Совершенствование технологии комбинированного окомкования, загрузки, зажигания и спекания агломерационной шихты 05. 16. 02 Металлургия черных, цветных и редких металлов

Вид материала

Содержание

Список научных работ опубликованных по теме диссертации

Подобный материал:

1 2 3

Глава 6. Исследование газодинамической работы агломашин АКМ-312

Задачами исследований являлись:

сравнение с помощью инженерной модели ВНИИМТ газодинамической работы агломашины № 3, спекающей шихту, подготовленную без грануляторов и переведенной на комбинированное окомкование агломашины № 4;
оценка с газодинамической точки зрения эффективности замены батарейных циклонов на электрофильтры;
оценка эффективности замены нагнетателей 12000-11-5 на высоконапорные 13000-11-1.

Графическое представление расчета на модели в базовом варианте (Н-1 нагнетатель 12000-11-1 и с его заменой на 13000-11-1) показано на рис. 9. На модели выполнили исследования для восьми вариантов модернизации агломашин АКМ-312, для шихты, окомкованной в барабанных окомкователях (группа 1) и комбинированным методом (группа 2): 1) базовый период; 2) установка электрофильтра взамен батарейных циклонов; 3) нагнетатель 13000-11-1 и батарейные циклоны; 4) нагнетатель 13000-11-1 и электрофильтр;

Рис. 9. Графическое представление результатов расчета газодинамической работы агломашины АКМ-312 при замене существующих параллельно установленных нагнетателей (Н1) на нагнетатели типа Д-13000-11-1 (Н2)

Результаты расчетов представлены в табл. 7. Как видно, для шихты группы 1 с высотой слоя 430 мм установка электрофильтров обеспечит рост производительности агломашины на 4 %.

Замена нагнетателей 12000 на 13000 при неизменной высоте слоя без замены батарейных циклонов позволит увеличить производительность агломашины на 7,4% или 265 тыс. т агломерата в год на 1 агломашину, а с их заменой– на 5,2%, с увеличенной до 500 мм высотой слоя. Увеличение высоты слоя необходимо не только для предотвращения снижения качества агломерата при интенсификации процесса спекания, но и для некоторого его улучшения.

Для группы 2 относительные величины по росту производительности агломашин примерно такие же, но совместная замена нагнетателей и электрофильтров позволит увеличить производительность агломашин уже на 7,3% при высоте слоя 520 мм, что гарантирует одновременное повышение прочности агломерата, снижение содержания в нем мелочи класса 5-0 мм и удельного расхода топлива (примерно на 3%).

Вместе с тем, заметно возрастает удельный расход электроэнергии, поэтому для применения таких нагнетателей необходимо дальнейшее повышение газопроницаемости слоя шихты.

Таблица 7

Результаты расчетов параметров работы агломашин при разных вариантах реконструкции

Параметр	Шихта, окомкованная в барабанных окомкователях (1)				Шихта, окомкованная комбинированным методом (2)
Варианты	1.1	1.2	1.3	1.4	2.1	2.2	2.3	2.4
Варианты	12000, базов.	12000, ЭФ	13000, БЦ	13000, ЭФ	12000, базов.	12000, ЭФ	13000, БЦ	13000, ЭФ
Высота слоя шихты, мм Скорость фильтрации воздуха через слой, м/с Перепад давления газа в слое спекаемой шихты, кПа Увеличение объема газа в слое Потери давления газа в колосниках, кПа Разрежение в вакуум-камерах, кПа Разрежение в коллекторе, кПа Температура газа перед нагнетателями, ^оС Потери давления газа в г/о устройстве, кПа Температура газа перед нагнетателями, ^оС Рабочий расход газа на нагнетателях, м³/с Разрежение перед нагнетателями, кПа КПД нагнетателей Потребляемая нагнетателями мощность, кВт Вертикальная скорость спекания, мм/мин Производительность агломашины по шихте, т/ч Производительность агломашины, т. агломерата/ч Удельный расход электроэнергии, кВтч/т % Подсосы воздуха, доли Удельная производительность агломашины, т/(м²•ч) Производительность агломашины, %	430 0,338 9,83 1,198 0,39 10,22 10,53 139 1,71 131 452 12,76 0,773 7610 21,6 810 459 16,58 100 0,541 1,471 100	430 0,351 10,47 1,198 0,42 10,90 11,25 139 0,43 131 467 12,22 0,758 7682 22,5 843 477 16,09 97,0 0,540 1,530 104,0	430 0,363 11,03 1,198 0,45 11,48 11,86 139 2,00 131 494 14,45 0,735 9908 23,2 870 493 20,10 121,2 0,540 1,580 107,4	500 0,355 12,41 1,198 0,44 12,85 13,23 135 0,48 127 499 14,34 0,732 9978 22,8 852 483 20,66 124,6 0,557 1,548 105,2	470 0,336 9,87 1,198 0,38 10,25 10,57 138 1,71 131 452 12,78 0,773 7615 21,6 807 457 16,65 100,4 0,542 1,466 100,0	470 0,350 10,51 1,198 0,42 10,93 11,28 139 0,43 131 466 12,26 0,759 7681 22,4 840 476 16,14 97,3 0,541 1,525 104,0	470 0,361 11,07 1,198 0,45 11,52 11,89 139 1,99 131 494 14,48 0,736 9912 23,2 867 491 20,17 121,7 0,541 1,575 107,5	520 0,361 12,22 1,198 0,45 12,67 13,07 136 0,49 128 502 14,18 0,730 9944 23,1 866 491 20,26 122,2 0,552 1,573 107,3

Заключение

В результате выполнения диссертационной работы дано научно-техническое обоснование и разработан ряд технических решений, направленных на совершенствование технологических операций агломерационного производства.

Получены следующие основные научно-технические результаты.

1. В качестве характеристики оценки внешнего уплотняющего гранулы воздействия и инструмента анализа процесса обоснован показатель, характеризуемый центробежной силой и включающий средний диаметр гранул, основные конструктивные и технологические характеристики вращающегося цилиндрического барабана.

2. Установлена возможность интенсификации агломерационной установки процесса за счет увеличения уплотняющего воздействия окомкователей на обрабатываемый в них поток шихты путем применения тарельчатых грануляторов. Получена модель для определения среднего диаметра гранул окомкованной шихты ОАО «НЛМК» в зависимости от параметров работы тарельчатого гранулятора и от влажности шихты.

3. Установлены причины и характер формирования неравномерности распределения шихты в загрузочной воронке. Обоснован новый режим работы челнокового распределителя, минимизирующий указанную неравномерность.

4. Уточнена и дополнена теория сушки агломерационной шихты.

5. Показано, что управление тепловым и газодинамическим режимом работы горна должно осуществляться путем стабилизации температуры поверхности слоя расходом газа и воздуха при поддержании атмосферного давления в горне. Необходимыми условиями для этого являются дросселирование вакуум-камер под горном, установка уплотнений между вакуум-камерами и уплотнение горна относительно паллет и слоя шихты. При этом, при увеличении скорости ленты и изменении температуры поверхности слоя, обусловленными повышением газопроницаемости шихты стабилизацию температуры следует осуществлять изменением расхода газа при сохранении соотношения газ:воздух, а при изменении температуры поверхности, обусловленном возмущениями по влажности шихты или расхода топлива – только расходом газа.

6. Установлена эффективность применения комбинированного способа окомкования шихты с газодинамической точки зрения.

7. Результаты работы по комбинированному окомкованию шихты, требованиям к режимам ее загрузки и зажигания, замене батарейных циклонов на электрофильтры и средненапорных нагнетателей на высоконапорные могут быть использованы в отрасли при модернизации и проектировании новых аглофабрик. В качестве меры борьбы с неравномерным распределением скорости спекания по ширине паллет так же может быть использован опыт АГП НЛМК по уширению бортов паллет при неизменной ширине колосникового поля, что обеспечило существенное улучшение показателей процесса спекания шихты.

8. На агломерационной машине АКМ-312 № 4 внедрена промышленная установка для комбинированного окомкования шихты, включающая, наряду с двумя барабанными окомкователями, 3 тарельчатых гранулятора, с помощью которой отработана технология комбинированного окомкования шихты. Удельная производительность агломерационной машины № 4 возросла на 5,0 %, улучшились металлургические свойства агломерата.

Годовой экономический эффект от применения грануляторов шихты составил около 25 млн. рублей.

Подтверждающий акт (копия) по внедрению новой технологии комбинированного окомкования на агломашине №4 и Расчёт показателей экономической эффективности приведены в приложении к диссертационной работе.

За внедрение и разработку способа загрузки агломерационной шихты и за совершенствование и внедрение технологии, техники и управления процессом агломерации диссертант в составе коллектива награжден: Дипломом лауреата международной выставки Металл-Экспо (2007 г.) и Золотой медалью лауреата международной выставки Металл-Экспо (2010 г.). Подтверждающие документы приведены в приложении к диссертации.

Список научных работ опубликованных по теме диссертации

Исаенко, Г.Е. Комбинированное окомкование агломерационной шихты в аппаратах барабанного типа и тарельчатых грануляторах [Текст] / Г.Е. Исаенко, А.Н. Сапрыкин, А.С. Кузнецов, В.П. Пузанов, Ю.А. Фролов // Сталь. –2009. – № 8. – С. 2–7.
Полоцкий, Л.И. Оптимизация режима работы челнокового распределителя узла загрузки шихты на агломерационную машину [Текст] / Л.И. Полоцкий, Ю.А. Фролов, Г. Е. Исаенко, А.Н. Сапрыкин // Т 28 Творческое наследие Б.И. Китаева: труды междунар. науч.-практ. конф. 11-14 февраля 2009 г. –Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2009. – С. 187-192
Греков, В.В. Пути повышения производительности агломашин и освоение производства различных видов агломерата [Текст] / В.В. Греков, А.К. Семенов, Г.Е. Исаенко, А.С. Кузнецов // Сталь. – 2005. – № 12. – С. 6-8.
Греков, В.В. Оценка влияния расхода твердого топлива на показатели процесса агломерации [Текст] / В.В. Греков, А.К. Семенов, Г.Е. Исаенко, В.И. Клейн, А.А. Кутузов // Сталь. – 2006. – № 6. – С. 36-39.
Фролов, Ю.А. Анализ процессов сушки, конденсации и газодинамики слоя в начальном периоде агломерации [Текст] / Ю. А. Фролов, В. В. Конопляник, Г.Е. Исаенко, А. Н. Сапрыкин, Г. Н. Дячок // Сталь. – 2008. – № 6. – С. 5-13.
Фролов, Ю.А. Исследование процесса агломерации с использованием информации новой АСУ ТП агломашины АКМ-312 [Текст] / Ю.А. Фролов, В.Н. Богатиков, Г.Е. Исаенко, О.А. Семенов, А.Н. Леликов, В.П. Зыков // Сталь. 2010. – № 5. – С. 24-29.
Фролов, Ю.А. Исследование влияния высоты слоя шихты на процесс агломерации [Текст] / Ю.А. Фролов, Г.Е. Исаенко, В.Н. Богатиков, Н.А. Титов, А.Н. Леликов, В.П. Зыков // Черная металлургия, Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2010. – № 10. – С. 45-49.
Коршиков, Г.В. Расчет параметров зажигания шихты при использовании нагретого воздуха от охладителей агломерата [Текст] / Г.В. Коршиков, В.Г. Михайлов, Г.Е. Исаенко // Современная металлургия начало нового тысячелетия: сб. науч. тр. Часть.1.– Липецк, ЛГТУ, 2008г. – С. 71-78.
Авдеенко, А.А. Методика расчета горения топлива и окислительно-восстановительных процессов при агломерации [Текст] / А.А. Авдеенко, Б.А. Боковиков, Г.Е. Исаенко, В.И. Клейн, Ю.Г. Ярошенко // Сталь. – 2002. –№ 4. – С. 34-36.
Исаенко, Г.Е. Исследования и разработка технологии комбинированного окомкования шихты на АГП ОАО «НЛМК» [Текст] / Г.Е. Исаенко, А.Н. Сапрыкин, А.С. Кузнецов, Е.А. Путилин, В.П. Пузанов // Современная металлургия начало нового тысячелетия: сб. науч. тр. Часть 1.– Липецк, ЛГТУ, 2008г. – С. 150-155.
Исаенко, Г.Е. Исследования газодинамического режима внешнего нагрева шихты на агломерационной машине площадью 312 м². [Текст] / Г.Е. Исаенко, О.А. Семенов, Ю.А. Фролов // Современная металлургия начало нового тысячелетия: сб. науч. тр. Часть 2.– Липецк, ЛГТУ, 2009г. – С. 23-29.
Патент 2 293 126. Российская Федерация, МПК С22 В 1/20. Способ спекания агломерационной шихты. / Греков В.В., Семенов А.К., Кузнецов А.С., Исаенко Г.Е.: заявитель и патентообладатель ОАО «НЛМК» - №2005112161/02, заявл. 22.04.2005 г.; опубл. 10.02.2007 г. Бюллетень №4.
Патент 2 398 896. Российская Федерация, МПК С22 В. 1/14. Способ загрузки шихты на агломерационную машину. /Фролов Ю.А., Полоцкий Л.И., Исаенко Г.Е.: заявитель и патентообладатель ОАО «Уральский институт металлов», ОАО «НЛМК» - №2008132167/02, заявл. 04.08.2008 г.; опубл. 10.09.2010 г. Бюллетень №25.

Blog

Содержание