2.5 Управление ходом доменной печи при вдувании пут

При работе с высоким расходом ПУТ около 40% расходуемого в печи топлива вдувается через фурмы. Таким образом, важно контролировать количество ПУТ на тонну чугуна с такой же точностью, как и расход кокса. Для контроля расхода вдуваемого ПУТ непрерывно осуществляется взвешивание расходных бункеров системы вдувания ПУТ. Это может осуществляться за счет давления азота в расходных бункерах или с помощью шнековой дозирующей системы, либо дозирующей системы с поворотным клапаном. Чтобы рассчитать правильный расход угольной пыли (в кг/мин), необходимо знать производительность доменной печи по чугуну. Существует несколько способов расчета производительности доменной печи. Ее можно рассчитать на основе количества материала, загружаемого в печь. Оперативные поправки можно вносить, рассчитав расход кислорода на тонну чугуна по параметрам дутья в стабильный период работы печи, а затем рассчитав фактическую производительность печи по параметрам дутья. Расчетная модель может учитывать также систематические ошибки и/или необходимость в дополнительном количестве угольной пыли.

Потребность нижней части печи в тепловой энергии при использовании ПУТ – это отдельная тема. ПУТ, сгорая, дает не только восстановительные газы, но и существенно влияет на тепловой баланс в печи. Теплосодержания газа в заплечиках должно быть достаточно для расплавления шихты: термин «теплота плавления» определяется как теплота, необходимая для расплавления шихты. Потребность шихты в тепловой энергии определяется степенью ее предварительного восстановления, т.е тем количеством кислорода, которое все еще необходимо удалить из шихты после ее расплавления. Удаление этого кислорода в реакциях прямого восстановления потребует большого количества энергии. «Плавильная способность» газа определяется как тепло газа в заплечиках при температуре свыше 1400 ^оС. Плавильная способность газа зависит от:

- Количества фурменного газа на тонну чугуна, в особенности, когда используется ПУТ с высоким содержанием летучих веществ и газ в заплечиках содержит много Н₂

- Теоретической температурой горения

Теоретическая температура горения зависит от расхода вдуваемого ПУТ, марки используемого угля, температурой дутья, влажности дутья и обогащения дутья кислородом.

Из вышесказанного следует, что процент кислорода в дутье может использоваться для сбалансирования потребности в тепловой энергии в верхней и нижней частях печи. Этот баланс тепла зависит от конкретной ситуации. На него влияют, например, качество шихты и кокса, а также марка применяемого для вдувания угля. В отношении этого баланса существуют некоторые технические и технологические ограничения. Для более высоких расходов ПУТ требуется больше обогащать дутье кислородом. Существуют, однако, следующие ограничения:

- Низкая температура колошникового газа. Если температура колошникового газа становится слишком низкой, требуется много врмени для удаления влаги из шихты, и эффективная высота доменной печи сокращается.

- Высокая теоретическая температура горения. Если теоретическая температура горения становится слишком высокой, то сход шихты может стать неровным.

- Низкая теоретическая температура горения. Низкая теоретическая температура горения тормозит газификацию вдуваемого угля и расплавление железорудной части шихты.

- Технические ограничения, связанные с возможностью обогащения дутья кислородом и с наличием кислорода при обогащении дутья.

Следует обратить особое внимание на возможность и эффективность использования расхода вдуваемого ПУТ для повышения теплового состояния печи при ее пониженном нагреве. Увеличение расхода ПУТ снижает производительность печи примерно на 2,5% на каждые 10 кг дополнительного расхода ПУТ на тонну чугуна. Одновременно теоретическая температура горения уменьшается примерно на 32 ^оС. Таким образом, в зависимости от конкретной ситуации, «плавильная способность» газа в расчете на 1 на тонну чугуна может даже уменьшиться. Если теоретическая температура горения понизится с 2050 до 2018 ^оС, то «плавильная способность» газа снижается на 5% и производительность сокращается на 2,5%, что ведет к снижению теплоты плавления на тонну чугуна на 2,5%. Если в печи с пониженным нагревом газ обладает недостаточной «плавильной способностью», то увеличение расхода ПУТ может ухудшить ситуацию. В таком случае, необходимо повысить эффективность процесса путем снижения расхода дутья и производительности печи.