11.10. Перспективные средства контроля и управления ходом и тепловым состоянием доменной печи

В последнее время доменные печи оснащаются новыми средствами кон­троля и управления распределением компонентов доменной шихты на колош­нике при их загрузке в печь. Опробуются новые методы технологической ди­агностики хода печи, работы ее оборудования, систем охлаждения, подачи и нагрева дутья Проходят промышленное опробование новые уровнемеры и профилемеры поверхности шихтовых материалов на колошнике печи, тепловизоры, средства контроля распределения газов и их температуры по горизонталь­ной поверхности на колошнике.

Сотрудниками НПП «Промоборудование» разработана и внедрена система диагностики нагрева и распределения газа на колошнике доменной печи (Геомет-800). В отличие от системы «Спирогерм», внедренной на доменной печи № 9 «Криворожстали», с оперативностью одно измерение за 40 сек ком­плекс «Геомет-800» позволяет осуществлять 25 измерений в секунду По ут­верждению авторов⁵, после модернизации программ первичной обработки новая система выполняет следующие функции: чтение исходных данных от измерительного устройства; привязку показаний температуры поверхности к горизонтальному сечению профиля засыпи по замерам от механических уров­немеров и профилемера; расчет температуры поверхности, скорости прогрева шихты и выхода колошникового газа по 72 участкам поверхности равной пло­щади, разделенных 6 окружными секторами и 12 радиальными кольцами; фор­мирование и ведение базы данных исходной и расчетной информации; сво­бодное конфигурирование информации в различных окнах на цветном мони­торе; передачу информации в другие системы, в том числе и в заводскую сеть.

Комплекс «Геомет-800» обеспечил длительную стойкость бесконтакт­ного оборудования, оперативность, надежную регистрацию скорости и уров­ня нагрева слоя по сечению.

Опыт эксплуатации системы показал следующее. Осевая зона постоянно имеет повышенную температуру. В момент опускания подачи общий темпера­турный фон снижается и выходит на установившийся режим через 3-4 мин, после срабатывания подач центральная зона прогревается быстрее. Осевая зона не является симметричной, имеются надежные показания по динамике выноса пыли при изменениях сырьевого режима. Периферийная зона, неравномер­ность работы которой обычно предполагается как определяющий фактор ра­боты у стен и печи в целом, при низких температурах (100-120 °С) не имеет существенных отличий по разнице температур.

Система обладает новыми технологическими возможностями получения промышленных диагностических оценок и показаний динамики: распределен­ного и общего нагрева, продувов, радиальных распределений газа, перекосов в фильтрации газа. Она также позволяет на ранних стадиях идентифицировать повышение или понижение нагрева, осуществлять качественный контроль радиального и окружного распределений и компенсировать их отклонения от оптимального уровня, чтобы улучшить контроль за использованием тепловой и химической энергии газов. Контроль равномерности схода материалов по всему сечению позволяет предупредить обрывы, перекосы и тугой ход.

Система внедрена на доменной печи №3 АК «Тулачермет».

На состоявшемся в июне 2000 г. во Франции четвертом Европейском конгрессе по коксохимическому и аглодоменному производству сообщены сведения по новым средствам контроля и управления доменным процессом⁶. Так, в докладе специалистов фирмы Eko Stahl, Dango Dienenthal (Германия) и Московского государственного института стали и сплавов приводятся резуль­таты автоматической зондовой сканирующей системы на доменной печи № 5 завода в Айзенхюттенштадте. Система, разработанная специалистами МИСиС и ОАО «Северсталь» под руководством проф. В.А. Доброскока, дает возможность измерить конфигурацию и толщину железорудных материалов и кокса по р адиусу печи под уровнем засыпи. Использова­ние этой системы позволяет получать реаль­ное и точное изображение распределения материалов в печи в процессе их загрузки и оценивать результаты изменения режима загрузки в течение короткого времени.

В сочетании со стационарными тер­мозондами (балками) для измерения темпе­ратуры газов по диаметру печи над уровнем засыпи (рис. 11.13) зондовая сканирующая система дает возможность регулировать рас­пределение материалов по радиусу путем изменения режима работы бесконусного загрузочного устройства.

На рис. 11.14 и 11.15 показаны струк­тура столба шихтовых материалов в печи, полученная посредством зондовой сканиру­ющей системы, и кривые распределения температуры по диаметру колошника над уровнем засыпи, полученные с помощью специальных балок, для двух различных режимов загрузки шихтовых материалов на доменной печи № 5 завода Eko Stahl.

Французским научно исследовательским институтом черной металлур­гии (Institut des recherches siderurgiques - IRSID) разработан многоточечный вертикальный зонд, используемый для одновременного контроля температур по высоте печи в нескольких точках по радиусу от периферии до центра (рис. 11.16). Зонд установлен на доменной печи № 1 фирмы Sollac в Фос-сюр-Мер.

Разработанный Уральским институтом металлов и научно-производ­ственным объединением «Промприбор» радиолокационный измеритель уровня шихты в доменной печи (рис. 11.17) предназначен для бесконтактного беспре­рывного слежения за уровнем шихты в непрерывном технологическом про­цессе и выдаче информации в аналоговом или цифровом виде. Измеритель уровня шихты устанавливается на колошнике доменной печи и комплектуется одним, двумя или необходимым количеством радиолокаторов. Надежная за­щита излучателя и приемника радиоволн позволяет работать в условиях высо­ких давлений с агрессивными и нагретыми до высокой (600 °С) температуры материалами. Установка бесконтактного уровнемера позволяет также в непре­рывном режиме отображать профиль засыпи шихты.

Измерительная система радиолокационного уровнемера легко калибру­ется на любой вид засыпи, позволяя измерять уровень до 30 м от точки уста­новки, что очень упрощает контроль уровня шихты при выдувках доменных печей.