиля поверхности засыпи шихты. Определены граничные величины углов откоса, кото- рые могут быть использованы в качестве исходных данных для математической модели радиального распределения шихтовых материалов. Цель работы. Целью исследований являлось определение значений углов откоса шихтовых материалов, образованных на поверхности засыпи после выгрузки порций шихты в печь, для последующего их задания в математическую модель радиального распределения шихтовых материа- лов на колошнике доменной печи, разработанную в ИЧМ. Модель пред- назначена для аналитического исследования формирования слоев шихто- вых материалов после выгрузки на поверхность засыпи и расчета пара- метров их распределения (массы и объемов железорудных материалов и кокса, рудной нагрузки) по сечению колошника печи [1]. Методика исследования. Для программ загрузки, используемых на ДП №5 ОАО «Северсталь», оборудованной бесконусным загрузочным устройством (БЗУ) с лотковым распределителем шихты фирмы «Paul Wurth», представляющих собой загрузку последовательно чередующихся порций кокса и смеси агломерата с окатышами (двухстрочная программа загрузки), с помощью модели радиального распределения были рассчита- ны показатели радиального распределения шихтовых материалов, в част- ности рудные нагрузки, взаимосвязь которых с объемной долей СО2 в газе по радиусу печи характеризовалась высокими значениями коэффициента корреляции (rxy=0,92). При этом, в модель радиального распределения в качестве исходных были заданы фактические углы откоса шихтовых ма- териалов к оси и стенке печи измеренные с помощью четырех электроме- ханических уровнемеров, три из которых установлены в периферийной зоне колошника, и один уровнемер, измеряющий уровень засыпи в осевой зоне печи. На ДП№9 ОАО «Арселор Миттал Кривой Рог», оснащенной БЗУ фирмы «Paul Wurth», загрузка шихты в которую осуществляется по программе, включающей полуцикл загрузки, состоящий из девяти–десяти последовательно загружаемых порций кокса, в числе которых две порции кокса выгружаются в осевую зону печи, и смеси железорудных материа- лов (агломерат, окатыши, отвальный обогащенный шлак). В отличие от ДП№5, где используется двухстрочная программа загрузки, процесс фор- мирования слоев материалов и профиля поверхности засыпи после вы- грузки каждой из десяти порций в значительной мере отличается. В ре- 41 зультате взаимосвязь рассчитанных с помощью математической модели для ДП№9 показателей радиального распределения материалов, в частно- сти, рудной нагрузки, с объемной долей СО2 в газе по радиусу печи имели более низкий коэффициент корреляции (rxy=0,7–0,8), что в значительной мере обусловлено отсутствием достоверных исходных данных, в частно- сти, углов наклона (откоса) профиля поверхности засыпи шихты на ко- лошнике перед выгрузкой очередной порции материалов. В математической модели процесс формирования слоев шихтовых материалов на колошнике определяется условием, согласно которому, при падении потока материалов с лоткового распределителя шихты образует- ся поверхность засыпи. Углы откоса склонов которой, по мере накопления шихтовых материалов увеличиваются линейно, и при достижении макси- мальных значений, материалы перераспределяются по поверхности засы- пи [2]. Результаты исследования. Оснащение ДП№9 радиолокационной системой измерения профиля поверхности засыпи шихты в печи [3] обес- печило возможность определения углов откоса поверхности шихтовых материалов перед выгрузкой и после выгрузки каждой их порции в печь. Схема определения углов откоса показана на рис.1. Углы откоса были определены для трех периодов работы печи с различными программами загрузки шихты и показателей дутьевого режима (табл.1 и 2). Рис.1. Схема определения углов откоса профиля поверхности засыпи шихты α1…3 на колошнике ДП№9. Кольцевые зоны сечения колошника печи: ПФ, 1П, 2П и Ц – периферийная, первая промежуточная, вторая промежуточная и центральная; α1 и α2 – углы откоса профиля поверхности засыпи к оси печи, α3 – к стенке печи. 42 Та бл иц а 1. П ро гр ам мы за гр уз ки Д П № 9 в ан ал из ир уе мы е пе ри од ы е е ра бо ты 2 00 4– 20 06 г г. П ро гр ам ма за гр уз ки : Ш их то вы е ма те ри ал ы : А – а гл ом ер ат , О – о ка ты ш и, Ш О – ш ла к от ва ль ны й об ог а- щ ен ны й, К – к ок с; у гл ов ы е по зи ци и ло тк а БЗ У : 9 … 1 Н ом ер п ор ци и ма те ри ал ов в ц ик ле за гр уз ки П ер ио д 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 У ро - ве нь за сы - пи , м К ол –в о ци кл ов за гр уз - ки I1) (1 6. 10 .0 4 г. ) К 3 – 1 А Ш о 9– 6 К 8 – 5 А О 9 – 3 К О 3– 1 К Ш о 8– 4 А О 8 – 4 К 8 – 4 А О 9 – 3 – 0, 72 10 II 1) (2 4. 06 .0 5 г. ) К 3 – 1 А Ш о 9– 5 К 8 – 4 А О 9 – 3 К 4 – 1 К 8 – 4 А Ш о 9– 4 К 7 – 3 А О 9 – 3 – 1, 35 9 II I2) (5 .1 0. 06 г ., 6. 10 .0 6 г. , 17 .1 0. 06 г ., 26 .1 0. 06 г .) К 8 – 4 А О Ш о 9– 3 К 8 – 4 А О Ш о 9– 3 К Ш о 2– 1 К 8 – 4 А О Ш о 9– 3 К 8 – 4 А О Ш о 9– 3 К О 2– 1 1, 37 42 1) У гл ы н ак ло на л от ка Б ЗУ п о по зи ци ям : 9 –4 6, 2º ; 8 –4 5, 4º ; 7 –4 2, 8º ; 6 –4 0, 1º ; 5 –3 7, 4º ; 4 –3 4, 3º ; 3 –3 0, 9º ; 2 –2 6, 9º ; 1 –2 2, 0º ; 2) У гл ы н ак ло на л от ка Б ЗУ п о по зи ци ям : 9 –4 5, 1º ; 8 –4 2, 6º ; 7 –4 0, 1º ; 6 –3 7, 2º ; 5 – 34 ,3 º; 4– 30 ,7 º; 3– 26 ,7 º; 2– 22 ,0 º; 1– 18 ,0 º 43 Таблица 2. Параметры дутьевого режима ДП№9 в исследуемые периоды Периоды Параметры I II III Дутье: расход (Qд), м3/мин 6905 6380 8371 температура (Тд), 0С 1097 1067 1101,5 давление (Pд), ати 3,30 2,80 3,43 влажность, (Wд), г/м3 н.д. н.д. 21,4 доля кислорода (O2), % 28,1 22,8 30,05 Расход природного газа (Qпг), м3/мин 510 330 568 Колошниковый газ: давление (Ркол), ати 1,2 0,80 1,4 температура (Tср кол), 0С 116 249 93 Температура газа на периферии (Tср пф), 0С 308 495 227 Перепады давления: общий (ΔРобщ), ати верхний (ΔPв), ати нижний (ΔPн), ати 2,03 0,48 1,56 1,94 0,47 1,48 1,95 0,45 1,5 В исследуемые периоды работы печи из совокупности определяемых для указанных кольцевых зон сечения колошника углов откоса поверхно- сти засыпи перед и после выгрузки порции каждого вида шихтовых мате- риалов, либо их смесей выделены максимальные и минимальные средние их значения за 8 часовой период работы печи. Из полученных значений углов откоса выбор граничных их величин, которые могут быть заданы в математическую модель распределения шихты, осуществлялся со сле- дующими допущениями: в качестве граничных значений должны зада- ваться максимальные величины средних значений углов для всех видов загружаемых порций шихтовых материалов, при которых возможно об- рушение (перемещение) материала по поверхности засыпи с последую- щим его перераспределением в кольцевых зонах сечения колошника. С учетом особенностей программы загрузки шихты в ДП№9, в модель должны задаваться отдельно граничные углы откоса слоя кокса, после выгрузки его в периферийную и промежуточную зоны сечения колошни- ка из угловых позиций лотка 8–4 (8–5), а также после выгрузки его в цен- тральную зону из позиций 3–1. Значения граничных углов откоса поверх- ности засыпи при загрузке смесей железорудных шихтовых материалов определялись как максимальные значения средних их величин для всех выгружаемых порций за цикл загрузки. Например, для I–го и II–го перио- дов работы печи после выгрузки смеси агломерата с окатышами (АО) граничные значения углов откоса определялись как максимальные сред- них их значений для трех порций в цикле. Для III–VI периодов работы печи после выгрузки смеси железосодержащих материалов: агломе- 44 рат+окатыши+шлак отвальный обогащенный (АОШо) граничные величи- ны углов откоса определялись как максимальные значения средних их величин для четырех повторяющихся аналогичных порций в цикле за- грузки. Правомочность такого усреднения была подтверждена результа- тами анализа динамики изменения углов наклона профиля поверхности засыпи после выгрузки 4–ой и 9–ой порций АОШо, полученных в точках измерения уровня засыпи и приведенных к одному радиусу печи (рис.2). Из рис.2 следует, что характер изменения углов откоса в кольцевых зонах сечения колошника для указанных порций качественно, а в ряде случаев, и количественно не отличается друг от друга. Для исследуемых периодов работы печи, получены граничные значе- ния углов откоса после выгрузки порций шихты для кольцевых зон сече- ния колошника α1…3, которые приведены в табл.3. Для определения углов откоса материалов, которые должны задаваться в качестве исходных дан- ных в математическую модель радиального распределения, приняты сле- дующие допущения. Радиус колошника условно разбивается на три зоны, ограниченных точками, в которых производится измерение профиля по- верхности засыпи. Затем определяется количество равновеликих зон, на- ходящихся в пределах границ трех зон радиуса колошника. Формирова- ние слоя материалов при выгрузке порций шихты в печь происходит с обрушением и перераспределением материалов по поверхности засыпи при достижении шихтовыми материалами граничных углов откоса. При- чем в каждой из трех зон радиуса процессы обрушения и перераспределе- ния происходят при соответствующих углах откоса материалов в каждой зоне. Таблица 3. Граничные углы откоса шихтовых материалов исходного про- филя поверхности засыпи перед выгрузкой порции α и профиля после выгрузки материалов α ↓ Углы откоса, град, α ↓/ (α ) Период Наименование порции α3 (ПФ–1П) α2 (1П–2П) α1 (2П–Ц) 1 – К 3–1 24,3 /22,5 17,3/10,9 11,6/14,2 2 – А 9–6 23,4/23,6 28,6/8,8 12,4/10,6 3 – К 8–5 31,8/21,1 35,4/23,5 14,4/7,4 4 – АО 9–3 21,1/32,5 26,0/33,8 23,6/18,2 5 – КО 3–1 24,5/21,7 28,2/9,1 20,3/12,5 6 – КШо 8–4 33,8/24,8 14,4/28,4 6,4/21,0 7 – АО 8–4 28,3/33,0 24,4/13,9 9,2/9,1 8 – К 8–4 34,0/27,5 30,1/23,8 21,4/12,3 16.10.04 9 – АО 9–3 22,8/26,5 27,6/28,6 23,9/23,9 1 – К 3–1 16,1/15,0 17,6/20,8 26,6/22,3 2 – А 9–5 28,6/30,9 25,1/8,6 17,9/21,1 24.06.05 3 – К 8–4 19,6/17,0 38,9/24,6 17,7/10,6 45 4, 7 – АО 9–4 20,58/17,86 35,47/29,22 25,24/21,85 5 – К 4–1 16,6/13,8 25,7/8,7 25,4/28,2 6 – К 8–4 26,5/21,4 20,9/10,4 23,8/20,8 8 – К 7–3 28,1/25,9 34,2/26,2 28,7/22,4 9 – АО 9–3 18,2/15,1 33,9/32,3 28,7/31,4 1 – К 8–4 19,6/9,4 15,2/26,6 7,6/2,9 2, 4, 7, 9 – АОШо 9–3 20,6/23,1 27,6/27,9 22,6/23,3 3, 8 – К 8–4 22,9/16,9 29,0/21,4 22,1/18,2 5 – КШо 2–1 11,2/8,0 15,9/11,8 9,3/7,0 6 – К 8–4 19,7/11,2 13,0/21,3 8,6/10,6 5.10.06 10 – КО 2–1 11,6/9,5 12,5/14,3 9,4/6,7 1 – К 8–4 20,9/13,7 13,2/24,8 11,4/15,6 2, 4, 7, 9 – АОШо 9–3 20,4/25,1 25,3/24,9 22,3/22,8 3, 8 – К 8–4 23,2/17,9 25,1/17,7 21,0/16,6 5 – КШо 2–1 9,3/11,3 14,8/24,3 9,8/7,8 6 – К 8–4 23,3/14,8 8,5/16,5 9,6/10,2 6.10.06 10 – КО 2–1 8,4/10,9 10,8/24,5 9,4/9,2 1 – К 8–4 34,4/27,1 21,9/11,8 7,2/9,7 2, 4, 7, 9 – АОШо 9–3 31,7/35,8 35,2/41,0 16,7/20,5 3, 8 – К 8–4 33,2/28,0 39,6/32,1 16,1/12,3 5 – КШо 2–1 24,6/20,9 19,1/36,8 7,4/11,9 6 – К 8–4 33,4/26,4 21,9/12,9 8,3/5,0 17.10.06 10 – КО 2–1 25,4/20,1 17,1/9,0 8,7/11,9 1 – К 8–4 16,7/7,8 9,6/28,0 11,0/19,8 2, 4, 7, 9 – АОШо 9–3 14,8/5,8 20,0/24,6 14,1/12,8 3, 8 – К 8–4 16,4/8,7 22,4/13,2 13,3/11,2 5 – КШо 2–1 16,6/16,5 23,8/17,8 12,6/2,6 6 – К 8–4 15,6/3,3 8,3/2,8 8,2/15,5 26.10.06 10 – КО 2–1 15,2/13,3 22,4/18,2 17,8/2,6 Из данных, приведенных в табл.3, следует, что величины углов откоса шихтовых материалов зависят от исходного профиля поверхности засыпи, последовательности выгрузки и состава порций шихтовых материалов, уровня засыпи, а также от используемых в программе загрузки угловых позиций лоткового распределителя шихты. Для исследуемых периодов работы печи полученные значения углов откоса после выгрузки порций кокса (8–5 и 8–4) (табл.3) составляли 24,2º–33,9º, а для порций железосо- держащих компонентов шихты АО, АОШо, АШо их значения изменялись от 20,3º до 30,2º. Такой широкий диапазон изменения углов откоса мате- риалов вызван, по нашему мнению, различными условиями газодутьевого режима работы и отличающимися программами загрузки, используемыми в эти периоды. 46 Рис.2. Изменение углов откоса поверхности засыпи α1…3 в кольцевых зонах сече- ния колошника после выгрузки порций 4–АО 9–3 и 9–АО 9–3 в ДП №9 Как следует из полученных результатов, величины углов откоса ших- товых материалов в условиях работающей доменной печи меньше углов их естественного откоса, что обусловлено, по–видимому, действием газового потока в печи, уменьшающего внутреннее трение в слое шихты и повы- шающего его подвижность. На основе показаний радиолокационной системы установлено, что ве- личины углов откоса поверхности засыпи в значительной мере определя- ются скоростями опускания шихты по сечению печи (рис.3,4). В качестве примера этой взаимосвязи рассмотрено изменение углов откоса поверхно- сти засыпи при выгрузке в печь порции железосодержащих компонентов шихты АОШо из позиций лоткового распределителя 9–3. 47 Рис.3. Изменение угла откоса поверхности засыпи α2 после выгрузки порции АОШо 9–3 и разности скоростей опускания шихты в первой и второй промежу- точных зонах сечения колошника печи, период III. 48 Рис.4. Изменение угла откоса поверхности засыпи α2 после выгрузки порции АОШо 9–3 и разности скоростей опускания шихты в первой и второй промежу- точных зонах сечения колошника печи для последующих тринадцати циклов за- грузки, период III. 49 При выгрузке этой порции происходит формирование профиля засыпи практически по всему радиусу колошника. Изменения угла откоса α2 при загрузке 2–ой, 4–ой и 9–ой порций шихты АОШо 9–3 и разницы скоростей опускания шихты в первой и второй промежуточных зонах (V1П – V2П), влияющих на формирование угла откоса α2, приведены на рис.3 и 4 для тринадцати циклов загрузки. Выбор сечений колошника (1П и 2П), в кото- рых рассчитывается разница скоростей опускания шихты, обусловлен на- большей подвижностью участка профиля поверхности засыпи, располо- женного между зонами 1П и 2П. Из рис.3 и 4 следует, что увеличение ско- рости опускания шихты в первой промежуточной зоне, по сравнению со второй промежуточной зоной, сопровождается уменьшением значения угла откоса α2, при этом определенному значению разницы скоростей опускания шихты во второй и первой промежуточных зонах (V1П –V2П) со- ответствует одинаковое изменение угла откоса α2. Выводы. Таким образом, с использованием радиолокационной сис- темы измерения профиля поверхности засыпи определены значения углов откоса поверхности засыпи на колошнике после выгрузки порций шихто- вых материалов в ДП№9. Установлено, что граничные величины углов откоса поверхности засыпи, образованной коксом и железосодержащими компонентами шихты, меньше значений углов естественного откоса мате- риалов и могут быть использованы в качестве исходных данных для раз- работанной в ИЧМ математической модели радиального распределения шихтовых материалов на колошнике доменной печи, что в комплексе с заданием в модель фактического исходного (перед выгрузкой порции) профиля поверхности засыпи, повысит достоверность расчета показателей распределения шихты, необходимых для контроля и управления загруз- кой печи. 1. Математические модели радиального распределения шихты в доменных пе- чах / В.И. Большаков, И.Г. Муравьева, Е.А. Белошапка и др. // Фундаменталь- ные и прикладные проблемы черной металлургии. Сб. науч. тр. ИЧМ – Вып. 8. – Днепропетровск ИЧМ, 2004 – С. 86–102. 2. Кройц Л., Бергман Б. Распределение материалов в доменной печи, работаю- щей с бесконусным засыпным аппаратом. // Черные металлы, – 1988. – №19. – С.3–10. 3. Доменное производство «Криворожстали». Монография под ред. чл.–корр. НАНУ В.И. Большакова / В.И. Большаков, А.В. Бородулин, Н.А. Гладков и др. // ИЧМ НАНУ, «Криворіжсталь». Дн–ск, Кр. Рог, 2004. – 378с. Статья рекомендована к печати чл.–корр.НАН Украины В.И.Большаковым

Определение углов откоса поверхности засыпи шихтовых материалов в доменной печи

Репозитарії

Схожі ресурси