Наукоемкие технологии и оборудование в промышленности и строительстве

Статья

Наименование Газодинамическое сопротивление слоя шихтовых материалов при различных способах его формирования
Авторы Русанов И. Ф., к. т. н., доц.
Куберский С. В., к. т. н., проф.
Кононенко Г. И., асп.
Зелинская Н. А., студ.
Раздел Металлургия
Год 2024 Выпуск 79 Страницы 56 - 66
УДК 669.162.262 EDN TAEIBJ
Аннотация Приведены результаты лабораторных исследований влияния способов формирования столба шихтовых материалов доменной плавки на его газодинамическое сопротивление. Рассмотрены варианты загрузки агломерата различного ситового состава, слоями, агломерата и кокса послойно и с их предварительным перемешиванием. Установлено, что на границе слоев материалов, различающихся по крупности и однородности, изменяются газодинамические условия, что приводит к снижению или увеличению газодинамического сопротивления столба материалов в зависимости от величины обобщенных характеристик ситового состава материалов.
Реферат Цель. Анализ изменения газопроницаемости слоя шихты при различных способах ее загрузки с использованием лабораторных экспериментов.
Методика. Исследование газодинамики слоя неоднородного сыпучего материала при различной его структуре проводилось с использованием лабораторной установки. В исследованиях использовались мелкий агломерат и кокс, ситовый состав которых по многообразию фракций был подобен промышленному. Соотношение между отдельными фракциями устанавливалось в соответствии с распределением Вейбулла. Для определения взаимосвязи между исследуемыми факторами строились соответствующие зависимости.
Результаты. Общее газодинамическое сопротивление всего столба шихтовых материалов тем выше, чем больше образуется межслоевых зон. Загрузка агломерата и кокса с предварительным смешиванием позволяет повысить газопроницаемость слоя. При послойной загрузке кокса и агломерата перераспределение рудной нагрузки между соседними порциями материала не приводит к улучшению газодинамических условий.
Научная новизна. Впервые показано, что при послойной загрузке узких фракций агломерата на границе двух слоев образуется межслоевая зона, представляющая собой смесь соседних фракций, и наблюдается рост газодинамического сопротивления по сравнению с загрузкой этих же фракций в смеси.
Практическая значимость. Перераспределение рудной нагрузки при загрузке агломерата и кокса с предварительным смешиванием позволяет дополнительно снизить газодинамическое сопротивление слоя. При этом загрузку целесообразно вести с перераспределением рудной нагрузки между последовательно загружаемыми порциями в соотношении 1,2-1,5.
Ключевые слова агломерат, ситовый состав, кокс, газодинамическое сопротивление, слой, послойная загрузка, предварительное смешивание, рудная нагрузка.
Финансирование
Список источников
1. Большаков В. И. Теория и практика загрузки доменных печей. М.: Металлургия, 1990. 256 с.
2. Русских В. П., Аленгос М. А., Степнов Д. К. Исследование влияния систем загрузки шихтовых материалов на распределение газового потока в доменной печи // Вестник ПГТУ. 2009. Вып. 19. С. 21–24.
3. Влияние массы железорудной подачи на технико-экономические показатели доменной плавки / В. П. Лялюк [и др.] // Бюллетень «Черная металлургия». 2010. № 11. С. 29–34.
4. Реализация энергосберегающей технологии загрузки современной доменной печи в конъюнктурных топливно-сырьевых и технологических условиях / В. И. Большаков [и др.] // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2014. № 6. С. 6–14.
5. Ковшов В. Н., Петренко В. А. Экспериментальные исследования движения шихты и газа в доменной печи. Днепропетровск: Институт технологии, 1996. 124 с.
6. Модельная система выбора и корректировки программ загрузки доменной печи, оборудованной БЗУ / Ю. С. Семенов [и др.] // Металлург. 2012. № 9. С. 36–40.
7. Семенов Ю. С. Выбор рациональных режимов загрузки доменной печи, оборудованной БЗУ, для условий работы с малой массой подачи и с нестабильным качеством шихтовых материалов // Бюллетень «Черная металлургия». 2013. № 12. С. 14–19.
8. Управление распределением шихтовых материалов в доменной печи при вдувании ПУТ с использованием информации термозондов / Ю. С. Семенов [и др.] // Сталь. 2017. № 6. С. 7–11.
9. Освоение энергосберегающей технологии загрузки доменной печи, оборудованной БЗУ, в конъюнктурных топливно-сырьевых и технологических условиях / В. И. Большаков [и др.] // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: сб. науч. тр. ИЧМ. 2014. Вып. 28. С. 57 –80.
10. Study of the Flow of Burden Materials and their Distribution on the Furnace Top of Modern Blast Furnace / Bolshakov V. I. [et al.] // Metallurgical and Mining Industry. 2012. Vol. 4. № 3. P. 158–165.
11. Модельная система выбора и корректировки программ загрузки доменной печи, оборудованной БЗУ / Ю. С. Семенов [и др.] // Металлург. 2012. № 9. С. 36–40.
12. Товаровский И. Г., Лялюк В. П. Эволюция доменной плавки. Днепропетровск: Пороги, 2001. 424 с.
13. Гиммелъфарб A. A., Котов К. И. Процессы восстановления и шлакообразования в доменных печах. М.: Металлургия, 1982. 328 с.
14. Товаровский И. Г., Гладков H. A., Нестеров А. С. Особенности формирования расплава в условиях малококсовой доменной плавки // Сталь. 1994. № 2. С. 7–12.
15. Шатоха В. И. Плавление, шлакообразование и формирование состава чугуна в доменном процессе. Днепропетровск: Пороги, 1997. 111 с.
16. Никитин Г. М., Беляков В. Н., Данаев Н. Т. Определение параметров вязкопластичной зоны в доменной печи // Сталь. 1992. № 4. С. 11–16.
17. Русаков П. Г., Русанов И. Ф. Обобщенные характеристики ситового состава неоднородного сыпучего материала // Заводская лаборатория. 1990. № 2. С. 68–69.
18. ГОСТ Р 50779.27-2017. Статистические методы. Распределение Вейбулла. Анализ данных. М.: Стандартинформ, 2020. 62 с.
19. Аэров М. З., Тодес О. М., Наринский Д. А. Аппараты со стационарным зернистым слоем: гидравлические и тепловые основы работы. Л.: Химия, 1979. 176 с.
20. Русанов И. Ф., Русанова Н. И. Влияние гранулометрического состава полифракционного сыпучего материала на газодинамическое сопротивление слоя // Сб. науч. тр. ДонГТУ. Алчевск: ДонГТУ, 2016. Вып. 47. С. 69–73.
21. Логинов В. И., Соломатин С. М., Корж А. Т. Опытные плавки при загрузке доменных печей смесью кокса и агломерата // Металлург. 1976. № 4. С. 14–18.
22. Загрузка железорудных материалов в смеси с коксом / В. И. Логинов [и др.] // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1984. № 3. С. 10–12.
23. Работа доменной печи при совместной загрузке железорудных материалов и кокса в скип / В. И. Логинов [и др.] // Сталь. 1987. № 12. С. 7–12.
Полный текст