ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 669.162.16
DOI: 10.18503/1995-2732-2025-23-2-41-49
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). Для достижения низкого удельного расхода кокса и высокой производительности при выплавке чугуна важным условием является рациональное распределение компонентов поступающей шихты и отводимого доменного газа в колошниковом пространстве доменной печи. Его воздействие способно обеспечить высокую эффективность противоточного развития восстановительных и тепловых процессов, ровный сход шихты без подвисаний. Цель работы. Математическим моделированием оценить влияние на температуру газа в периферийной, осевой зонах колошника и рудном гребне изменения параметров, характеризующих режимы загрузки и дутья в интервале эквивалентной крупности кокса 50,0–57,5 мм. Выявить статистические зависимости соотношения температур по кольцевым сечениям от влияющих параметров и направления применения их для корректировки технологического процесса. Результат. Согласно выполненным исследованиям на печах с лотковым загрузочным устройством увеличение крупности кокса сопровождалось самопроизвольным его перераспределением, которое зависело от дутьевых характеристик и параметров загрузки, в том числе от исходного режима набора компонентов шихты в колошниковое пространство. Выявлены статистические зависимости соотношения температур между периферией, рудным гребнем и осевой зоной колошника от параметров загрузки и характеристик дутья. Математическим моделированием установлено, что при доле железорудного сырья в совместной массе железорудного сырья и кокса, поступающей в колошниковое пространство печи со станций углового положения лотка № 9-11, 6-8 и 3-5 в пределах соответственно 100, 43,7-47,1 и 42,6%, самопроизвольное перераспределение кокса при увеличении его эквивалентной крупности направлено преимущественно в осевую зону при некотором его перемещении в зону рудного гребня. Уменьшение доли железорудного сырья в совокупности масс железорудного сырья и кокса, поступающего со станций углового положения лотка № 9-11 от 100 до 69% при росте данного соотношения в зоне рудного гребня от 58,1 до 58,9 %, приводит к сдвигу части коксовой колоши увеличенной крупности преимущественно в зону рудного гребня. Применение более крупного кокса в условиях изменения уровня засыпи от 1,25 до 2,46 м ведёт к вытеснению его преимущественно в центр при некотором перемещении в пристеночную область колошникового пространства. Практическая значимость. Полученные уравнения могут быть использованы для корректировки режимов загрузки шихтовых материалов по кольцевым зонам колошниковой части доменной печи при изменении эквивалентной крупности кокса и оперативной оценки распределения компонентов шихты на колошнике, что позволит повысить эффективность доменной плавки.
Ключевые слова
доменная печь, эквивалентная по поверхности крупность кокса, железорудное сырьё, рациональное распределение шихты, математическое моделирование
Для цитирования
Математическое моделирование влияния эквивалентной крупности кокса на изменение температурного режима по радиальным зонам доменной печи для различных параметров загрузки и дутья / А.С. Харченко, А.В. Павлов, С.В. Юдина, С.К. Сибагатуллин, Н.Ю. Свечникова, Д.В. Юдин // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2025. Т. 23. №2. С. 41-49. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2025-23-2-41-49
1. Влияние качества кокса на эффективность доменной плавки в печах разного объема / Д.А. Мучник, А.И. Трикило, В.П. Лялюк [и др.] // Кокс и химия. 2018. № 7. С. 23-29.
2. Дмитриев А.Н. Формирование качества кокса за счет изменения состава угольной шихты для коксования, влияние качества кокса на его расход в доменной плавке и производительность // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. № 4(1420). С. 40-45.
3. Ганин Д.Р., Фукс А.Ю. Анализ влияния качества кокса на производство чугуна в условиях АО «Уральская сталь» // Черные металлы. 2021. № 2. С. 4-9.
4. Влияние качества кокса на показатели работы доменной печи / И.Ф. Курунов, В.Л. Емельянов, В.Н. Титов, В.В. Какунин // Металлург. 2007. № 12. С. 37-39.
5. Анализ влияния горячей прочности кокса (CSR) на показатели работы доменных печей / С.В. Филатов, И.Ф. Курунов, В.Н. Титов, А.М. Логинов // Сталь. 2014. № 10. С. 10-14.
6. Оценка качества кокса как компонента технологии доменной плавки / Д.А. Мучник, А.И. Трикило, В.П. Лялюк, Д.А. Кассим // Кокс и химия. 2018. № 1. С. 15-21.
7. Формирование гранулометрического состава кокса. Его взаимосвязь с показателями механической прочности / Карунова Е.В., Гюльмалиев А.М., Гагарин С.Г., Султангузин И.А. // Кокс и химия. 2006. № 2. С. 23–31.
8. Учет влияния гранулометрического состава кокса на его металлургическую ценность / С.И. Минин, К.В. Миронов, Д.А. Кошкаров [и др.] // Кокс и химия. 2022. № 9. С. 10-14.
9. Влияние крупности кокса на показатели работы доменной печи, оснащенной конусным загрузочным устройством, в условиях ПАО «ММК» / А.С. Харченко, А.В. Павлов, С.В. Юдина, С.К. Сибагатуллин // Черные металлы. 2023. № 12. С. 20-24.
10. Влияние эквивалентной крупности кокса на показатели работы доменной печи, оснащенной лотковым загрузочным устройством, в условиях ПАО «ММК» / А.С. Харченко, С.В. Юдина, С.К. Сибагатуллин [и др.] // Теория и технология металлургического производства. 2024. № 4(51). С. 4-8.
11. Товаровский И.Г. Анализ критериев оценки распределения шихтовых материалов и газов по радиусу доменной печи // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2012. № 12(1356). С. 33-38.
12. Оптимальное распределение сырьевых и топливно-энергетических ресурсов комплекса доменных печей / А.А. Полинов, Н.А. Спирин, И.А. Гурин [и др.] // Металлург. 2020. № 3. С. 30-36.
13. Согласованное управление распределением шихтовых материалов на колошнике и газового потока в горне доменной печи / А.К. Тараканов, В.П. Лялюк, Д.А. Кассим [и др.] // Сталь. 2018. № 6. С. 2-5.
14. Корректировка режима загрузки сырья в доменную печь при увеличении его эквивалентной крупности / Харченко А.С., Сибагатуллин С.К., Харченко Е.О., Бегинюк В.А. // Черные металлы. 2024. № 3. С. 22-27.
15. Харченко А.С. Закономерности поступления компонентов шихты по крупности из бункера БЗУ в колошниковое пространство печи в зависимости от условий загрузки // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2018. Т. 16, № 3. С. 46-56.
16. Рогожников И.С., Рогожников С.П., Гостенин В.А. Критерии оценки оптимального распределения рудной нагрузки по радиусу доменной печи // Металлург. 2020. № 2. С. 23-30.
17. Действие различных факторов на равномерность поступления шихтовых материалов по крупности из бункера БЗУ лоткового типа / С.К. Сибагатуллин, А.С. Харченко, В.А. Бегинюк [и др.] // Теория и технология металлургического производства. 2016. № 2(19). С. 8-12.
18. Дмитриев А.Н., Золотых М.О., Витькина Г.Ю. Совершенствование доменного производства с использованием цифровых технологий // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2023. Т. 79, № 6. С. 455-464.