Современная технология доменной плавки

Современная технология доменной плавки ориентирована на получение чугуна заданного состава с минимальными энергозатратами и максимальной (заданной) производительностью печи. Технология выплавки чугуна определяется сырьевыми условиями, конструктивными особенностями доменной печи и оборудованием, обеспечивающим работу основных систем.

Все технологические операции регламентируются соответствующими технологическими инструкциями, которые учитывают как общие принципы, так и конкретные особенности доменных цехов.

Структура производства чугуна в доменном цехе упрощенно представлена на рис.1. Технологические процессы выплавки чугуна протекают в доменной печи. Для обеспечения технологии в цехе имеются основные системы.

Система приемки и складирования материалов состоит из рудного двора, оборудования для разгрузки материалов, грохочения дозирования шихты.

Система загрузки материалов служит для формирования столба шихтовых материалов, обладающего заданными свойствами. Состоит из системы транспортировки материалов и системы загрузки материалов на колошник доменной печи.

Система подготовки и подачи комбинированного дутья состоит из воздуходувки, воздухонагревателей, трубопроводов и фурменных приборов.

Система отработки продуктов плавки состоит из устройств для открытия и закрытия чугунной и шлаковой леток, желобов, емкостей для уборки продуктов плавки, установок грануляции шлака и разливки чугуна. Также в системе может быть установке внедоменной обработки чугуна.

Система отвода колошникового газа состоит из комплекса пылегазоочистки и дроссельной группы.

Оптимальная работа каждой из этих систем обеспечивает решение главной технологической задачи, а именно выплавки чугуна заданного состава при заданной производительности доменной печи и минимальном расходе энергии.

Доменная печь как управляемая технологическая система

Доменная печь

Система подготовки и подачи

комбинированного дутья

Система отвода колошникового газа

Z_x

U;V

Z _u;v

Z_u;v

Z_y

U; V

Информационная система

Система управления

U₀

V_o

Ц;А;О

Система загрузки железорудных материалов, кокса и флюсов

Y₀

S

Z_y

Система отработки продуктов плавки

U₀

П

П

У_пп

V ,U ,Y -отчетные данных о параметрах и показателях работы доменной печи; V-входные воздействия; U-управляющие воздействия; Y- выходные показатели процесса; S- параметры состояния; Z_х -неконтролируемые изменения внутренних характеристик процесса; Z _u;v -неконтролируемые изменения входных и управляющих воздействий; Z_y -потери чугуна со скрапом и шлаком, вынос колошниковой пыли; П- помехи (факторы искажающее информацию) Ц- целевая функция управления; А - алгоритм управления; О - ограничения.

Рис.1

Контроль хода технологического процесса осуществляется по показаниям КИП и (или) систем на базе цифровой вычислительной техники. Измеряются, регистрируются и отображаются следующие переменные:

• параметры комбинированного дутья и колошникового газа,

• перепады давления по высоте печи,

• распределение СО, СО₂ и Н₂ по радиусу печи,

• программа загрузки шихтовых материалов,

• химический состав компонентов загружаемой шихты,

• параметры схода материала,

• продолжительность выпусков, масса и химический состав продуктов плавки,

• параметры, характеризующие состояние оборудования.