Китаев Б. И, Ярошенко Ю. Г, Лазарев Б. Л. Теплообмен в доменной печи

Теплотехника доменного процесса китаев

Совершенствование режима загрузки доменных печей при плавке титаномагнетитов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.02, кандидат технических наук Пыхтеева, Ксения Борисовна

Оглавление диссертации кандидат технических наук Пыхтеева, Ксения Борисовна

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ (аналитический обзор)

1.1. Современные представления о требованиях к формированию столба шихты в доменной печи

1.2. Характеристики и особенности систем загрузки реконструированных доменных печей ОАО «НТМК

1.3. Современные представления о закономерностях движения сыпучих материалов

1.4. Особенности доменной плавки титаномагнетитов

1.5. Выводы и задачи исследований

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ПРОФИЛЯ ЗАСЫПИ В ПЕЧИ

2.1. Предэксплуатационные исследования по загрузке шихты на доменной печи №

2.2. Разработка математических моделей ссыпания шихты с лотка БЗУ

2.3. Оптимизация распределения рудной нагрузки в период освоения работы доменной печи №

2.4. Выводы по разделу

3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ШИХТЫ В БУНКЕРЕ БЗУ, ИСТЕЧЕНИЮ ИЗ НЕГО МАТЕРИАЛОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ СТРУКТУРЫ ШИХТЫ НА КОЛОШНИКЕ

3.1. Разработка математической модели формирования порций материалов в бункере БЗУ

3.2. Разработка математической модели по истечению материалов из бункера БЗУ

3.3. Разработка математической модели по определению структуры шихты на колошнике

3.4. Разработка программного обеспечения

3.5. Выводы по разделу 104 4. СТАБИЛИЗАЦИЯ СОСТАВА ПРОДУКТОВ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ТИТАНОМАГНЕТИТОВ ПРИ ЗАГРУЗКЕ ШИХТЫ БЗУ ЛОТКОВОГО ТИПА

4.1. Анализ причин неравномерности и разработка мероприятий по повышению стабильности состава продуктов плавки

4.2. Моделирование порядка загрузки компонентов шихты на стабильность химического состава продуктов доменной плавки

4.3. Промышленная реализация частичного смешивания шихты перед загрузкой в доменную печь

4.4. Промышленные испытания по определению влияния порядка загрузки известняка на стабильность состава продуктов плавки

4. 5. Выводы по разделу

5. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССОВ В ПЕРИФЕРИЙНОЙ ЗОНЕ ПЕЧИ 136 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ 144 СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Металлургия черных, цветных и редких металлов», 05.16.02 шифр ВАК

Рациональное использование коксового орешка на доменных печах с компактным БЗУ лоткового типа 2012 год, кандидат технических наук Харченко, Александр Сергеевич

Оптимизация параметров загрузки доменных печей с целью итенсификации плавки 1984 год, кандидат технических наук Терещенко, Николай Владимирович

Разработка и внедрение рациональных способов стабилизации окружного газораспределения с целью снижения расхода кокса при выплавке чугуна 1984 год, кандидат технических наук Ковалевский, Игорь Абрамович

Разработка и промышленное освоение технологии загрузки с циклическим изменением уровня засыпи 1984 год, кандидат технических наук Чернобривец, Борис Федосеевич

Интерактивная система энергоресурсосбережения при выплавке чугуна в доменных печах, оснащенных лотковым загрузочным устройством: научно обоснованные технологические решения 2020 год, доктор наук Харченко Александр Сергеевич

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование режима загрузки доменных печей при плавке титаномагнетитов»

Производство черных металлов в общей металлургии занимает особое положение и имеет свою специфику. Доля черных металлов составляет около 95 % от общего объема производства металлов. Структура спроса на сталь и другие сплавы железа претерпевает существенные изменения. Конкурентоспособность черных металлов в XXI в. будет определяться способностью этих материалов обеспечить прогресс в новых областях применения (создание новых источников энергии, освоение космического пространства и дна океана, биотехнологии, наукоемкие отрасли и пр.). Прогнозируется значительное усложнение условий работы металлоизделий, в частности, в экстремальных режимах, когда помимо сочетания разнообразных свойств, требуется также высокая надежность, безопасность использования и выполнение экологических требований. Это приводит к неуклонному росту требований к качеству продукции черной металлургии на всех этапах производства, которое необходимо обеспечить при одновременном решении задач по минимизации затрат и экологической безопасности [1].

Наиболее распространенным способом получения железа из руды является доменный процесс. Согласно [2-6], доменный процесс в 21 веке останется господствующей технологией получения первичного железа из природного рудного и техногенного сырья, а чугун — основным компонентом металлошихты в производстве стали.

Российская Федерация занимает в мире ведущее положение по объему выплавки чугуна (3 место после Китая и Японии). В то же время, технико-экономические показатели. работы доменных печей в среднем по России значительно уступают аналогичным европейским показателям, что свидетельствует о резервах в совершенствовании технологии: средняя удельная производительность доменных печей стран Западной Европы

3 ^ составила в 2008 г 2,07 т/м -сут, в России — 1,99 т/м -сут; суммарный расход топлива, соответственно — 484 и 522 кг/т чугуна, содержание кремния в чугуне — 0,42 % в среднем по европейским странам и 0,57 % по России [7]. И это несмотря на то, что на отечественных металлургических предприятиях, в т.ч. и в доменных цехах, повсеместно внедряется использование импортных оборудования, средств автоматизации и новационных подпроцессов.

Высокопроизводительная и экономичная работа доменной печи во многом определяется тем, как организовано движение и распределение газов и шихты в ее рабочем пространстве. Одним из основных факторов, влияющим на характер движения газов в печи, является распределение шихты на колошнике во время загрузки [8]. Этим, в свою очередь, объясняется стремление к совершенствованию конструкций загрузочных устройств доменной печи и расширение возможностей в их управлении.

В последние десятилетия реконструируемые и вновь строящиеся доменные печи оснащаются исключительно бесконусными загрузочными устройствами (БЗУ), главным образом, лоткового типа. Основное функциональное преимущество таких устройств заключается в возможности выгрузки порции шихты в заданную точку или область колошника, что, в конечном итоге, и позволяет создавать оптимальный профиль засыпи на колошнике [9, 10].

Но при этом иногда недооцениваются другие преимущества БЗУ. В частности, установка на некоторых доменных печах бесконусных загрузочных устройств, не принесло ожидаемых результатов и не окупило затраты на их приобретение [6].

Это связано с тем, что эффективность использования БЗУ определяется не столько новыми возможностями в распределении шихты по сечению колошника, сколько возможностями в повышении давления под колошником, а, следовательно, и давления дутья. Поэтому вопрос о замене типовых засыпных аппаратов на БЗУ должен неразрывно рассматриваться совместно с реконструкцией воздуходувного хозяйства и газоотводящего тракта. Вот тогда и появляются условия «догнать и обогнать» Европу по удельной производительности, поскольку увеличивается массовое количество кислорода, поступающего в печь, без увеличения объема горновых газов. Повышение давления в печи затрудняет восстановление кремния и других трудновосстановимых элементов, что снижает теплопотребность на данные процессы и расход углерода на химическое взаимодействие [11].

Для доменной плавки титаномагнетитов вопросы обеспечения стабильности процесса, в т.ч. состава продуктов плавки, являются особенно актуальными, поскольку связаны с необходимостью достижения наиболее полного извлечения ванадия в чугун и предотвращения (или минимизации) карбидообразования титана. В настоящее время комплексная переработка титаномагнетитового сырья с получением ванадийсодержащего чугуна и, в дальнейшем, ванадиевого шлака — сырья для извлечения ванадия, осуществляется в России на двух предприятиях НТМК и Чусовском металлургическом заводе. Состав доменной шихты сложен и включает неофлюсованные окатыши и высокоосновный агломерат Качканарского горно-обогатительного комбината, марганцевый агломерат, известняк, кокс. Многокомпонентность шихты и порядок (система) ее загрузки во многом определяют стабильность химического состава продуктов доменной плавки. Наличие бесконусных засыпных устройств (БЗУ) лоткового типа и конвейерной системы нижней загрузки на печах НТМК, выплавляющих ванадиевый чугун, вносит определенные особенности в возможности получения чугуна и шлака постоянного качества [12, 13, 119].

Эффективность же использования БЗУ для рационального распределения шихты, как отмечено в работе [14], в большей степени зависит от умения ими управлять. В этом плане имеются также далеко неисчерпанные ресурсы. При этом следует иметь в виду, что оптимизация загрузки с использованием БЗУ требует индивидуального подхода к конкретным технологическим условиям и для конкретной печи.

В настоящей работе исследованы возможности по совершенствованию загрузки шихты на доменных печах, оборудованных бесконусным загрузочным устройством лоткового типа, а также повышения стабильности состава продуктов доменной плавки титаномагнетитов за счет оптимизации параметров загрузки. Работа выполнялась с 2006 г, в котором была пущена в эксплуатацию доменная печь № 5 (ДП № 5) ОАО «Нижнетагильского металлургического комбината», оборудованная БЗУ фирмы «Пауль Вюрт». В связи с необходимостью скорейшего освоения управления данным аппаратом и возможностью осуществления предэксплуатационных исследований, основной акцент в работе сделан именно применительно к ДП № 5. В период шихтозаполнения выполнены необходимые замеры, которые позволили откорректировать математические модели по выгрузке материалов на колошник и выдать рекомендации по режиму работы БЗУ. Разработан математический алгоритм по формированию шихты в бункере БЗУ и истечению из него материалов. Разработан математический алгоритм по расчету распределения шихты по радиусу колошника и состава шихты по отдельным кольцам. Определены факторы, влияющие на стабильность V’ состава продуктов плавки. Установлен рациональный порядок загрузки флюсов в бункер БЗУ. Разработана методика по оценки влияния режимных параметров загрузки на состав и температуру газов в периферийной зоне. Разработаны мероприятия, по повышению эффективности доменной плавки титаномагнетитов с использованием БЗУ, в частности, по стабилизации процесса. Проведены промышленные апробации данных мероприятий.

Читайте также Общие сведения о технологическом процессе производства чугуна в доменном цеху

Актуальность работы. Преимущества бесконусных засыпных устройств (БЗУ) лоткового типа общеизвестны. Наибольшая эффективность использования БЗУ достигается при четком согласовании программы выгрузки шихты из бункеров с программой формирования порции в бункерах. Задача формирования порции в бункере БЗУ наиболее остро стоит при ограниченных возможностях системы подачи шихты с рудного двора на , реконструированных доменных печах. Это обусловлено необходимостью размещения бункеров на ограниченных площадях. Теоретический анализ, основанный на современной теории сыпучих сред, позволяет сформировать научный подход к решению конкретных задач. Эффективность решения этих задач во многом определяется достоверностью данных, которые могут быть получены только экспериментальным путем и адекватностью математических моделей, используемых в прогнозных расчетах.

Поэтому экспериментальные и теоретические исследования закономерностей формирования столба шихтовых материалов в доменной печи, направленные на разработку технических решений, обеспечивающих целенаправленное формирование столба шихтовых материалов в доменной печи, являются актуальными задачами, имеющими практическое значение.

Цель работы. Основная цель диссертационного исследования состояла в совершенствовании математических моделей формирования столба шихтовых материалов на основе экспериментальных исследований и теоретического анализа процессов движения сыпучих сред и разработке рекомендаций по совершенствованию загрузки шихты на доменных печах, оборудованных бесконусным загрузочным устройством.

Достижение поставленной цели потребовало:

— проведения экспериментальных исследований траекторий выгрузки на колошник шихтовых материалов;

— уточнения математических моделей и разработки программного обеспечения для прогнозной оценки распределения компонентов шихты на поверхности засыпи;

— выявления факторов, влияющих на колебания состава продуктов плавки;

— организации и проведения промышленных испытаний разработанных мероприятий.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

1. Получены новые данные о характере ссыпания шихты с лотка БЗУ и формирования профиля засыпи в печи. Уточнены значения углов откоса и коэффициентов внутреннего трения при укладке материалов на колошнике.

2. Установлено, что формой профиля гребня является трапеция. Для расчета параметров трапеции разработана математическая модель.

3. Развиты представления о факторах, определяющих колебания состава продуктов плавки.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

1. Разработаны, опробованы и частично внедрены научно обоснованные рекомендации по загрузке шихты в доменные печи, которые базируются на использовании уточненных математических моделей и результатах промышленных исследований.

2. Разработанные математические модели могут использоваться как при выборе программы загрузки многокомпонентной шихты, так и при выборе реконструктивных мероприятий.

Внедренный комплекс рекомендаций и мероприятий по совершенствованию загрузки шихты на доменных печах, оборудованных бесконусным загрузочным устройством, обеспечил снижение доли некондиционного чугуна по содержанию серы на 1,4 % (абс.) и увеличение коэффициента извлечения ванадия на 1,12 % (абс.).

Достоверность полученных результатов основывается на использовании современных методик исследования и подтверждена опытно-промышленными испытаниями на работающих доменных печах.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на международном конгрессе доменщиков «Доменное производство — XXI век» (г. Москва, 2010 г), на международной научно-практической конференции «Творческое наследие Б.И. Китаева» (г. Екатеринбург, 2009 г), на международной научно-практической конференции «Повышение качества образования и научных исследований» в рамках VII 1

Сатпаевских чтений (г. Экибастуз, 2008 г), на 38-ой и 39-ой международных научно-технических конференциях молодых специалистов ОАО «НТМК» (г. Н. Тагил, 2006 и 2007 гг), на XIV отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (г. Екатеринбург, 2008 г), на региональных научно-технических конференциях «Наука — Образование — Производство»: опыт и перспективы развития (г. Нижний Тагил, 2009 и 2011 гг), на региональных научно-практических конференциях студентов и аспирантов «Молодежь и наука» (г. Нижний Тагил, 2007, 2009 и 2010 гг).

Публикации. Основное содержание работы отражено в 20 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы из 122 наименований; изложена на 158 стр. машинописного текста, включая 76 рисунков и 23 таблицы.

Похожие диссертационные работы по специальности «Металлургия черных, цветных и редких металлов», 05.16.02 шифр ВАК

Совершенствование контроля газодинамических условий доменной плавки с целью её интенсификации 1985 год, кандидат технических наук Савчук, Николай Адамович

Разработка способов распределения шихты на колошнике доменной печи стационарным распределителем с целью снижения энергозатрат 1985 год, кандидат технических наук Овчаренко, Юрий Николаевич

Научное и технологическое обоснование эффективного использования некондиционного агломерата в доменных печах 2021 год, кандидат наук Харченко Елена Олеговна

Исследование распределения газового потока в доменной печи большого объема и разработка алгоритма управления его радиальным распределением 2006 год, кандидат технических наук Титов, Владимир Николаевич

Метод и алгоритмы контроля работы доменной печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты 2019 год, кандидат наук Лаврухин Андрей Игоревич

Заключение диссертации по теме «Металлургия черных, цветных и редких металлов», Пыхтеева, Ксения Борисовна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ

1. В результате экспериментального изучения траекторий движения шихты адаптирована модель, позволяющая прогнозировать укладку материала на колошнике доменных печей, оборудованных бесконусным загрузочным устройством.

2. Установлено, что одной из причин колебаний химического состава продуктов плавки является неравномерность распределения компонентов железорудных материалов и флюсов по сечению колошника.

3. Научно обоснован, разработан и внедрен комплекс рекомендаций по совершенствованию загрузки шихты на доменных печах, оборудованных бесконусным загрузочным устройством, что обеспечило снижение доли некондиционного чугуна по содержанию серы с 3,4 до 2 % (абсолютных) и увеличение коэффициента извлечения ванадия с 81,74 до 82,86 % (абсолютных).

4. Показано, что обеспечение стабильного гарниссажа в районе заплечиков печи может быть достигнуто путем управления рудной нагрузкой в периферийной зоне печи. Предложена математическая модель для реализации такого управления.

5. Результаты диссертационного исследования могут использоваться, как для совершенствования технологии выплавки чугуна на доменных печах, так и служить основой при принятии реконструктивных и проектных решений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Пыхтеева, Ксения Борисовна, 2011 год

1. Вышегородский, Д. Перспективы развития черной металлургии России. Текст. / Д. Вышегородский // Уральский рынок металлов. -2004.-№ Ю.-С. 18-21.

2. Шпарбер, Л. Я. Металлургия железа и чугуна. Справ, изд. В 2-х книгах. Книга 2-я. Состояние. Перспективы. Текст. / Л. Я. Шпарбер. -Тула : АССОД, 1996. 368 с.

3. Материалы 5-го Международного конгресса по теории и технологии производства чугуна (Шанхай, Китай, 2009 г.). Текст. / The 5th International Congress on the Science and Technology of Ironmaking. October 20 -22, 2009. Shanghai, China. Proceedings.

4. Доменное производство XXI век. Труды международного конгресса доменщиков. Текст. / М.: ООО «Издательский дом «Кодекс»», 2010. -536 с.

5. Курунов, И. Ф. Состояние и развитие доменного производства Китая, Японии, Северной Америки, Западной Европы и России. Текст. / И. Ф.

6. Курунов // Бюллетень Черметинформация «Черная металлургия». 2010. № з. С. 32-49.

7. Плискаковский, С. Г. Оборудование и эксплуатация доменных печей. Текст. / С. Г. Плискаковский, Днепропетровск: Пороги, 2004. — 495 с.

8. Металлургия чугуна : учебник для вузов / под ред. Ю. С. Юсфина. -Изд. 3-е, перераб. и доп. М. : ИКЦ Академкнига, 2004. — 774 с.

9. Ю.Большаков В. И., Товаровский И. Г., Шутылев Ф. М. Оценка эффективности применения загрузочных устройств на доменных печах // Сталь. 2005. № 7. с. 17 20.

10. Пыхтеева, К.Б. Об эффективности использования БЗУ. Текст. / К. Б. Пыхтеева, И. Ю. Кенич, В. И. Куянов // «Молодежь и наука»: материалы региональной научно-практической конференции студентов и аспирантов НТИ (ф) УГТУ-УПИ, Нижний Тагил, 2010 г. С. 93-95.

11. Технологическая инструкция «Производство чугуна на доменных печах с бесконусным засыпным устройством», ТИ 102 Д — 132 — 2007, ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат», г. Н-Тагил, 2007.

12. Большаков В. И., Товаровский И. Г., Шутылев Ф. М. Особенности применения различных загрузочных устройств на современных доменных печах // Черная металлургия : Бюл. ин-та «Черметинформация». 2007. № 9. С. 24 32.

13. Дмитриев, А. Н. Основы теории и технологии доменной плавки. Текст. / А. Н. Дмитриев, Н. С. Шумаков, Л. И. Леонтьев, О. П. Онорин. Екатеринбург : УрО РАН, 2005. — 545 с.

14. Тарасов, В. П. Теория и технология доменной плавки. Текст. / В. П. Тарасов, П. В. Тарасов. М. : Интермет Инжиниринг, 2007. — 384 с.

15. Тарасов, В. П. Газодинамика доменного процесса. Текст. / В. П. Тарасов. М. : Металлургия, 1990. — 216 с.

16. Доменное производство: Справочное издание. В 2-х т. Т. 1. Подготовка руд и доменный процесс / Под редакцией Вегмана Е.Ф. -М.: Металлургия, 1989. 486 с.

17. Павлов, М. А. Металлургия чугуна. Ч. 2. М. : Металлургиздат, 1949.- 628 с.

18. Вегман, Е. Ф. Краткий справочник доменщика. Текст. / Е. Ф. Вегман.- М.: Металлургия, 1981. 240 с.

19. Большаков, В. И. Совершенствование способов загрузки доменных печей в СССР и за рубежом. Текст. / В. И. Большаков, В. Л. Покрышкин, Ф. М. Шутылев. М. : Черметинформация, 1983. — Вып. 2.-32 с.

20. Большаков, В. И. Теория и практика загрузки доменных печей. Текст. / В. И. Большаков. М.: Металлургия, 1990. — 256 с.

21. Готлиб, А. Д. Доменный процесс. Текст. / А. Д. Готлиб. М. : Металлургия, 1966. — 504 с.

22. Стефанович, М. А. Анализ хода доменного процесса. Текст. / М. А. Стефанович. М. : Металлургиздат, 1960. — 286 с.

23. Онорин, О. П. Примеры и задачи по технологии доменной плавки. Текст. / О.П. Онорин, Л. И. Каплун, И. А. Сергиенко, Ю. А. Леконцев- Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2008. 79 с.

24. Онорин, О. П. Компьютерные методы моделирования доменного процесса. Текст. / О.П. Онорин, Н. А. Спирин, В. Л. Терентьев, Л. Ю. Гилева, В. Ю. Рыболовлев, И. Е. Косаченко, В. В. Лавров, А. В. Терентьев. Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2005. — 301 с.

25. Товаровский, И. Г. О пределах форсировки доменной плавки. Текст. / И. Г. Товаровский, М. А. Суконник, Р. Д. Каменев и др. // Металлург. 1964. — № 5. — С. 5-9.

26. Китаев, Б. И. Теплообмен в шахтных печах. Текст. / Б. И.Китаев, Ю. Г. Ярошенко, В. Д. Сучков. Свердловск — Москва : Металлургиздат, 1957.-280 с.

27. Китаев, Б. И. Теплообмен в доменной печи. Текст. / Б. И. Китаев, Ю. Г. Ярошенко, Б. Д. Лазарев М.: Металлургия, 1966. — 355 с.

28. Китаев, Б. И. Теплотехника доменного процесса. Текст. / Б. И. Китаев, Ю. Г. Ярошенко, Е. Л. Суханов, Ю. Н. Овчинников, В. С. Швыдкий. М.: Металлургия, 1978. — 248 с.

29. Китаев, Б. И. Управление доменным процессом. Текст. / Б. И. Китаев. Свердловск: Изд-во УПИ им. С. М. Кирова, 1984. — 96 с.

30. Целиков, А. И. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т. 1. Текст. / А. И. Целиков, В. М. Гребеник, И. М. Елинсон и др. М.: Металлургия, 1987. — 440 с.

31. Большаков, В. И. Управление загрузкой и распределением шихты на колошнике и эффективность доменной плавки. Текст. / В. И. Большаков // Познание процессов доменной плавки. Днепропетровск : Пороги, 2006.-С. 87-109.

Читайте также Доменная печь: устройство и принцип работы

32. Грузинов, В. К. Управление газовым потоком в доменной печи программной загрузкой. Текст. / В. К. Грузинов. Свердловск : Металлургиздат, 1960. — 216 с.

33. Сторожик, Д. А. Изготовление и эксплуатация загрузочных устройств доменной печи. Текст. / Д. А. Сторожик, М. А. Тылкин, В. М. Гребеник М.: Металлургия, 1973. — 320 с.

34. Ковшов, В. Н. Исследование радиального распределения шихты на модели доменной печи, оборудованной подвижными элементами. Текст. / В. Н. Ковшов, В. Г. Чистяков, Д. А. Сторожик и др. // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1979. — № 8. — С. 144 — 147.

35. Доменное производство «Криворожстали».: Монография / Под ред. чл.-корр. HAH Украины В.И. Большакова. Дн-ск: «Криворожсталь» -ИЧМ, 2004.-378 с.

36. Тарасов, В. П. Газодинамические параметры и показатели работы печей при загрузке шихты типовым конусным и бесконусным загрузочными устройствами. Текст. / В. П. Тарасов, П. В. Тарасов, Л. В. Быков. // Сталь. 2005. — № 1. С. 6 — 10.

37. Тарасов, В. П. К вопросу эффективности работы доменных печей, оборудованных конусными и бесконусными загрузочными устройствами. Текст. / В. П. Тарасов, П. В. Тарасов, JI. В. Быков. // Бюллетень Черметинформация. 2007. — № 3. С. 11-15.

38. Большаков, В. И. Технология высокоэффективной энергосберегающей доменной плавки. Текст. / В. И. Большаков. -Киев : Наукова думка, 2007. 410 с.

39. Модернизация оборудования системы загрузки доменной печи № 6 Новолипецкого металлургического завода. / Н. С. Антипов, Н. С. Мячин, Ю. И. Хрипко и др. / Бюл. НТЭИ «Черная металлургия», 1983, вып. 19 (951).-С. 44-45.

40. Пыхтеева, К. Б. Сравнение комплексов загрузки модернизированных доменных печей ОАО «НТМК». Текст. / К. Б. Пыхтеева, А. В. Чернова // Материалы региональной научно-практической конференции: Молодежь и наука, Нижний Тагил, 2007. С. 79 — 81.

41. Семчин, В. В. Реконструкция доменной печи № 5 Нижнетагильского металлургического комбината. Текст. / В. В. Семчин, С. В. Филатов, В. А. Ходонецких // Сталь. 2005. — № 6. С. 58 — 61.

42. Немчовски, П. Опыт эксплуатации доменных печей с бесконусными загрузочными устройствами. Текст. / П. Немчовски // Металлург. — 2006. № 7. С. 47- 51.

43. Малахов, Г. М. Выпуск руды из обрушенных блоков. Текст. / Г. М. Малахов М.: Металлургиздат, 1952. — 287 с.

44. Куликов, В. В. Совместная и повторная разработка рудных месторождений. Текст. / В. В. Куликов М.: Недра, 1972. — 326 с.

45. Балхавдаров, X. А. Движение и истечение руды при выпуске. Текст. / X. А. Балхавдаров Л.: Наука, 1975. — 108 с.

46. Квапил, Р. Движение сыпучих материалов в бункерах. Текст. / Р. Квапил М.: Госгортехиздат, 1961. — 79 с.

47. Дженикс, Э. Складирование и выпуск сыпучих материалов. Текст. / Э. Дженикс М. : Мир, 1968. — 163 с.

48. Когут, В. Б. К установлению основных параметров фигуры выпуска. Текст. / В. Б. Когут // Подземная разработка месторождений полезных ископаемых Казахстана.: Тр. ИГД Каз ССР. Алма-Ата. — 1965. — т. XIX.-С. 18-32.

49. Фиал ков, Б. С. Кинетика движения и характер горения кокса в доменной печи. Текст. / Б. С. Фиалков, В. Т. Плицын М. : Металлургия, 1971.-288 с.

50. Фиалков, Б. С. Управление истечением сыпучих материалов. Текст. / Б. С. Фиалков, В. Т. Плицын, Е. В. Максимов Алма-Ата: Наука, 1981. — 148 с.

51. Фиалков, Б. С. О скорости выхода сыпучего материала из отверстий и форме зоны разрыхления. Текст. / Б. С. Фиалков, В. К. Грузинов // Изв. ВУЗов. Горный журнал. 1961. — № 2. — С. 9 — 20.

52. Чабдарова, Ю. И. О выпуске руды из обрушенных блоков. Текст. / Ю. И. Чабдарова // Изв. АН Каз. ССР, серия Горное дело. 1958. — вып. 1(8).-С. 64-66.

53. Плахин, В. К. О механизме истечения сыпучей среды из отверстия и форме зоны разрыхления. Текст. / В. К. Плахин // Изв. ВУЗов. Горный журнал. 1965. -№ 5. — С. 73 — 76.

54. Терехов, И. П. Формы разрыхления и истечения сыпучих тел при выпуске через плоское отверстие. Текст. / И. П. Терехов // Сб. научн. тр. НИГРИ. 1962. — № 9. — С. 54 — 57.

55. Зенков, Р. Л. Механика насыпных грузов. Текст. / Р. Л. Зенков М.: Машиностроение. — 1964. — 251 с.

56. Максимов, Е. В. Термохимическая обработка сыпучих материалов. Текст. / Е. В. Максимов, Б. С. Фиалков Алма-Ата: Наука, 1986. — 176 с.

57. Видинеев, Ю. Д. Дозаторы непрерывного действия. Текст. / Ю. Д. Видинеев М.: Энергия, 1978. — 184 с.

58. Борисов, Ю. И. Влияние газового противотока на механизм движения шихты в металлургических агрегатах. Текст. / Ю. И. Борисов, Л. 3. Ходак // В кн. : Процессы восстановления и плавления железа. М. : Наука, 1965.-С. 145-149.

59. Лурье, 3. С. Бункерные устройства углеобогатительных фабрик. Текст. / 3. С. Лурье. М. : Наука, 1972. 208 с.

60. Цубанов, А. Г. О влиянии перепада давления на протекание сыпучего материала по вертикальному каналу. Текст. / А. Г. Цубанов // Инж.-физ. Журн., 1969, т: 17. — № 2. — С. 254-260.

61. Давидсон, В. Е. О влиянии фильтрации газа на расход сыпучего вещества из бункера. Текст. / В. Е. Давидсон, А. П. Толстопят, Н. П. Федорин // Инж.-физ. Журн., 1971, т. 20. — № 5. — С. 827-831.

62. Чукин, В. В. Критическая скорость газа в слое. Текст. / В. В. Чукин, Р. Ф. Кузнецов В кн.: Теплотехника подготовки металлургического сырья. М. : Металлургия, 1969, — сб. № 16. — С. 22-27.

63. Максимов, Е. В. Истечение сыпучего материала с учетом воздействия газового потока. Текст. / Е. В. Максимов, Б. С. Фиалков, В. Т. Плицин // Известия вузов. Черная металлургия, 1980, № 12. — С. 38-41.

64. Резниченко, В. А. Титаномагнетиты. Месторождения, металлургия, химическая технология. Текст. / В. А. Резниченко, Л. И. Шабалин. -М. -.Наука, 1986.-294 с.

65. Смирнов, Л. А. Металлургическая переработка ванадийсодержащих титаномагнетитов. Текст. / Л. А. Смирнов, Ю. А. Дерябин, С. В. Шаврин. Челябинск : Металлургия, 1990. — 256 с.

66. Леонтьев, Л. И. Пирометаллургическая переработка комплексных руд. Текст. / Л. И. Леонтьев, Н. А. Ватолин, С. В. Шаврин, Н. С. Шумаков // М. : Металлургия, 1997. 432 с.

67. Новиков, В. С. Выплавка ванадиевого чугуна в доменных печах большого объема. Текст. / В. С. Новиков, С. В. Шаврин, А. А. Фофанов // Производство легированных чугунов и сталей : Научные труды УралНИИЧМ. Свердловск, 1982. — С. 5 — 17.

68. Захаров, И. Н. Межфазные напряжения продуктов доменной плавки титаномагнетитов и потери металла в шлаке. Текст. / И. Н. Захаров, С. В. Шаврин, Б. В. Ипатов // Известия АН СССР. Металлы. 1967. -№1. — С. 24-30.

69. Волков, В. В. Опыт переработки титаномагнетитов в доменных печах. Текст. / В. В. Волков, В. В. Филиппов, Г. Г. Гаврилюк // Сталь. 2000. -№11.-С. 24-28.

70. Гаврилюк, Г. Г. Доменная плавка титаномагнетитов. Текст. / Г. Г. Гаврилюк, Ю. А. Леконцев, С. Д. Абрамов // Тула : АССОД, 1997. 216 с.

71. Носов, С. К. Проблемы доменной плавки титаномагнетитов и пути их решения. / С. К. Носов, В. В. Филиппов, С. В. Шаврин // Сталь. 2003. — № 6. — С. 6-9.

72. Тлеугабулов, Б. С. Совершенствование шлакового режима доменной плавки за счет использования добавок : дис. . канд. техн. наук. Текст. / Б. С. Тлеугабулов. Екатеринбург : УПИ, 2010. 162 с.

73. Тарасов, В. П. Загрузочные устройства шахтных печей. Текст. / В. П. Тарасов. М. : Металлургия, 1974. — 312 с.

74. Авдеев, В. А. Современные загрузочные устройства доменных печей. Текст. / В.А. Авдеев, О. И. Шайнович, Е. И. Ясаков и др. М. : Металлургия, 1994. — 64 с.

75. Тарасов, В. П. К вопросу радиального распределения материалов и газов в доменной печи. Текст. / В. П. Тарасов. // Сталь. 2003. — №6. -С. 31-35.

76. Пыхтеева, К. Б. Методика оценки влияния параметров загрузки и газового потока при выплавке ванадиевого чугуна. Текст. / К. Б. Пыхтеева // Материалы 39-ой международной научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «НТМК», г. Н. Тагил. 2007 г.

77. Суворов, M. Н. Оборудование и технологии Paul Wurth путь к снижению себестоимости чугуна. Текст. / M. Н. Суворов. // Металлург. — 2009. — № 8. — С. 27-31.

78. Большаков, В. И. Исследование теоретических основ распределения шихтовых материалов в доменной печи. Текст. / В. И. Большаков, Н. А. Гладков, С.Т. Шулико, Ф.М. Шутылев // Сталь. 2002. — № 12. — С. 9 — 24.

79. Бабарыкин, H. Н. Свойства шихтовых материалов и их распределение на колошнике доменной печи: Курс лекций. Текст. / H.H. Бабарыкин. Магнитогорск : МГМИ, 1994. — 46 с.

80. Бугаев, К. М. Распределение газов в доменных печах. Текст. / К. М. Бугаев. М.: Металлургия, 1974. — 176 с.

81. Волков, Ю. А. Технолог-доменщик. Справочник. Текст. / Ю. А. Волков, М. Я. Шпарбер, А. К. Гусаров. М.: Металлургия, 1986. — 261 с.

82. Захаров, А. И. Анализ доменного процесса в условиях выплавки малокремнистых ванадиевых чугунов. Текст. / А. И. Захаров, В. С. Рудин, В. В. Филиппов, С. В. Шаврин Сталь. — 2004. — №4. — С. 14-16.

83. Носов, С. К. Марганец важный элемент технологии при переработке титаномагнетитов по металлургической схеме. Текст. / С. К. Носов, JI. И. Леонтьев, В. И. Ильин, В. В. Филиппов, С. В. Шаврин // Сталь. -2003.-№3.-С. 14-18.

84. Абрамов, С. Д. Перспективы доменной плавки высокотитанистых ванадийсодержащих руд. Текст. / С. Д. Абрамов, Л. Ф. Алексеев, А. А. Каменских, А. В. Ченцов, Ю. А. Чесноков, С. В. Шаврин // Черные металлы. 1997. -№ 10. — С. 10-12.

85. Чесноков, Ю.А. Контролируемые параметры распределения материалов на колошнике как элемент моделирования доменногопроцесса. Текст. / Ю. А. Чесноков, А. В. Ченцов, С. В. Шаврин // Изв. вуз. Черная металлургия. 2003. — № 7. — С. 74-75.

86. Ченцов, А. В. Контролируемые параметры системы загрузки и элементы моделирования доменного процесса. Текст. / А. В. Ченцов, Ю. А. Чесноков, С. В. Шаврин // Изв. вуз. Черная металлургия. 2006. -№7.-С. 22-24.

87. Калинин, А. П. Стабилизация теплового состояния доменной печи за счет совершенствования режима загрузки: дис. . канд. техн. наук. Текст. / А. П. Калинин. Свердловск : УПИ. — 1988. — 133 с.

88. Фиалко, М. Г. Параметры процесса разгрузки бункеров обогатительных фабрик. Текст. / М. Г. Фиалко // Изв. вузов. Горный журнал. 1983. № 6. — С. 122 — 124.

89. Крупенин, Б. Ф. Станция испытания сырья для Череповецкого завода. Текст. / Б. Ф. Крупенин, П. И. Мертвецов // Металлург. 1980. -№2.-С. 16.

Читайте также Доменный процесс

90. Ковшов, В. Н. Исследование порозности многокомпонентных шихт Текст. / В. Н. Ковшов, А. И. Палаганов, В. Г. Остяков и др. // Металлургия и коксохимия. 1977. — вып. 53. — С. 34-37.

91. Петров, Б. Н. Избранные труды. Текст. / Б. Н. Петров. М: Наука. 1983. — Т.1. Теория автоматического управления. — 432 с.

92. Математический энциклопедический словарь. / под ред. Ю. В. Прохорова. М. : Сов. Энциклопедия, 1988. — 847 с.

93. Коробов, В. И. Статистические исследования доменного процесса. Текст. / В. И. Коробов М.: Металлургия. — 1977. — 184 с.

94. Лукомский, Я. И. Теория корреляции и ее применение к анализу производства. Текст. / Я. И. Лукомский-М.: Госстатиздат 1961. -374 с.

95. Пыхтеева, К. Б. Оптимизация загрузки многокомпонентной шихты с использованием БЗУ. Текст. / К. Б. Пыхтеева, С. А. Загайнов, С. В. Филатов, В. В. Филиппов, Б. С. Тлеугабулов // Сталь. №4. -2010 г.-С. 23-24.

96. Лялгок, В. П. Современные проблемы технологии доменной плавки. Текст. / Лялюк В.П. Днепропетровск.: Пороги. — 1999. — 164 с.

97. Патент РФ на полезную модель № 69068. Комплекс для выплавки чугуна из титансодержащих агломерата и окатышей / Д. JI. Журавлев, С. А. Загайнов, А. В. Кушнарев и др., Бюл. № 10. 2007.

98. Pykhteeva К.В., Tleugabulov В.S., Zagainov S.A., Filippov V.V., Nikolaev F.P., Belov V.V. Stabilizing the composition of blast-furnace products from titanomagnetites with a nonconical loading trough. Steel in Translation. 2009. T. 39. № 1. C. 45-49.

99. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Текст. / В.Е. Гмурман М.: Высшая школа, 2001. — 212 с.

100. Кобзарь, А. И. Прикладная математическая статистика. Текст. / А. И. Кобзарь М.: Физматлит, 2006. — 816 с.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Digital Science & Education LP (Company number LP022131), 85 Great Portland Street, First Floor, London, United Kingdom, W1W 7LT

Теплотехника доменного процесса китаев

Тлек Жуанышев запись закреплена

Инженерный Журнал | Engineering Magazine

Подборка полезной литературы ко дню Металлурга

Теплотехника доменного процесса

Авторы: Китаев Б.И., Ярошенко Ю.Г. и др.

Описание: Книга посвящена той части теории доменного процесса, которую в наше время называют теплофизикой. Рассмотрены закономерности теплообмена в стационарных и нестационарных условиях для движущегося слоя восстановительных процессов и гидродинамических явлений в противотоке и, в частности, в условиях доменной печи. Приведены результаты экспериментальных исследований теплообмена как в лабораторных условиях, так и в действующих доменных печах. Описаны условия применения высоконагретого дутья, инжекции или комбинированного дутья, методы его расчета, оценки теплового состояния доменной печи и управления им.

Теория и технология доменного процесса

Автор: Бабарыкин Н.Н.

Описание: В авторский курс лекций Бабарыкина Н.Н. включены материалы, посвященные теории и технологии доменного процесса. Представлены описания механических, химических и тепловых явлений современной доменной плавки. Приведены результаты многолетних исследований доменных печей Магнитогорского металлургического комбината.

Справочник рабочего доменного цеха

Авторы: Даныиин В.В., Черноусов П.И.

Описание: В книге освещены основы доменного производства. Особое внимание уделено вопросам организации работы персонала доменной печи при различных режимах доменной плавки, на литейном дворе, в сырьевом хозяйстве, при обслуживании системы охлаждения печи и воздухонагревателей. Рассмотрены влияние различных факторов на интенсивность доменной плавки, регулирование нормального хода печи и ликвидация неполадок.

Практика доменного производства

Авторы: Чернобривец Б.Ф., Капорулин В.В., Завидонский В.А.

Описание: В книге отражены новейшие достижения в области доменного производства с использованием в шихтв повышенной доли окатышей, увеличением концентрации кислорода в дутье. Разработаны новые приемы распределения материалов в доменных печах: режимы загрузки с переменным уровнем засыпи и переменной рудной нагрузкой, системы с управляемой окружной неравномерностью и размещение различных компонентов шихты по радиусу. Описан способ контроля и управления гарнисажем печи.

Моделирование электромагнитных процессов в электродуговых печах постоянного тока

Автор: Ячиков И.М.

Описание: Рассмотрено современное состояние выплавки стали в дуговых электропечах постоянного тока. Приведен анализ существующих способов перемешивания расплава в жидкой ванне и описана технология электромагнитного перемешивания металла в ванне с асимметричным расположением подовых электродов. Дана математическая модель распределения электрических потенциалов, тока и напряженности электрического и магнитного поля в расплаве для ДППТ с одним осевым катодом и одним или двумя подовыми электродами. Рассмотрены случаи одного осесимметричного электрода или нескольких смещенных относительно оси ванны и находящихся на различном расстоянии от нее. Приведен анализ возникающих объемных сил под действием электромагнитных полей в ванне и их роль для перемешивания расплава.

Марочник сталей и сплавов

Автор: Шишков М.М.

Описание: Справочник содержит данные сопоставимых стандартных аналогичных марок стали 25 ведущих промышленных стран. Описывает свыше 250 марок сталей и сплавов черных металлов стран СНГ. Для каждой марки указаны назначения, виды поставок, химический состав, технологические и физические свойства, а также аналоги разных стран мира.

Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа

Авторы: Курунов И.Ф., Савчук Н.А.

Описание: Книга содержит краткую историческую справку и мотивацию разработки процессов бездоменной металлургии железа. Рассмотрены виды получаемой продукции, ее характеристики, область и особенности ее использования. Анализируется современное состояние всех промышленных и разрабатываемых новейших процессов производства губчатого железа и бездоменного чугуна. Описаны требования к сырью и топливу, физико-химические основы технологии и устройство агрегатов. Приведены технико-экономические, энергетические и экологические показатели основных процессов.

Авторы: Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф.

Описание: Учебник посвящен бездоменной технологии производства черных металлов из природного и техногенного сырья. Он создан на основе многолетнего опыта преподавания специальных учебных дисциплин в Московском государственном институте стали и сплавов (технологическом университете). С использованием накопленного экспериментального и производственного материала рассмотрены технологии и проанализированы экологические характеристики новых процессов. В основе научного анализа явлений, протекающих при бездоменном получении черных металлов, лежат новейшие достижения физической химии, теплофизики и теплоэнергетики, газодинамики и других фундаментальных дисциплин Впервые приведены расчеты экобалансов различных технологий.

Теория и технология бескоксовой металлургии

Авторы: Бондаренко Б.Б., Шаповалов В.А., Гармаш Н.И.

Описание: Рассмотрены научные основы процессов бескоксовой металлургии. Описаны опытные и промышленные технологии производства металла во вращающихся и шахтных печах, в кипящем слое и в расплаве. Рассмотрены вопросы производства конечного металла из металлизованного сырья, а такжеполучения восстановительных газов.

03 Теплообмен в доменной печи рус rtf

= Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев и др. Металлургия чугуна. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004.- 774с.

Источниками прихода тепла в доменной печи являются

A) Диссоциация оксидов

B) Горение углерода

C) Физическое тепло дутья

D) Разложение карбонатов

E) Испарение воды

G) Некоторые экзотермические реакции

H) Физическое тепло чугуна

= Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев и др. Металлургия чугуна. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004.- 774с., 350с.

Тепло в доменной печи расходуется на

A) Окисление водорода

B) Окисление природного газа

C) Разложение углекислых солей

D) Разложение гидратов, испарение воды

E) Окисление углерода прямого восстановления

F) Диссоциацию оксидов железа, марганца и т.д.

G) Окисление монооксида углерода

= Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев и др. Металлургия чугуна. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004.- 774с., 350с.

Экзотермические реакции протекающие в доменной печи

= Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев и др. Металлургия чугуна. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004.- 774с.

Эндотермические реакции протекающие в доменной печи

= Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев и др. Металлургия чугуна. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004.- 774с.

Степень незавершенности теплообмена в доменной печи

A) максимальная разность температур газа и шихты в доменной печи

C) минимальная разность температур газа и шихты в доменной печи

G) сумма температур газа и шихты в доменной печи

= Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев и др. Металлургия чугуна. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004.- 774с., 343с.

Изменение температуры газов по высоте доменной печи происходит

A) в нижней части температура на единицу высоты печи изменяется резко

B) в верхней части температура на единицу высоты печи изменяется резко

C) в промежуточной зоне печи изменяется незначительно

D) в нижней части температура на единицу высоты печи изменяется незначительно

E) в верхней части температура на единицу высоты печи изменяется незначительно

F) в промежуточной зоне печи изменяется резко

G) по всей высоте доменной печи температура изменяется равномерно

H) в промежуточной зоне печи изменяется скачкообразно

= Полтавец В.В. Доменное производство. Учебник для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: «Металлургия», 1981.- 416с., 197 с.

Нормальным считается распределение температуры в доменной печи когда температура

E) ниже в промежуточной части сечения печи

F) выше в промежуточной части сечения печи

G) по всему сечению одинаковая

H) по всей высоте одинаковая

= Полтавец В.В. Доменное производство. Учебник для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: «Металлургия», 1981.- 416с., 197 с.

Независимо от характеристик проплавляемого сырья всем вертикальным элементам шахты доменной печи характерно

B) процессы теплообмена завершены во всех кольцевых сечениях шахты печи

C) во всех кольцевых сечениях шахты печи наблюдается типичный S-образный характер изменения температуры

E) во всех кольцевых сечениях шахты печи наблюдается типичный V-образный характер изменения температуры

F) во всех кольцевых сечениях шахты печи наблюдается типичный W-образный характер изменения температуры

= Китаев Б.И., Ярошенко Ю.Г., Суханов Е.Л. Теплотехника доменного процесса. М.: Металлургия, 1978. — 248 с., 138с.

Составление теплового баланса основано на

A) законе сохранения энергии

B) термохимическом законе

C) законе сохранения массы

D) законе В.Нернста

E) законе А.Энштейна

F) законе Г.Кирхгоффа

G) законе силы тяжести

H) законе Г.И. Гесса

= Полтавец В.В. Доменное производство. Учебник для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: «Металлургия», 1981.- 416с., 232 с.

При составлении теплового баланса доменной печи необходимо знать сведения о

A) химическом составе чугуна

B) материальном балансе

C) температурах и теплоемкостях веществ

D) тепловых эффектах превращений

E) химическом составе шлака

F) температуре чугуна

G) температуре шлака

= Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев и др. Металлургия чугуна. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004.- 774с., 346с.

Похожие записи:

1. Что такое домна и каковы процессы, происходящие в ней?
2. Общая характеристика доменного производства
3. Выплавка чугуна
4. Материалы для доменного производства

Китаев Б. И, Ярошенко Ю. Г, Лазарев Б. Л. Теплообмен в доменной печи

Приведенные приемы анализа тепловой стороны доменного процесса основывались на тепловом балансе, рассчитанном по начальному и конечному состоянию системы, т. е. с учетом общего количества выделяющегося тепла, но без учета того, при каких условиях и при каких температурах происходит передача тепла от газов к материалам. Рассмотренный тепловой баланс, независимо от предложенных способов его расчета, базируется на «первом начале», т. е. на обеспечении соблюдения только баланса тепла в доменном процессе в целом. Согласно этому балансу, равные количества тепла, например, на испарение воды и на диссоциацию влаги, учитываются равным числом калорий и одинаково отражаются на расходе кокса. Между тем, фактическое влияние этих факторов на расход кокса неодинаково.
Соблюдение «второго начала», согласно которому тепло может переходить только от тела с более высокой температурой к телу с более низкой, обычным балансом не контролируется.
Пользуясь только обычным балансом, можно допустить, что при сушке влажной руды снижается расход кокса. Между тем, известно, что испарение влаги происходит в верхних горизонтах печи при низких температурах за счет тепла отходящих газов, в то время как тепло горения кокса выделяется в горне при высоких температурах и не связано с теплом, расходуемым вверху. Нельзя представить себе, чтобы для усиления притока тепла в горне, например, для выплавки чугуна с повышенным содержанием кремния или при увеличении расхода тепла на диссоциацию влаги, достаточно было бы только сэкономить тепло в верхних участках печи.
Эти рассуждения свидетельствуют о недостаточности обычного теплового баланса как средства анализа процесса. Можно обратить внимание и на то, что при составлении обычного баланса формально можно было бы в расчет принять любую высокую температуру дутья или любую низкую температуру колошника, в то время как фактически нельзя подавать в печь дутье с температурой, выше оптимальной в данных условиях, и нельзя никакими мерами снизить температуру колошника ниже определенного уровня.
Примером обусловленности температуры колошниковых газов существом процесса и невозможности ее снижения ниже некоторого уровня является то, что при увеличении высоты печи и, следовательно, пути газов почти вдвое не было достигнуто существенного понижения температуры колошниковых газов, несмотря ка то, что контакт шихты и газов при этом значительно удлинился. В подтверждение сказанного можно указать на следующий пример, приведенный М.А. Павловым: если сравнить две печи, из которых одна имела высоту 14,33 м и объем 170 м3, а вторая соответственно 24,38 м и 440 м3, то температура колошника у первой оказалась 390°, а у второй — 336°, т. е. изменилась незначительно. При сравнении печей объемом 328, 440 и 722 м3, производительностью соответственно 37, 50 и 80 т в сутки при работе их с одним расходом кокса и при одинаковом времени пребывания материалов в печи температуры колошника были 321, 312 и 308°, т. е. отличались незначительно.
Можно отметить также, что невысокие печи небольшого объема, работающие на влажной лимонитовой рудеминетт, имеют часто температуру колошника 60—70°, а печи Магнитогорского завода объемом 1386 м3, работающие на офлюсованном агломерате, при незначительном количестве летучих в шихте имеют температуру колошника 350—400°, причем использование углерода в последних неизмеримо выше, чем у первых.
Таким образом, температура отходящих газов не зависит от высоты и размеров печи, а определяется главным образом потреблением тепла в верхних горизонтах печи. Она зависит также и от количества тепла, выделенного в результате экзотермических реакций верхней части печи. Доказательством этого является весьма высокая температура колошниковых газов при выплавке ферромарганца из руды, содержащей пиролюзит (MnO2), в связи с выделением большого количества тепла при восстановлении от MnO2 до Mn2O3. При применении агломерата такой руды, в котором MnO2 переведена в низшие окислы, существенно снижается температура колошника.
He приходится говорить о том, что «низкотемпературное» тепло, теряемое в колошник с газами, нагретыми до 400—300°, не может быть использовано в печи, так как в других местах печи температура еще выше. Для снабжения нижних горизонтов нужным теплом необходимо, как известно, подвести это тепло в соответствующие участки печи, причем теплоноситель должен иметь соответственно более высокую температуру; тепло должно быть «высокотемпературным» и доставляться путем увеличения количества сжигаемого углерода либо повышением нагрева дутья.
Попытки улучшения использования тепла отходящих газов увеличением высоты печи, как видим, существенных результатов не дали. He приведут к успеху и попытки увеличения количества руды, обрабатываемой газами.
При увеличении количества руды, приходящейся на прежнее количество кокса, возможно снижение температуры отходящих газов; но в нижних частях печи, где избытка тепла нет, неизбежен тепловой «перегруз» — похолодание печи. В результате пришлось бы увеличить расход горючего, а это вызвало бы увеличение теплосодержания газов в шахте и на колошнике и, следовательно, повышение температуры отходящих газов.
Таким образом, возрастание количества неиспользованного тепла, уносимого газами в колошник, может быть следствием либо экзотермических реакций в верхних частях печи, либо следствием малого потребления тепла в шахте на удаление летучих (H2O, CO2) и испарение влаги, либо результатом возросшей потребности «высокотемпературного» тепла в нижних частях печи, вызывающей больший расход углерода. С этим связано образование большего количества газов, которые, переходя в шахту, не могут найти потребителя содержащегося в них тепла. Поэтому часто производственники, желая предохранить железные конструкции колошника от действия высоких температур, намеренно увлажняют руду, искусственно охлаждая этим газы. При этом, кстати, уменьшается скорость газов на колошнике и снижается вынос руды в виде пыли.
Все приведенные факты и основанные на них рассуждения заставляют предположить, что условия теплопередачи в нижних и верхних частях печи различны: внизу «высокотемпературное» тепло утилизируется полностью, причем приход тепла от горения топлива в горячем дутье без избытка покрывает потребность в нем нижней части печи; вверху же печи «низкотемпературного» тепла, принесенного сюда газами, пришедшими снизу, оказывается часто больше, чем необходимо для процесса, поэтому колошниковые газы выходят из печи с повышенной температурой. Количество неиспользованного тепла может увеличиться, если в шахте происходят экзотермические реакции (восстановление Mn2O3 из MnO2, восстановление Fe3O4 из Fe2O3, реакция 2СО→СО2 + С), поскольку тепла этих реакций использовать нельзя. С другой стороны, температура колошниковых газов снизится, если в шахте появится «местный» низкотемпературный потребитель, например, разложение гидратов или карбонатов, испарение влаги. Из этого следует, что при переходе с влажных руд на сухие или на офлюсованный агломерат повышается температура колошниковых газов.
Рассмотрим подробнее условия теплопередачи в верхней и нижней областях доменной печи, предположив вначале, что в шихте не содержится влаги. Оценим раздельно теплопередачу в областях с температурой ниже 900°, где не происходит разложения карбонатов и прямого восстановления, и в областях с температурой выше 900°, где, кроме разложения карбонатов и прямого восстановления Fe, Si, Mn, P и других элементов и перевода серы в шлак, происходит еще плавление чугуна, шлака, их перегрев и диссоциация водяного пара. Таким образом, в первой области имеет место обычный теплообмен, при котором газы отдают тепло, соответственно понижая температуру, а твердые материалы нагреваются.
В нижней же части печи, кроме обычного теплообмена, есть еще теплопередача, при которой газы, как и вверху, охлаждаясь, понижают температуру, а встречные твердые и жидкие вещества, воспринимая тепло, температуры не повышают. Именно такое явление имеет место при разложении карбонатов, плавлении, прямом восстановлении. На эту существенную разницу потребления тепла в верхней и нижней частях печи впервые в 1910 г. указал А.С. Саркисьянц, а позже — Дипшлаг, Н.А. Костылев, В. Матезиус, Б.И. Китаев и др.
Рассмотрим баланс тепла в верхней части печи. Принимаем следующие обозначения:
P — вес сухих материалов;
р — количество газов;
T0 и T — температуры материалов в начале верхней зоны, т. е. при загрузке на колошнике, и в конце верхней зоны;
t0 и t — температуры газов при входе и выходе из верхней зоны;
С и с — теплоемкости материалов и газов.
Так как количество тепла, отданного газами, охладившимися от t0 до t, равно теплу, воспринятому материалами, нагретыми от T0 до T, то баланс тепла выразится так:

Читать статью Основные физико-химические процессы доменной плавки при производстве чугуна — ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Произведения рс = Wg и PC = Ws принято называть водяными эквивалентами. Нетрудно видеть, что рс > РС Так, например, при расходе сырых материалов P = 3,2 кг на 1 кг чугуна, теплоемкости их C = 0,22 ккал/кг °С, величина PC=Ws = 3,2*0,22 = 0,7. При выходе газа на 1 кг чугуна р = 3,5 м3 и его теплоемкости с = 0,33 ккал/м3 °C получим

Отношение pc/PC = 1,15/0,7 = 1,65. При всех возможных изменениях значений Р, р, С и с отношение это всегда превышает единицу, откуда следует, что T-T0/t0-t > 1, т. е. материалы нагреваются в большей степени, чем охлаждаются газы.
Действительно, материалы в верхней зоне нагреваются от 0 до 900°, а газы на соответствующем участке охлаждаются примерно на 550°. Если в той зоне, где материалы нагрелись до 900°, температура газов составляет 950—1000°, то температура газа при выходе из печи будет 400—450°. Именно такой и бывает температура колошника при отсутствии влаги в шихте. В действительности температура колошника несколько ниже вследствие расхода тепла на удаление влаги и на некоторые эндотермические процессы (разложение некоторой части карбонатов до 900°), протекающие в шахте.
Из сказанного видно, что температура «сухого» колошника может быть снижена только в результате изменения соотношения водяных эквивалентов, т. е. вследствие снижения расхода горючего на единицу чугуна. Это следует из приведенного выражения. Если положить T0 = 0, то

Температура колошника t, таким образом, тем ниже, чем выше отношение водяных эквивалентов шихты и газа Ws/Wg = PC/pc или выше P/p, т. е. чем больше отношение количества шихтовых материалов к количеству газов или чем ниже расход кокса. Температура колошника зависит также от t0 и Т, но эти величины, как видно из предыдущего, изменяются мало.
Формула показывает, что с повышением нагрева дутья, вызывающим снижение расхода кокса, или с обогащением дутья кислородом снижается температура колошника: в обоих случаях снижается количество газов на единицу чугуна, т. е. увеличивается Р/р.
Рассмотрим баланс тепла в нижней зоне. Здесь тепло газов лишь частично используется для дальнейшего нагрева материалов и продуктов плавки; значительная же часть этого тепла используется на «скрытые» расходы. Обозначим сумму этих расходов через Q. Тогда получим, подобно предыдущему,

Уравнения (VI, 35), (VI, 36), (VI, 38), (VI, 39) условно отражают действительное течение процесса: ведь количества введенных и вышедших продуктов изменяются от начала к концу каждой зоны, так как в зонах происходят восстановительные и иные процессы, изменяющие значения P и P’. То же следует сказать и о количествах газа и теплоемкостях, в каждом расчете принимаемых приблизительно постоянными. Эти неточности не изменяют, однако, качественной стороны выводов.
Из уравнения (VI, 39) нетрудно заключить, что в нижней зоне, в противоположность верхней, отношение T’-T0’/t0′-t’ меньше единицы. В самом деле, если p’c’/P’C’ и в этом случае больше единицы, но меньше двух, то член Q/P’C'(t0′-t’) всегда равен или больше единицы, почему вся левая часть, а с ней и правая меньше единицы.
В том, что второй член левой части уравнения (VI, 39) больше единицы, нетрудно убедиться при любом подсчете, если подставить в это выражение конкретные величины.
Следовательно, в нижней части печи вследствие значительного увеличения теплопотребления шихты («скрытые» расходы тепла) температура твердых и жидких веществ изменяется всегда меньше, чем температура газов.
Сопоставляя закономерности изменения температур верхней и нижней зон печи и предполагая, что газы охлаждаются равномерно, получим схематическую картину, изображенную на рис. 190.

Прямая наклонная линия относится к газам, а ломаная — к материалам и жидким продуктам плавки. Разность температур, как это следует из выражений (VI, 36), (VI, 39) и рис. 190, будучи максимальной в низу печи, уменьшается к середине; здесь (при 900—1000°) перепад температур достигает минимального значения, а затем вновь возрастает. Заметная разность температур вверху соответствует тому, что газы уходят из печи при сравнительно высокой температуре.
В важнейших точках диаграммы буквами обозначены температуры, соответствующие входящим в формулы (VI, 36) и (VI, 39), причем очевидно, T = T0′ и t0 = t’, так как газ, оставляющий нижнюю зону, переходит в верхнюю с той же температурой, а материалы из верхней — в нижнюю с той же температурой. Из рис. 190 видно, что в верхней зоне изменение температур материалов больше, чем газов (VI, 36), а в нижней — наоборот (VI, 39).
Б.И. Китаев рядом расчетов и экспериментальных исследований показал, что область T, Т0′ и t0, t’ не фиксируется на одном горизонте, а распространяется на некоторую высоту печи. Сказанное иллюстрируется рис. 191, согласно которому печь по высоте делится не на две (как на рис. 190), а на три зоны, причем средняя зона, где разность температур газа и материалов незначительна, названа «холостой» высотой, а верхняя и нижняя области, соответствующие верхней и нижней зонам рис. 190, названы первой и второй ступенями теплообмена. Нетрудно видеть, что закономерности теплообмена, вытекающие из предыдущих рассуждений и отраженные на рис. 190, имеют место и на рис. 191: уменьшение разности температур между газами и продуктами плавки по мере движения газов снизу вверх во второй ступени (нижняя зона) и возрастание разности в первой ступени (верхняя зона). Искривление линий на рис. 191 объясняется учетом некоторых деталей, опущенных при схематическом построении рис. 190. В частности, на рис. 191 учтено, что в первой ступени, кроме простого теплообмена, имеет место и некоторый «скрытый» расход тепла — на испарение влаги, разложение гидратов и легкоразложимых карбонатов (FeCO3, MgCO3), — чему соответствует сравнительно более резкое падение температуры близ колошника.

Соображения Б.И. Китаева критиковались А.П. Любаном и другими, причем указывалось на то, что температуры измерялись термопарами, опущенными в печь через шомпольные отверстия, т. е. на периферии; поэтому незначительные изменения температур в «холостой» части печи характерны не для всего объема печи, соответствующего холостой высоте, а только некоторой небольшой периферийной части объема, содержащей мало руды и много шлака.
Б. И. Китаев, считая, что холостой является значительная часть объема доменной печи по высоте, поставил вопрос об уменьшении высоты печей.
Такой вывод вызвал серьезные возражения, основанные на том, что если даже и есть холостая высота, то она является результатом не конструкции (чрезмерной общей высоты) печи, а существа доменного процесса. Что это действительно так, доказывается измерением температур в модели доменной печи (1/20 нормальной высоты), полезной высотой 1225 мм. И.Ф. Коваль показал, что даже на такой маленькой печи при протекании в ней обычного процесса тоже имеется холостая высота, составляющая около 30% всей высоты. Следовательно, при уменьшении высоты печи холостой участок останется.

Читать статью Общая схема доменного процесса — Студопедия

Ослабленный теплообмен на определенной высоте печи объясняется существенным изменением характера теплопередачи при 800—950°, которая не может осуществиться мгновенно или в небольшом участке пространства ввиду малой разности температур нагревающихся и охлаждающихся тел. Это изменение условий теплообмена как раз характеризуется незначительной разницей температур газа и материалов. Следует учесть, что восстановительные процессы при температурах 800—950° (область холостой высоты) идут с выделением тепла, а разложение карбонатов в той же области — с поглощением. Это способствует некоторой стабилизации температуры на известной высоте.
Резкое изменение температур в верхней и нижней зонах печи и слабое их изменение в средних подтверждается не только исследованиями, упомянутыми выше, но и более ранними измерениями температур газов по высоте печен США, проведенными Кинни (рис. 192).

Китаев Б.И., Ярошенко Ю.Г., Лазарев Б.Л. Теплообмен в доменной печи

Часть первая
Основы теплофизики доменного процесса
Глава I.
Развитие теорий теплообмена в доменной печи
Теория акад. М. А. Павлова
Теория проф. А. Н. Похвиснева
Теория проф. Б. И. Китаева
Дальнейшее развитие схемы теплообмена печи
Глава II.
Теплообмен в слое (математическое описание)
Нагрев бесконечно теплопроводных кусков в противотоке
Нагрев реальных кусков в противотоке (приближенное решение задачи)
Гидроинтегратор — инструмент для изучения процессов нагрева
Нагрев реальных кусков в противотоке (точнее аналитическое решение задачи)
Нагрев кусков в противотоке при непостоянном соотношении водяных эквивалентов потоков
Нагрев бесконечно теплопроводных кусков в неподвижном слое
Нагрев реальных кусков в неподвижном слое (приближенное решение)
Нагрев реальных кусков в неподвижном слое (точное аналитическое решение)
Учет тепловыделений при телплообмене в слое
Глава III.
Лабораторные работы по определению коэффициентов теплопередачи в слое кусковых материалов
Исследования С. Фурнаса
Исследования О. Саундерса и Г. Форда
Исследования О. А. Цухановой и Е. А. Шапатиной
Исследования
3. Ф. Чуханова и сотрудников
Исследования Р. С. Бернштейна, И, И. Палеева и др

Вегман Е.Ф., Жеребин Б.Н., Похвиснев А.Н. и др. Металлургия чугуна

• формат pdf
• размер 22.36 МБ
• добавлен 30 мая 2010 г.

Под редакцией Ю. С. Юсфина. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. — 774 с.: ил. В книге приведены сведения о сырых материалах доменной плавки, методах оценки их качества, современных способах подготовки железных руд к плавке. Освещены теоретические и технологические вопросы окускования железных руд и концентратах. В настоящем третьем издании учебника значительно расширен раздел, посвященный истории производства чугуна и железа. Приведены новые данные о.

Домашнее задание — Расчет параметров тотермана

• формат doc
• размер 27.5 КБ
• добавлен 17 декабря 2009 г.

Предмет «эксплуатация доменныйх печей» в файле приведен расчет параметров тотермана для доменной печи №3 НПО «Тулачермет» объемом 2000 м3.

Домашнее задание — Расчет профиля доменной печи

• формат doc
• размер 70.5 КБ
• добавлен 28 сентября 2010 г.

Исходные данные. Расчет профиля доменной печи по методике А. Н. Рамма. Расчет по методике Н. К. Леонидова.

Клемперт В.М., Френкель М.М., Гришкова А.А. Контроль и управление газораспределением доменной печи

• формат djvu
• размер 10.85 МБ
• добавлен 01 ноября 2010 г.

Москва, «Металлургия», 1993 г. , 142 с. Рассмотрен круг вопросов, относящихся к общей проблеме управления ходом и тепловым состоянием доменной печи: управления ходом печи, контроля загрузки материалов в печь и газораспределением. Проанализировано функционирование АСУ на основе модели газораспределения. Приведены методы и средства контроля качества сырья и его распределения на поверхности уровня засыпи, контроля засыпи, контроля за состоянием и д.

Свинолобов Н.П., Бровкин В.Л. Печи черной металлургии

• формат pdf
• размер 2.26 МБ
• добавлен 22 июня 2010 г.

Учебное пособие для вузов. — Днепропетровск: Пороги, 2004. — 154 стр. Представлены наиболее распространенные печи и тепловые агрегаты по всем технологическим переделам черной металлургии, начиная от подготовки сырья до термической обработки готовой продукции. Технологические цепочки в металлургии. Печи для подготовки сырья. Плавильные печи. Установки для обработки стали в ковше. Предназначено для студентов металлургических специальностей вузов.

Тарусин Ю.Н., Романчук А.Н., Семирягин С.В. Курсовой проект: расчет регенератора мартеновской печи

• формат pdf
• размер 6.8 МБ
• добавлен 06 октября 2011 г.

Алчевск: ДонГТУ., 2002. — 42 с. Методические указания. Для студентов специальности 6.090401. Конструкция регенератора мартеновской печи Пример расчета регенератора мартеновской печи для подогрева воздуха Приложение Теплофизические свойства газов

Фиалков Б.С, Плицын В.Т. Кинетика движения и характер горения кокса в доменной печи

• формат djvu
• размер 9.02 МБ
• добавлен 18 октября 2010 г.

Москва, Изд-во «Металлургия», 1971 г. , 288 с. Рассмотрены закономерности движения шихтовых материалов в доменной печи. Дано описание механизма истечения сыпучих материалов и поступления кокса в зоны циркуляции, структуры зоны горения и влияния ее расположения на работу доменной печи. Подробно рассмотрен вопрос о распределении скоростей движения кусков в столбе шихты. Приведены результаты исследования влияния движения слоя на его структуру. Показ.

Целиков А.И. и др. Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Том 1. Машины и агрегаты доменных цехов

• формат djvu
• размер 6.68 МБ
• добавлен 05 октября 2009 г.

Учебник для вузов/A. И. Целиков, П. И. Полухин, В. М. Гребеник, Ф. К. Иванченко, М. А. Тылкин, А. А. Королев, B. П. Лопухин, Д. А. Сторожик, Б. А. Павленко, A. А. Целиков, И. М. Елинсон, В. И. Зюзин. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Металлургия. 1987. 440 с. В настоящей книге рассмотрены конструкции машин и агрегатов механизированных складов сырья, подготовки шихты, подачи шихтовых материалов к доменной печи, загрузки шихты, для нагрева и подачи.

Часть дипломного проекта. Доменная печь ЕМЗ. Технологическая часть

• формат doc
• размер 651.5 КБ
• добавлен 18 декабря 2009 г.

Часть дипломного проекта. Доменная печь ЕМЗ. Технологическая часть. Устройство доменной печи, технология плавки, охрана труда. На украинском языке.

Ченцов А.В., Чесноков Ю.А., Шаврин С.В. Балансовая логико-статистическая модель доменного процесса

• формат djvu
• размер 2.86 МБ
• добавлен 20 сентября 2010 г.

Издательство: Екатеринбург, УрО РАН Год издания: 2003 164 с. В монографии рассмотрены вопросы анализа и прогнозирования показателей доменной плавки с помощью математической модели, основанной на использовании материальных и тепловых балансов, дополненных расчетами тепло- и массообмена, блоком учета неравномерности распределения газа по радиусу колошника и статистическими данными о влиянии некоторых факторов на показания работы печи. Исследованы п.

Теплотехника доменного процесса

На современном этапе развития теории доменного процесса одной из главных проблем является максимальное использо­вание объема печей, восстановительной способности газов и, в конечном счете, достижение максимальной производитель­ности доменной печи и минимального расхода кокса.

С точки зрения этой проблемы исключительно большое зна­чение в математическом описании доменного процесса имеют вопросы движения шихтовых материалов и газов. Это объяс­няется тем, что скорости движения газов не только определяют характеристики интенсивности протекания процессов тепло- и массопереноса (коэффициенты теплообмена а, массообмена β и т. д.); компоненты скорости движения материалов и газов входят сомножителями в уравнения тепло- и массообмена. Таким образом, расход газа-восстановителя, который можно ввести в печь, и характер его распределения в объеме слоя (неравномерность распределения) непосредственно влияют на закономерности формирования температурного поля в доменной печи и использование восстановительного потенциала газов.

Основным затруднением, возникающим при описании законо­мерностей движения шихты в доменной печи, является дискрет­ная структура материалов, составляющих слой. Размер частиц шихты слишком мал для того, чтобы слой можно было рассмат­ривать как ансамбль точечных масс, но он (размер) и доста­точно велик, чтобы внушить сомнения в правомочности исполь­зования основных положений механики сплошных сред.

Читать статью Восстановление оксидов железа в доменной печи — Студопедия

Исторически изучение вопросов формирования столба ших­товых материалов началось с попыток выяснить движущую силу, вызывающую перемещение материала в доменной печи. При этом в основном в экспериментах определялась «активная масса» шихты и ее связь с геометрической конфигурацией печи (профилем). Не останавливаясь на достижениях и недостатках этих первых работ, отметим, что их выводы часто были весьма противоречивыми.

Несколько позже внимание исследователей привлекла внеш­няя аналогия между движением шихты в доменной печи и ис­течением сыпучих-сред из различного рода бункеров, распро­страненных в горной, пищевой и строительной промышленностях. Особенно возросло число опубликованных работ, посвященных закономерностям изменения вертикального и бокового давлений в силосах, а также изучению процесса истечения сыпучих из бункеров, после выхода в свет работы Г. М. Малахова [1]. Продолжается публикация такого рода работ и в настоящее время [2].

В этот период основной круг вопросов, интересовавших ис­следователей, заключался в установлении зависимости верти­кального давления от высоты слоя, в определении коэффициента бокового давления, в экспериментальной проверке теоретиче­ского решения X. Янсена и т. д. Результаты этих работ углубили наши представления о статических и динамических процессах в столбе шихтовых материалов, однако они не оставили ничего конструктивного; не было даже получено эмпирическое соотно­шение, обобщающее закономерности изменения коэффициента бокового давления, коэффициента внутреннего трения и т. д. Главным достоинством исследований данного периода в тео­ретическом аспекте является четкое установление факта непри­емлемости решения X. Янсена для анализа работы реальных агрегатов [1—4].

Все же стимулирующее воздействие этих работ было доста­точно велико. Ясно видимые в них недостатки побуждал стремление избежать их в последующих опытах, а конечный итог предыдущих исследований становился отправной точкой для последующих.

Анализ литературы показывает, что «бункерный подход», т. е. признание аналогии движения кокса к фурменным очагам и истечения сыпучих через отверстия бункеров, весьма распро­странен среди исследователей доменного процесса. Этому об­стоятельству во многом способствовала разработка Б. С. Фиал­ковым [3] логически стройного и физически непротиворечивого механизма истечения шихтовых материалов через отверстия. В настоящее время в большей части публикаций существование динамически неустойчивых сводов в слое шихты, эллипсоидов разрыхления и выпуска, а также дискретный характер истече­ния материала не подвергаются сомнению [2, 4, 5].

Отдавая заслуженную дань развитой в работе [3] схеме дви­жения материалов, отметим, что ее применимость к анализу перемещений шихты в доменной печи не самоочевидна. Основ­ным препятствием к перенесению механизма, развиваемого Б. С. Фиалковым [3], на действующие печи является, на наш взгляд, полное игнорирование в нем стенок печи и аэродина­мического воздействия потока газа (то, что в выражениях ра­боты [3] учтена величина Ар_0у не решает проблемы). Кроме того, несколько искусственной выглядит аналогия между плоским горизонтальным отверстием и объемной, неправильной формы зоной циркуляции.

Теоретических работ, посвященных математическому описа­нию движения материалов в слое, относительно мало. Как в случае экспериментальных исследований, эти работы связаны в основном с перемещением нереагирующего (инертного) слоя в бункерах и установках слоевого типа.

Первоначально были предприняты немногочисленные по­пытки использовать для анализа равновесного состояния слоя уравнения теории сплошной среды, в частности разработанную В. В. Соколовским [6] теорию статического состояния грунтов. Поскольку в случае слоя в установках различного типа число неизвестных задачи превышало число уравнений, то для замы­кания системы привлекались дополнительные соотношения. Широко использовалось, например, допущение о достижении в слое условий предельного равновесия, предложение посто­янства коэффициента бокового давления и т. д. Типичными в этом отношении являются исследования Г. А. Гениева [7], Р. Л. Зенкова [8], П. И. Лукьянова [9] и др.

Экспериментальная проверка не подтвердила результатов решения уравнений моделей сплошной среды. Отсюда большин­ством исследователей был сделан вывод о неприемлемости ана­логии сплошной среды для описания статики и движения слоя (см., например, [3]). Интерес к подобного рода моделям иссяк, и начались попытки геометрического и статистического решения проблемы.

Вывод о неприемлемости модели сплошной среды к анализу движения шихтовых материалов в шахтных : печах и, в част­ности, в доменных нам представляется несколько преждевре­менным и недостаточно обоснованным. По-видимому, здесь наб­людается еще один пример довольно часто встречающейся ситуации, когда доверие к безусловно верной идее подрывается из-за неверных вспомогательных предпосылок. Мы уже ука­зывали, что для решения задачи обычно привлекается гипотеза о достижении предельного состояния во. всех точках сыпучего материала в аппарате и одновременно предположение о неза­висимости горизонтальных нормальных напряжений от горизон­тальной координаты. В связи с этим уместно привести выска­зывание Ю. А. Буевича, который, комментируя работы. Д. Вол-кера [10], заметил, что эти допущения не противоречат одно другому лишь в тривиальном случае, когда горизонтальное напряжение вообще исчезает; укажем, что полученные поля напряжения не удовлетворяют уравнениям равновесия [11]. Ю. А. Буевич далее отмечает, что «сама гипотеза об уста­новлении состояния предельного равновесия применительно к сыпучей среде в контейнере представляется весьма сомнительной», и подкрепляет это положение весомыми доказательствами.

Таким образом, модель сплошной среды еще далеко не ис­черпала себя. Необходимо лишь при использовании ее для анализа движения материала в доменной печи не допускать физически сомнительных предпосылок. В частности, следует иметь в виду, что состояние предельного равновесия обычно не имеет места для слоев в реальных аппаратах; предельное усло­вие для силы трения достигается лишь на стенках аппарата, но не в его объеме [12].

Математическому описанию движения материалов собст­венно в доменной печи (а не в бункерах) посвящены многочис­ленные работы Б. С. Фиалкова с сотрудниками, получившие обобщение в монографии [3]. Заметим, однако, что в методике расчета скоростей движения материала, изложенной в [3], спе­цифика доменного процесса фактически не учитывается. По сути дела здесь также описано истечение сыпучей среды через гори­зонтальное круглое отверстие (или группу отверстий) контей­нера самого произвольного профиля с поперечным сечением любой формы. Эта всеобщность методики обусловлена тем, что влияние стенок печи на закономерности движения шихты в уравнениях работы [3] совершенно не отражено. Иными сло­вами, согласно развитой Б. С. Фиалковым математической модели движения шихты в доменной печи, профиль печи совер­шенно не влияет на поле скоростей материала (см., например, рис. 67 работы [3]). С этим трудно согласиться, ибо многолетняя практика доменного производства свидетельствует об обратном.

Разработанный в [3] механизм истечения сыпучего материала через отверстие, как отмечено выше, физически логичен и не­противоречив. Этого, к сожалению, нельзя сказать о математи­ческом оформлении данного механизма. Уже то, что в основе описания динамического процесса истечения лежит решение чисто статической задачи, не может не вызвать сомнения в пер­спективности такого подхода. Эти сомнения еще более усили­ваются при внимательном анализе основного соотношения методики [3] — уравнения (14). Как следует из рассмотрения рис. 2 работы [3], угол а, описывающий форму свода (динами­чески неустойчивого), изменяется от 65° (в основании свода) до 0° (в центре свода). В то же время уравнение (14) имеет смысл лишь при углах, незначительно отличающихся от α=arctgμ (порядка 26,5—38,5° для различных значений μ). При любых других значениях угла α его приращение Δα >не будет бесконечно малым, как это утверждается в [3], а в центре свода (а=0) уравнение (14) вообще дает бесконечность (на рис. 2 в этой точке Δα = 0). Наконец, отметим, что упомянутая методика целиком базируется на уравнении сохранения массы; уравнение сохранения количества движения не использовано.

Похожие записи:

1. Основные физико-химические процессы, происходящие в доменной печи
2. Марганец. Производство ферромарганца и чистого марганца. Извлечение марганца из шлаков и низкокачественных руд, страница 3
3. 2.5 Методы интенсификации доменного процесса
4. Процессы восстановления — Доменный процесс

Источник https://enersb.ru/domennaya-pech/teplotehnika-domennogo-processa-kitaev/

Источник https://stromet.ru/domennyj-process/kitaev-b-i-yaroshenko-ju-g-lazarev-b-l-teploobmen-v-domennoj-pechi/