13.4 Задачи уп­равления ходом доменной печи

Опускание шихтовых материалов в доменной печи, обусловленное плав­лением материалов и горением кокса, определяет характер хода печи. Если столб шихтовых материалов опускается равномерно, то говорят, что ход печи ровный; если же наблюдаются подстои и обрывы шихты, то такой ход называют неровным. При неровном ходе нарушается нормальный процесс плавки, падает производительность и ухудшается качество чугуна, поэтому управление ходом печи является важной за­дачей.

Отекание шихтовых материалов происходит под действием силы тя­жести, которая в известной мере уравновешивается силами трения и подъемной силой потока встречных газов. Силы трения зависят от сос­тояния кладки печи, качества шихты и состояния гарнисажа в нижней части печи. Подъемная сила газов зависит от расхода дутья, распреде­ления шихтовых материалов по сечению и высоте печи, их гранулометрического и химического составов, физических свойств шлака и ряда других факторов. При данных условиях работы печи существует крити­ческое значение расхода дутья, при котором сила, противодействующая сходу шихты, полностью компенсирует гравитационную силу. При этом шихтовые материалы прекращают свое движение (зависают). Зависание материалов в печи является аварийной ситуацией и существенно нару­шает нормальный ход процесса. Для данных условий работы печи суще­ствует оптимальный расход дутья, при котором процесс доменной плав­ки протекает наиболее интенсивно, без нарушений ровного хода печи. Поскольку условия работы печи могут изменяться, то меняются и зна­чения оптимального расхода дутья.

Задача системы регулирования хода доменной печи заключается в том, чтобы создать условия для использования максимального режима дутья, не допуская нарушения ровного хода печи. Косвенными показате­лями, характеризующими условия движения газового потока в столбе шихтовых материалов и, следовательно, противодавление потока газов сходу шихты, являются распределение статического давления газов по высоте шахты печи и характер диаграммы распределения содержания двуокиси углерода по диаметру колошника. Изменение перепада ста­тического давления на любом участке печи или всей печи свидетельст­вует об изменении структуры столба шихтовых материалов и, следова­тельно, о нарушении условий движения газов на соответствующем участ­ке печи. Таким образом, информацией о ходе печи служат: скорость и характер движения шихты, перепады давления по высоте печи и коэф­фициент формы кривой распределения СО₂ по диаметру печи.

Структурная схема автоматического регулирования хода печи пока­зана на рисунке 13.4.1. На управляющую вычислительную машину (УВМ-IV) 6 приходят сигналы от датчиков: скорости 4, распределения СО₂ по диа­метру 5, общего перепада давления на печи (Робщ) 3, верхнего перепада (Р_в) 2 и нижнего перепада (Р_н) 1. В соответствии с алгоритмом управле­ния УВМ выдает команды на изменение порядка загрузки материалов 7, изменение расхода дутья 8 и влажности дутья 9. В настоящее время со­вершенствуются все локальные системы (подсистемы) автоматического управления доменным процессом, разрабатываются алгоритмы управле­ния, специальные датчики и управляющие устройства.

Рисунок 13.4.1 - Структурная схема управления ходом доменной печи