автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Розробка методiв iнтенсифiкацii горiння твердих додаткiв, що мiстять вуглець, у доменнiй печi

" OA

ДЕРХАША НЕТАЛ7РИИПЛ АХАДНЛ1Я y,.i ' , УКРА1НЯ

На правах рукопису

CTCJIÎAK Ер i й Олександрович

РОЗРОБКА НЕТОД1Э IНТЕНСИФIКАЦII ГОР1ННЯ . ТВЕРДИХ ДОДАТК1В, ЩО КЮТЯТЬ BVr*yiElJ.b» V ДОНЕ1III X FI ПЕЧЕ

CneqiaibHlcTb OS.10.02 "Kßraxypria чгргага ивтал1в'

Автореферат

дксссртадИ на здобттта вчепого ступзпя кагошдата техзтякз паук

Дн1пропетровськ - 1394

Роботу викозаяо у Держаний мэталурггйыгй Академ п Украши.

Наухошэй каршнпк - доктор технмних наук, професор

ГШскановський С.Т.

ОфЩ!Ян1 опошяти:

доктор технмних наук, профосор Тарасов В.П.

кандидат тегн1чних наук, доцзнт Потапов Б.Б.

Пров г дно шдприемство:

1н статут Укрдтрошз.

Захист вЩ5удеться'

_1994р. о.

-и

я

год.

на засщанн! сшц1ал:зсвано1 вчоно! ради при ДэржавнШ металурПйнЛ АхадзмП УкраТни за адрзсою:320в35, м.ДнШроштровськ, пр.Гагарша.^

3 дасвртац1ею можно ознайомитися у бКШотец! Державно! кета лурггйно! Академ II Укра1ни.

Автореферат роз1слано " и 1Э94р

ВчениЯ свкретар сшц1аизовано1 ради, канждат технгаих наук

/¡V

Ю. С.Пан Ютов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОШ

Актуашпсть теки. Сучзсн! структура! гарзтсэрзЕзя оконаз пах ратни 13 ЕНЭЧНЕМ СКОрОЧЭИПЯМ СбСЯГШ ВИрОбНЕЦГВЗ ПЭТрабуЭТЬ snpo-дтпня новкх, екергозбзргггючих тохло "or М. 5" галуз! влрэбЕпцЕЗ зуну цо.пзрл га все, гоаук иляхгв подзльгоI еконоап коксу га щгз-ддого газу, вэтрзти яких у сучасюз уловах етазсахйть 450 - 650:tr 100 - I2R.!3 на 1т чавуну.

Зараз у СВГТ1 працшггь бдизько 100 дэгкяшла: ггачой з Егкоркз-hhím пююзупльБого палкЕ.з (ПВП). Сорздах витратя зугиьяого ггоро-становлять 70-30яг/т чзвуну. lia дзяких до^звлих raías досягнут! трата 150 - ICOicr/T чавуву, що дозволило омсгга-ггн вктрзтэ ксису 3G0 - 330кг/Т чзвуну.

Пра'сгичниЛ ДРСВ1Д св !дч>ггь, що досягнепня таtzoc пакагжят ыоз-вз титьки за умов прийаятгя спзц1альшпс sa-од 1ва спрт.гааазш: на I-еьшошя повноти згорапня часпж вугиыюго порогу у ОУР-гЕЕЗ врздках доконног шч1. Одянм з таюгг зггодт е до.яззанвя да сзлвду П творцих палив з високиа виходом .штких рзчовин.

1дая птпсористання додапив газового вуплгя до ппхев^пльного таз а, вгорта запропояопзна С.Л.Яротовськш з каазгзетг пзгрпс1щ1 - х рок тв, ятса се набула до сьогодягсньога часу ¡парового роз-всоджшня, потробуз у сучаспта уновзх псдальеого разг.:гп:у, бо сакз Я катод е одним з наСефэвггквя mux засобхв, спрямозангас на пщ-лоппя витрато ПВП г в1дпсв1дпо' зкэшгання втратп коксу.

Мзтою роботи g дослгдаення I розробка кэтод/ штопс 1ф1кзцп го-гня вугтлъного пороху в домзна!й гач! за догомогсп додавання до ладу ПВП палив з високим виходом „чзтких речовкн, спркздваясго на щзж,зшя витрат вугтлля, цо адуваеться, I вщювШю зшсшшя грат коксу I природаого газу.

Наукова новизна робота полюгае у тому, щ,о: зстановлопо законом 1ркост1 зм!ни температуря зайизная ПЕП !з ву-тля каряя "Т", а такая ПВП !з гнтрацяту, пр:; додаванн! до ix склга-палкв з високкм вяхсдрн лэтких рочозгя;

остановлено зв'язок мез тозтэрзгуроэ зайкзння ЛНП I повнотои його эраняя на початкових стад!ях процзсу гсргннп;

- вапрошЕоаано катодияу розрзхунх гв каксккалыгаго вмтсту паливша додзткш для кешхрэтних технолог 1чшж умов робота домонно1 шч!

. Прзктпчна щшпсть робота полягас у тому, цо:

- ВОТЗЕОВЛЗЕО КОКЛЛЗ 1СТЬ ДОДЗВЭНЕЯ ДО стаду ПБП ПаЛИВНЙХ ДОДЭТК1В Е рокпрои часто;: до 200мки;

- встанонЕЗБО оягкмальн I спшвгднозоеня палгазних компонент1в ПВП, щс ЯЗСБОЛЯЭТЬ сб ьшпгги шпрата вупльного пороху з одпочасшм змонион-еяк витрзт природного газу, з урахуваннкм можливост! повного припи-еэявя Гюго вдувания у докоину шч;

- заггропоювагю до Епрозаджашш на коталург1йяих предприемстваз ¿"краши ПВП, як! гпстягь опгшаяып киькост! додаткт, п;о дозболяе одоряата додзткову окопом 1а коксу ! прилюдного газу за рахунок 1н-ТСПС гф ?К2Ц 11 Г0р1НПЯ ШП I' П1ДВХ2Щ9ШЯ його витрзт.

Роал1зз1т.1я результат 1а робота. Результата досл!даснь було вико-рнстгно при сшадапш Дзрвавно! науково - тсхн1чео! программ за приор ггетшаз: напряглгки науково - те/л 1чного прогросу "Розробка 1 впро-вгдлэнвя на ».оталург 1йвя шдпрлЕкствах УкраТел екалопчно чисто! тогваяоги догтюнно! плавки з вдуваниям пкловуплыюго паливз 1з но-прздатних до влгетовлання коксу марок вугшш з мотою р!зкого зкен-Шоння нитрат природного газу у домэшшх шчах I зшкокня шх:длив:а вждщв коксох 1к 1ЧЕК2 шдприсмств за рахунок знюонпя потреби 5 кокс!". Результата, отркман! в дасертащйий робот!, використанс У1фд1пр0й:озом при розроОШ прооктаих рзшень по комплексах приготу-ванкя I вдувания ПВП из кеталург 1йних п 1дприЕмствах Укра1ни.

Агтробатя робота. ОсновнI науков! результата дисорггац1йно1 робота допоз 1дзл;:ся I обговоргаэлися на Всоссззп 1й науково - тсхн 1чн I! коафзронци " 1!шзнс1ф1кац1я кеталург Нйих проирст I шдаиирння яко-стI мзталй 3 сшав1в" (Тула,1930); Укра1нському науково - тохшчно-цу сем шар I "Проб^з/.-л горетворення енорг 11 I рацюяального викорис-тання орган 1чеого пахта в оноргетиц!" (Ки!в,1992); Украшсько -нйкщьпону Сижюзгук! "Ззмша коксу шляхом вдувания вупльиого пороху I вккористаяня 1нших ензргоноспв у доменному процэс! з ураху-ванняа екологмних вимог" (Донецьк,1992); Всеукра шськ!й науково -практична ковфорэнцп "Теорхя I практика розв'язання еколопчнш проблэм у'кеталург !йнШ I ггрничовидобувн ш промисловост I (Днтро-гатровськ,19ЭЗ); науксвих сем :нарах кафэдри металург! I чавуну Державно! кзталурПйно! Академ И Укранш (Да 1пропэтровськ,1990-1994).

4

Цублпсацп по робот!. Результата дослмувпь в!добрзнэно у 10 ботах, надруковаяих у паукових ¡журнала г та аЛрках.

Структура I об'ей робота. ДисоргаЩя склэдаглься !з эстуцу, чо-рьох глаз, загальних ekohcbkîb i роконапдашй, горэлпсу лггорзтурз ; 125 пайжэлувапь 1 Э додаткт. Бсботз надрукована пз 164 стор!я-х, з урахуванняя 28 малютав ! 23 таблиц!.

0СНСВ1ИН Si ЮГ РОБОТИ.

В пэрдпй глав ! на п!дстав! опрацювання значил к I лысо с I л!то-турпжвс дкзрэл.у тону чксл!, патентяих катер !зл!в. розглянуто ос-вн1 аспзкта тэорп гортня твердого палша стосовно до процэсу го-пня ПВП у потещI дуггя дрмошпэ! гаи.

В сучасних темшрзтурно - дуттевих уковах робота доквнниг гачэй и вдували! ПВП на втдеташ 0,3-1м в!д apisy фурми трквал!стъ кон-irry вупльних частой з потоком дуття за р murais оцшкзни нз шрз-:цус 0,025с у внутр !шньому простор! фурконного прпотроз I 0,01с у рмошюму осэредку. У той же час, тркзэл!сть повного згорааня час-к вуг JJLm розшрон 70 - 9Сктся ножо складата 0,05 - 0,1с, що на по-док вигдо. Ця нов 1ддов !дн 1сть s одною з голзвннх пркчга, цо горэ-одаують зб!лсотню витрат ПВП па догагаих почах, ток ж гб !ль-НПЯ !С!ЛЬКССТ! ЧЗСТОК, ЯК! ПО SroplJSÎ 1 ззлишзэться у горн г, сприяо пршешло газопрокислшост î пхтаньо! частили гоч! та пикеоднть до ник шбажантас насл!дк!в.

Тагам чином, 1нтенс!ф!кац1я початковкх стад!й гор!ния ПВП (нз-1ваппя часток, вищлэння I заЯманпя лотких рзчовш), що в1д5ува-ЬСЯ у внутрИППЬСМУ простор! фуркоНКОГО ИртСТрСП ! зайкзхгаиг кайкз % загально! тривалют! гор!ння, сприятиш б!льи пэвнону згораннв гихьного пороху у фурменному осерздку, збьштання вятрзтн вугыия, вдуваетьел I к!льност! зам !шдааного нш коксу.

В друпй глав! зроблзно теорэтичпиЯ I окспзридантальний анал!з кливост! иггенс!ф1кац11 печаткоаих стад!й гср!ння ПВП при вдували! цоненну п!ч.

Для розрахункш тризалост! нагр!ву до займаннл часток ПВП еико-зтовуьалось рпзеиня дафоронц !йного рхваяння прогр!вання частки, зржане В.В.Покорзнцввкм 1з ртнпяпл топяозого балансу. Розрэ-акова формула залисусться так:

7Втю Ни Лг V О-лжс/ '

Ез СО,- повна тривалгсть прогргву тертно1 сухо I частки,

Сг - пагома тешшекк:сть частки, к$х/(кг К); - гу

катергалу частки. кг/ы3; $ - д1амотр частки, м; Д, теплапраз 1днЗсть газу, Вт/(м К); ^/о.НЯкс ~ вщносшня кш тепла, сприйнягого часткою, до максимального, ковлиаого при текпэрзтур1 потоку.

Взличини 0 I 0-мякс розраховуэться за формулами

3 урзхуванням (2) 1 <3) сптввдюзюнпя ®/0-мякс запишт

виглдд!: т -г

8- _ ~ И,

0-«*с Тг "Т*.

да Т?0 1 - початкова I готочна темшратура частки, К; 1 теишратура газового серэдовюца, К.

При рззрахунках тривалост нагргву вугиьних часток до за! несбхщао враховувати, що коли займання ста лося, основна пред розрахункш стае Е8Д!йсвою, теплопередача суттево пщсилюеться, цеси газз5ф1кадп та терн!чно! дзструкцл вуг1льно1 частки прис етъся. За цих умов розрахунки тривалост! нагргву за формулою <] ауть взстась тиьхи до моменту займзння:

и 2

Г СгЛ <Г (?., I , Тым-Ти )

сиш = аш (I - -трти) •

Одзргану форкулу (5) було використаио для пор 1вняно I < вфекгивност 1 додааання до складу ШП 1з вугглпя марки "I" I антрациту 5 - 502 додаткт газового, длшнопламеного, бурого ] ля, а такоа торфу та пдрсшзного л!гн!ну (розрахунки проводил] персональному комп'птер! го розро&жзн 1й програм! у серэдовищ! ' - СаЕсГк").

Для одэржання пор!вняних даниг по температур! займаняя оярзхиг злив I и сумтпюй використовувалась методика 1ГС ( ¡н статут г !ршпо I трави), у основу яхо I покладзно шггучнэ okhcjbbhü вунлля тозрдкз дасливачем, взятт у визначоному сп1вв1дшшзнн1 да юпггуэ-зйот зважки вуплля. Результата доел1дкопня темгоратур займання р tsirii зливних сумПЕзЯ в изображено на нал.1.

3 вихоркстаяняа експзркионтальних даних по текшратур! займазая всонано розрахунки тривалост! до займання чзсток р 1зних галив разгром в1д 10 до ГБОмкм. Встановлоно, нзприклэд, цо додавання до сладу ПВП 253 торфу зягауз трквал!сть до займапня у току ж розч!р!,

3 i шдвицоння темтозратури дуття на 100 °С. Душ вгшгвим для прзк-жи е те, що заЯманпя чзсток Л1гв1пу або тор5у розч!рон I5Q.nns !ЛЗувасться водаочас !з частками антращггу (або вуплля нарки "I") ззм1рсм 80 - ЗОмкм.

Одермап! вксгоримэнтзльп! I розрахунков! дан! цодо спх^-у кон-знентного складу ПВП па температуру Яого займанпя дозволили зробк-I висновок про то, що при додаяапл! до складу ПВП палив з вксокин кодом летких рочовин сл!д оч!кувэти зй!льпоння пезкота агора пня зсток вуплля при вдувапл! його у доменну п1ч.

Трети главу присвячено дослшкшпян гптопси51куючо г дп пагив-îx додатк ib на ргзних стад1ях процэсу гор!ння ПВП.

На спещально розроблзн!Я ! еиготовлзн:й лаборзтернгл установи! «ал.2) було проведено 2 серп досл!дашь. Перла - по коделвваннэ роцреу гор1няя ПВП i р!знкх сум;сой на початкових стзд!яг процзеу зргннп (до виходу штоку ПВП у оккслсячу 3оду ДОМЭЯН01 ШЧ1). У pyrin серп доел 1джонь вивчалась повнота згорання ПВП з паливннми эдатками на заключнкх стад1ях.

Параметра лабораторно I установки для .модолявання прецзеу гор !я-

4 частси вугиия на початкових стад1ях розрэхозувались у в 1дпов 1Д-зстI до друго! тзореми подИност! (X - теорома). Тризал!сть пэро-пзання часто*- ПВП у 1зстерм!чн1й зон1 устзговки (0,016 - 0,025с) эршнкгаала тривалост! ix пзробувапня на дшшц1 "патрубок вводу зрхз фурми" при в1ддзлззн1 точки вдувания од зр1зу фурки 0,3 -,6м I температурно - дуттевиг уковах. приггмэнниг для сучгсних до-знних пзчей.

Одноо з умов иодвлгоаняя початкових стад m гор!ння була в!дш-вщнють сп1ев1диошкь "вуглець палива/кисень дуття" на модел! ро-&яышм сп ieb щзоиэнеям щи вдуванв! ПВП у доконну п 14. сп ibb 1дноеоння розраховувалися sa фороглоо:

С Qc ОпПСшл-П.

* = wo-a-fta-tfea

fiß - виграта ПВП у доюнну nrt, кг/т чавуну; П - добова про-дуктивнкпъ шч1, т/сут; Cm - bmict вуглоцп у вугmi, втдя.од.;

П, - киькють фурм на шч i; &я - витрата дуття, м3/хв.; Ога ~ - дот кисню в дутт1, вщн.од.; - виграта вуглецо з ПВП за I хв. чзрэз одну фурму, кг/хв. ; 0-ог - вхпрзта кисню у склад! дуття за I хв. через одну фурку, Wxb. .

В1ДСШ en IBB !део2!эння s дозволяло розрахуаати необх 1дн1 витрати

тз1тРя п _ (W<W

п ~ —021-5 * л/хв" (7)

да Q-nia«- продуктивнleib шдаивлювача, г/хв.; Сим - bmict нелегкого вуглэщ) у вуг1лл1, е1дн.од. ; 0,21 - BMICT кисню у nOBlTpl, в1дн.0д..

Дяя визначоння певзоти сгорания ПВП у екавришнгах мэтер1ал, який прореагував, анал!зувався на evict золи, п1сля чого проводилиоя розрахунхи за формулою:

(Л -Г-í Дии^ОО'Ямя)

"ой?

■Ш, °/с . (8)

да ^ - швнота сгорания, 3; flngn - bmict золи у вихютону ПВП, % на суху на су; fll^, - bmict золи у ПВП, що прорзагувало, % на суху пасу.

Формулу (8) було одержано шляхок пгрзтворопня рнвяггя flnsn , G™ + . _

^00 GS^+GSm" «О GLM+GS.« • (9>

да Спел та Сзм - вата горючо! маси вихдаого ПВП 1 залишку, яхий прореагував, г.; G«n та &§лп - вага золи у вих!дн!й х!лько-CTI ПВП i у залшку, г..

СП1ВВ1ДЕГ033НЕЯ, цо пхсдэть у форауду (3)

Лпвп(*0Р-Дз«) -а - - i .nmФ /тт

fe i ' (IU)

вляс собсз кохгн:чпиЯ пздепал , яякй вжшачзггься яа сш'в-

1дп0ш8япя вата горгсчо! иаси запака G-лал ДО вага горючо I агеп иг!даого ПВП G-вп

На початку було провздено вкспгргедэлти по гэдэлзввапнв прзззеу ор!ння "т.ютас" ПВП, тобто окроко для кояшего пиду палява. Вззуль-зтя, одержан! з сксгорягаптах, в!добрагоно у тайлкц! I.

Тейякця I.

Повнота згорання палив {фракцгя 100...?1 на початковше та заключних стадиэх горшня.

Повяота агорзиня по формул! (8) Вид п а л и в э

Антрац Газоз Длпш Буркй 1ср5 Л1Г21П

Початков! стадII Ззкличн! стади 12,2 43,1 .17,4 45,3 41,4 65,4 44.1 67.2 51,4 6Э,8 59, а 73,9 58,5 73,9

Подальш! екешриганти показали, цо додаваяня да складу ЕЭД 13 уплля марки "Т" гбо антрациту в 1д 10 - 15 до 50S палишпп додаткш впеоким бкесдом лотких рзчовкн спркяс шдакгоннв на 5 - 205 повно-и згорання часток вуплля. Результата прсБедэнних досл!джз2ь иоказне на иал.1.

Достов1рн1сть I об'скгивнють, нвобида! при сбробц! екстри-энтального кагор галу, вимагали в!дпов!.ц1 па запитаняя - чи не е бгльшння повноти згорання ПВП з палившата дздзткаки, до нзблвдалп-я у вкешршентах, рэзультатсм "мохан!чного знпгуванЕЯ" даох по -1зному згоршх компонентib ( таблица I). 1накш кажучи, дрщльно уло ввдышги 1з змнш повноти згорання при ropiHHl ПБП з додагкакн амз ту частину, яка обуковлэна "катал ггачноп" Д1еп додатагв. 3 ц!сэ этою було розроблзко в1дпов1дпу матэматичну кодель, що опксуе ха-актер гкши гтототичпог повноти згорашгя ПВП, яка являв собоо "вэ-ан!чну сум in" двох компонент ib з р1зним bhictoh золя : р lasca пов-□t0d згорання у адзнткчних уковэх:

(о =

\сам

1-

<оо-

<00-?. , чу ~Ж~ ¡00

+

Ч00о1

•ЩРс! ~Ж~ «о I

•^00,%. (И)

Я1

<00^

^ Я? 100 й| <00, >Вих дакай данина для розрахунк 1в за формулою (II) е та

1г - ЕГЛ1СТ золи у вих Iдному вуплл! 1 додатку, % на суху масу; та - повЕота згоргння базового вуг !лля та додатку у !дзн-тачнкг укозах, % (дан! табл.1); с! - частка додатку у сумш!, вот. од..

Повгота згорання за формулою (II) для сум гпой з вмютом додат-к Ш в 1Д 0 до БОЗ розраховуаалася дая ус IX випробуватшх вар 1ант 1в на шрсональпоьу кокп'птор! по прогргм!, розроблзнтй у сорздовиц! "Турбо - байскс". графине в тдображння цих розрахунк1в дано у вигляд! пунктарних л!е ш на мал.Т.

Б оксгорикснтах по гор тлю 11ВП з паливяими додатками Оуло вста-ношэно:

- повнота згорання ШП з паяивними додатками на початкових стадгях т!сно пов'язана !з темгоратурсю займання в1дпов1,щшх сум той;

- крути 1сгь частой доел !даошп: пзливеих додзтхгв до ПВП у дгапззон! 50 - 2£К*лка пол !тно ео впливаг на павноту згора1ШЯ як на початкових, тан I нз захяочшпе стадгях гор!ння;

- додаванкя до складу ПВП паливних додаткт з високим виходом лэпсих рочозкн 1нтбпси$ 1куе початков 1 стади процосу горшня, а м !н талька к1лья!сгь додатк1в до ПВП при цьому заложить в1д елемонтного складу I шюту окраних топливекх компонент 1в у сук пи I.

Терлэгрзфгчний алалхз, проЕодоний для ПВП р!зяого компонентного складу за спащально розреблэноэ методикою, дозволив одор<:ати додат-ковгдан!. кг:! жараотеризушъ процэс горшня 1 терм то I дзетрукцп ПВП з додаткаик при извдкост! нагрту до 2000 град./хв.. Встановлэ-но, напрнклад, що сунарза тривалтеть стад1й горпшя ПВП (антра-цэт), як! вIдЗувзються до заЯмзння коксового залижу, при додзванн!

бурого, вуг 1дяя вкевшувалась на 8£, при додаванн! 5% торфу - на 212, а при додаванн! 252 бурого вуг 1лля - на 2856.

У мзхан!зм! !нтоЕсиф !кукно I дп паливних додэтк !в сутгева роль наложить лзтким рзчовинам, як! бид!ляпться при нагр!ванн! часток вуплля. Зз досл!да.ми Л.Богданд!, наприклад, температура заЯмзння ву-гшл, за однаковкх умов, зворатно пропорц!йна к!льксст! горячих складских, як! м!стяться у латких речовинах.

■ Проведений англ 1з складу латких рзчовин, як! вид шиться з палив, показав близьку до лШ1йьо! залвкнтсть темшратури зайгаяня в!д сиходу СО !з палнва <коеф1ц!ент лгашш! корзляцП 0,994)

Одзркан! результата схож! !з результатам дослщизнь Пппкх аз-торт, за яки,и температура ззймзшзя пов'язанз з концэнтрац!ею пара-мзгнтгах цэнтр 1в у склад! вуплля (гначна частанз цих цзнтр!в являе собою в!льн! радакали).

Рэнтгенограф!чн1 досл!дгання проб вих!дяого ШП I того, що про-резгувэло 1з вуплля марки "I", а такса пророагувавпюго ПВП з додат-ками 25% газового вуплля I торфу показали, цо назван! додатки в дз-лк ГЛ м 1р I впливаюггь на процос гор тля. алэ я характер вплкву циг до-датк!в в!др1зпясться (мал.З). Так, для прореагувовшого вуплля "Т" I прореагував^о 1 сум!и1 цього вуплля з газовик, форма 1 розташуван-ня на ронтгеногрзмах характорних максимум !в практично сшшадають. Для проби прорвагувавшого у тих жз умовах ПВП з додаванням торфу, нэшвзирина головного максимуму та 1нтенсивп !сть максимум !в у розта-шуванн! далеких кунв суттево в1др!зняються.

В четворпй глаз! зроблэно розрахунково - анал!тичну оцгаку вшшву складу ПВП на похазнихи докенно! плавки I запропоновано заходи. як! сприяпяуть пщпицеяню витрат ПВП I зникэнню витрзт коксу I природного газу.

Розрахункл провсдаяися за методом О.Н.Рамма з використанням катод!в планування окспзрикенту. За базов! вар!анти для розрахун-к1в було прийнято показники робота дсиопно I пзч! N1 Донвцького шта-лурпйного заводу I докенно! шч! К8 Дн тровського кэталург Много

комЛнату._

- анэл!з проводизся за спошалыго розроблоною методикою з викорис-танням хроматографу "Поиук - 2"

** - алгоритм доповноно к.т.н. Приходько Ю.О. дзякими розрахунко-вими сп 1вб щяоеспнями 1 розрахувковими процедурами, як! м 1стять ав-томатичну корекц!» базового режиму, !терац!йн! розрахунки нора коч-гансаци вдувания ПВП та !я.

ПроЕздзн I розрахунки показали, що додавання до складу ПВП ( вугшш иарки "I" або антрациту ) В1д 10 до 40% пзливнкх додаткт ВИСОККМ бегодом лэтких рОЧОВИН додэткобо знккуе тооротичну темпзр туру горшвя у фурианих осерздках доконно I гоч!.В!дпов1да! розрзху; eobi дая: розницею у тайлиц! 2.

1аблиця 2.

Еплиб складу ШП на тэоретичну темгаратуру гошння I Hopes кокшнсацп II знижэнвя при вдувзнн! ПВП у

доиэнну п!ч у киькост! 150 кг/т чавуну (дяя умов работа до N 8 Дн гпрсвського мэткоксинату)

Склад ПВП Тоорзтачна темшратува Г0р!ння,°С Ззикення теоретично! текшратури Вваии компенсацп Е

град/на IS додатку на I кг/т чавуну град/на 10 г. ПШ на I и куб. дуття Зб!лыпання ва!сту кисее у дут-т!,Ж Зб!льшен£ темпорзт) дуття,сС

Т+25Я* Т+25ЖВ T+25S5IP 2074 2067 2082 2057 0,0019 0,0032 0,0045 16,5 17,4 18,1 18,8 24,25 24,44 24,57 24,69 1120 II3I 1139 II46

Шля!ом розрахунхт було встановлэно, цо при компенсацп вдув; ня ПВП зм шов нитрата природного-газу, Еикористання у склад! ПВП : ливнях додаткШ сприяс одзржанню додатково! окономи природного г : для газового вуплля - 0,001 м3, для бурого вуплля - 0.0017 дая торфу - 0,0022 м3 на кохший в!дсоток додатку (на I кг/т чавун Розраховзио ковф!Ц!енти замйм коксу гаыовунльник паливоя палившаи додзтками р!зншс марок для р!зних режим 1в комтансацп й вдувания ! умов робота дризнног шч!. Показано, що при назмшпй трат! ПВП , 13 збиьшзнням шгсту додаткт у його склад!, коофЩ! ваати коксу щр з^инуеться.за рахунок зкеншоння сумарно I к!лькс вуглэцв, вн0с6ного у п1ч з вугиьнин порохом. 3 другого боку, свдаать результата подарвдатх дослщюнъ (глави 2 13), 1нтенс1 кац!я продесу горхння часток вуплля шляхом додавання паливних даггкш дозволяс вбиьшиги витрати вуплля, що вдуваеться. 1 за рг нок цього ною бута одержана дрдаткова економ 1я коксу.

PosMlpa додатково! окоеон 11 коксу суттево залэжать В1Д виду I к!лькост1 наливного додатку у склад! ПВП, а такоя В1д технолог мних умов робота домешга I гочь Так, наприклад, при компзнсацп вдувания ПВП зб!льшиням вм1сту кисню у дутп.додзвання у складу ПВП 401 торфу ! зб 1льшння за рахунок цього витрат ПВП з 130 да 170 кг/г чаву-ну нэ дав додатково! эконом11 коксу, нвзваяапчи на дрстатньо високиЗ коефЩ!ент замши коксу для ци сумш! (1^=1). У зв'язку з ция було зведоно ефекгивнкй коеф1ц!ент занпш коксу, який розраховуэться яв вщношоння додатковоI економ11 коксу до к!лькост! ПВП, за рахунок яко! II досягнуто. Дот розглялутого вщэ випадку ефзктивний коефиц-ент замши дор!внюе 0,025 кг коксу/кг ПВП на 1т чавуну.

Для прикляду в таблиц! 3 розмйззно розрахунков! дан!, пк! пока-зухпъ ковф1ц1енти замши коксу ПВП I очссувану еконоаа коксу при додаванн! до складу ПВП в!д 10 до 4.СКС паливних додатк!в. Як видно з .таблиц! 3, додавання до складу ПВП паливних додаткга, яко супровод-яуеться зб!лыюнпям витрат ПВП, дозвс.сяе одэриати додаггкову екононПэ коксу, розм1ри яко1, за !нших ртних умов, за лежать в!д складу ПВП (виду додатку). При вщзмому сшввщюшенн! цга на кокс I гигову-Пльне паливо значения офзкгавного коеф!ц!енту зам!ни коксу вугьялям можуть влкористовуватася для визпачоння гранично!, за даних тохноло-пчних умов, к 1лькостI додаткт до ПВП, перевищення яко! нэприЯнятнэ з ехоном1чиих М1ркувань.

За результатами виконаних розрахунк!в було" зроблэно оцГнку граничного (по значению ефекгивного коофЩ1енту замши коксу) шкггу у склад! ПВП р1зних ввд!в паливних додатк1в для р!зних технолог 1чних улов робота доконно I пэч1.

Одержан! результата, з урахуваяням ексдариментальних даних по температурах займання I повноти згорання ПВП (мал.1), дозволила ви-значиги огггимальн! меж! по к!лькост! паливних додаткш до ПВП. В1Д-пов1дз1 матерlaли передало Укрдтрокезу у вигляд! рэкоквндацН! для використання при виконанн! проекгних роб 1т по комплексах виготовлвн-зя ! вдувания ПВП у доконн I пзч! шдарнскств Укратии.

У заключи !й частей I робота дано рокотлевдащ I по шдвищзннв 5фоктивност1 вживання ПВП з паливними додаткаки.запрошновано струк-гурну схему АСУ процэсом вдувания ПВП, rata моя® бути штогрована да систачи управл!яня тепловим станом горна доконно! шч1.

13

Те&хиця 3.

Вшгаз додаткгв до ПШ 1з вугшя иарки "Г" на кобфпиетгги замши коксу 1 очжувана економ!я коксу при збшлвнн1 витрат ПВП (коетэнсац!я вдування ПВП - зышою вмюту киснв у дутп)

Базова витрзта ПВП, кг/т чавуну Провктна витрата ПВП, кг/т чавуну Вм1ст додатку у склад! ПВП

0 газов© вугшя торф

10 25 40 10 25 40

130 130 <.28 1,25 1.21 1,« 1,15 1,01

<69 166 163 157 160 160 <31

140 — 1,27(0,9) 1,25(0,6) 1,21 (0) 1,25(0,3) 1.15 1,01

П8 <75 169 172 162 Ш

150 — «7(1,1) 1.25(0,95) 1.21(0.6) 1.23(0.75) 1,15(0,2) 1.0

191 188 181 т 175 150

160 — 1.27(1,25) <,25(1.01) 121(0,8) 1,25(0.9) 1,15(0,53) 1,0

203 200 193 196 155 160

170 — ■1,260,26) 1.25 ЦМ) 1,20(0,¿8) 122(0,98) 1,15(0,68) 1,0(0,03)

215 212 204 га& 196 170

* - чисельник - коеф!Щент замши коксу ПВП, кг коксу/кг ПВП, у дужках - значения ефэктивного коофииенту зам1ни; - знаиенник - економ!я коксу, кг/т чавуну.

В И О Н О В К И

1. ПЩ51р паливних додатк1в до складу ПВП повинен проводитися з ура-хуванням IX р1зного впливу на темгоратурний бар'ер займання. М1н1-кальна к1льк!сть додаткт, яка знижус температуру займання склада с : до вугиыя иарки - 1025 I до антрациту -15%. Додатки торфу I л!г-е Шу зникуить температуру займання за будь - яких сшввдаошонь з базовим вугиыям.

2. Розраодгаками з використанням експорикентальних даних встановлэно, со змоншення твнгоратури займання ПВП на 40 - 50 град, дозволяв ско-ротити на 20 - 30% тривалють займання часток вупляя в потсщ дуття доианно! шчI.РозрахунковI дан! шдгвзрдауються результатами дослщ-кшгь методом даферонц1йного терм того анал1зу стосовно до умов го-рщня ПШ у внутршньсиу простор! фуряэнного пристро».

3. Дрсл|даэння?га по нодолгаанню процэсу гор !ння ПВП в потоц! нагретого дуття при втдцал>нн! мгсця вдувания ПВП од зр!зу.фурми 0,3 -

0.6. встаяовлоно, що повнота згорання ПВП, як1 мютять у своему склад! в 1д 10 - 15 до 5035 паливних додаткт з високим виходом лэтйих рочовия на зр1з! фурми на 5 - 2055 таревицуе повноту згорання ПВП, яке нз м Ютить додатк !В.

4. Розрэховано коеф!ЩБНти зампш коксу пиловуг !льним паливои з па-ливними додатками душ р1зних рояим1з комлонсацп його вдування 1 умов робота дрмоннох шч1. Показано, ¡до додаваЕня до складу ПВП до ЗОЯ паливних до дата1в з високим вигодом лэтких речовин, якз супро-водауеться об гльшонням витрати вуплля, що вдувасться, дозводяс до-даггково зменшиги витрати коксу I природного газу на шшлавку чзвуну.

5. Рекомендовано для вдування у доменн! юч1 коталург Мних Шд-приемств Украгна ПВП оптимального складу, що дозволять одзрката до-даткову окопом1и коксу I природного газу. Максимальну окопомхю коксу кош бути доспгнуто при вдувавн! ПВП з вуплля марки "Т" або антрациту з додаванням : вуплля марок "Г" або "Д" - 25 - 302; бурого -- 20 - 2535; торфу або л!гн!ну - 10 - 15Ж.

ОСНОВНШ ЗМ1СТ ДИСЕРТАЦИ НАДРУКОВАНО У ТАКИХ РОБОТАХ

1. Використання Л1гп1ну у доменн !й плавц1/Котов В.I..Бондарзнко П.К. П.К. .Ступак Ю.О.// Матер1али Всас. наук. - теш. конф. молодая вчо-них I сшщалют!в "1нтонс1ф1кзщя моталурпйних продаст та шдвз-щення якоси металл 1в ! сплав!вн (19 - 21 березня 1990р., Тула). -Тула, 1990. - с. 5 - 7.

2. Модэлювання процзеу гор!ння пиловуг!льного палива у фурмI домэн-но! гач!/Бондарзяко П.К.Дотов В.I.,Ступак Ю.О.// Изв. вузов. Черная кетзллургия. - 1990. - N 7. - С. 103.

3. Вплив додатк !в л!гн!ну на повноту згорання вупльного пороху/Сту-пак Ю.О.,Кочурз В.В.//Изв. вузов Черная металлургия. - 1991. - N 10. -С. 92 - 93.

4. 1нт8нс!ф!кац!я горшня ПВП шляхом п1д?ору сум Илей р1зного вуП-ия /Ступак Ю.О.// Тез. доп. наук. - практ. сем1нару " Проблеми пзрэ-творення енергп I ращонального використання орган 1чного палива в енергетиц!" 1-3 вересня 1992р., м.Ки!в. - Ки!в, 1992. - с. 22.

5. 1нтенс1ф!кац!я спалввання пкяовупльного палива шляхом пгд5о] сум!дай р1зких марок вуплля/Ступак Ю.О.// Матер!али украШсько н ййзцького Симпоз!уму "Замша коксу шляхом вдувания вупльного пор ху I використапня шших енергонос 11в у доменному процзс! з урахува: кяы вколопчних вимог" 9 - 10 грудня 1992р., м.Донецьк. У 2 - х т ках. - Дрнецьк, 1992. - Тон 2., - с. 19-20.

6. Епскановсысий С.Т. .Ступак Ю.О. Замша коксу у домешпй поч! л ловупльшда паливом 1з сум ни: вуПлля, нопридатного для виготовлен коксу// Всеукра!нська нвуково - практична конфоронцгя "Теорш практика вир!дання еколопчних проблем у прничозидобувн Ш I мет лургНШй промисловост!". - Днтроготровськ, 1993. - с. 43.

7. Аяалгз процэсу займання часток пиловуг1льного палива, яке вдув еться у докенну пм, за допомогою математично! модеш/Ступак Ю.О. Тези доп. Есоукра1нськоI науково - практично! копфоронцП "Теор та практика вирипення еколопчних проблем у г 1ршповидобувн 1й 1 л талурЛйнШ промисловостР. - Дшпроштровськ, 1993. - с. 155.

8. Досл!даення можливост! використапня Л1гыну при огрудкуванн1 с ровини ! в доменному виробнищвг/Бондаронко П.К..Ступак Ю.О.,Щ вдзнко М.В.,Котов В. I..Захарченко В.М.// Металлургическая и гор: рудная промышшность. - 1993. - N 2 . - с. 6 - 8.

9. Вплив паливних дрдатссШ на температуру займання пиловуг1льн< палива/Ступак Ю.О.// Изв. вузов. Черная металлургия. - 1993. - N - С. 85 - 86.

10. Дослщшня процэсу гор Гния ГОЛ у лабораториях умовах /О пак Ю.О.// Изв. вузов. Черная металлургия. - 1993. - N 8. - с. 35 36.

для ПВП i3Ьчг'шя марки.Т'

Ю 20 30 О Ю 20 30 ßriLem додатку у складе ПВП, X

Температура заинш/ня ¿ полнота згаракня fjßn на. початкоёцх emadizK горшня (if Ьнугпр'шшьануnpocmspi щшого пристрео) о Залгжноет Sid бмСету dodamxiè Вурого Ышя m пкхару

~ За дешими дое^дмень ;

----за разрахииками ( Форма/а. H ).

Млл.1.

4 - шнеками aiéxtuStioíav 3 прЛодом Bid emnfoi&utwa ; 2~ mzpiía^ 3 - Kù&iieSe щньиення ; 4-MemcueSuu каркас ; 5-nazpißa<t; ß - nccsdi/m 3 ЬаЗоа &лв ЬлаЬлюЬамня лрорешВавииа часток.

Схема установки дая досл[д}«ень. Мал.2.

мЛ«" Мл ! I к* ^ ^у / АА 2' . з А'

35 3£ 25 20

1,80 Г I 2,<0 2,53 3,22 (/.ни

Ш) (ЮН 1Ю0) 1002) .

• »1 •

1'- випдне ПВП ¿3 $угшя марки „Т"; 2'- Л8П (X), ш,0 прореамБмо ;

3'- ПВП(.Т ) з доЗаёсшням 2БУо газоЬпо ВугШя —--;

М- ПВП (.Т') з дода&анням 25% торфу —,-.

■*- Вертикальн1 лч'и бсдпоЬсдають кУтоЬим ппложенням максиму¿нтенсиВностс для чистого граф1ту.

Резяльтяти рентгенограФгчниу доЫажень.

Мал. 3.