Повышение энергетической эффективности сталеплавильного производства на основе использования конвертерных газов

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 05.14.04
  • Научная степень: Кандидатская
  • Год защиты: 2011
  • Место защиты: Москва
  • Количество страниц: 178 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • Стоимость: 250 руб.
Титульный лист Повышение энергетической эффективности сталеплавильного производства на основе использования конвертерных газов
Оглавление Повышение энергетической эффективности сталеплавильного производства на основе использования конвертерных газов
Содержание Повышение энергетической эффективности сталеплавильного производства на основе использования конвертерных газов
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КИСЛОРОДНОКОНВЕРТЕРНОГО ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ И АНАЛИЗ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОНВЕРТЕРНОГО ГАЗА
1.1. Анализ технологии конвертерной плавки
1.1.1. Кислородноконвертерный процесс с верхней продувкой
1.1.2. Добавление угля в ванну при верхней продувке
1.1.3. Подогрев лома
1.1.4. Верхняя продувка с двухъярусной фурмой
дожигание СО
1.1.5. Донная продувка
1.1.6. Комбинированная продувка с инертным газом Ы2
1.1.7. Комбинированная продувка с двух ярусной фурмой
1.1.8. Комбинировашгая продувка в оболочке СП
1.2. Анализ режимов работы газоотводящих трактов и схем использования конвертерных газов
1.2.1. Моделирование динамических процессов в системе
использования конвертерных газов
1.2.2. Схема утилизации конвертерных газов, с аккумулированием
под давлением
1.2.3. Схема установки выравнивания графика расхода
конвертерного аза, с использованием азгольдера
1.2.4. Схема утилизации конвертерных газов с использованием
аккумуляторов теплоты.
1.3. Постановка задачи
2. АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ Э1ЕРГОТНХНОЛОГИЧЕС КОЙ СИСТЕМЫ КОНВЕРТЕРНОГО ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ
2.1. Анализ энергопотребления в кислородноконвертерном
производстве стали
2.1.1. Производство стали
2.1.2. Потребление энергоресурсов в СПП
2.1.3. Производство ВЭР в СПП
2.1.4. Сравнение с зарубежными кислородноконвертерными цехами
2.2. Разработка программы расчета материального и теплового
балансов
2.2.1. Основные положения разработки математической модели кислородноконвертерного процесса
2.2.2. Сопоставление результатов расчета
2.3. Анализ материального и теплового баланса плавки
2.3.1. Анализ материального и теплового баланса плавки в конвертере малой емкости
2.3.2. Анализ материального и теплового баланса плавки в конвертере большой емкости
2.3.3. Оценка потенциала ВЭР и энергосбережения
2.3.4. Преимущества и недостатки технологии с подогревом лома
2.3.5. Применение кускового буроугольного полукоса в кислородноконвертеной плавке
3. ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИИ ГАЗООТВОДЯЩЕГО
ТРАКТА И АККУМУЛЯТОРА ГАЗОВ
3.1. Динамика выхода газов из конвертера
3.2. Исследование газодинамической устойчивости газоотводящего
тракта в широком диапазоне варьирования производительности дымососа на основе натурного эксперимента
3.3. Математическое моделирование газоотводящего тракта на
основе системы дифференциальных уравнений
3.4. Анализ динамики процессов отвода газов без дожигания в газоотводящем тракте при возможном возникновении помпажа
3.4.1. Расчет и анализ работы газоотводящего тракта в режиме помпажа
3.4.2. Расчет и анализ работы системы аккумулирования газа с давлением выше атмосферного
4. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ КОНВЕРТЕРОВ
4.1. Статистический анализ работы ККЦ1 с конвертерами малой емкости и равномерность энергопотребления
4.1.1. Статистический анализ времени между началами
продувок конвертеров малой емкости
4.1.2. Статистический анализ потребления кислорода в
конвертерах малой емкости
4.1.3. Статистический анализ потребления кислорода в
конвертерах малой емкости в период додувок
4.1.4. Статистический анализ потребления кислорода и угля в конвертерах малой емкости в период нагрева лома
4.1.5. Статистический анализ температуры чууна ККЦ с конвертерами большой и малой емкости
4.2. Статистический анализ работы ККЦ с конвертерами большой емкости и равномерность энергопотребления
4.2.1. Статистический анализ времени между началами продувок конвертеров большой емкости
4.2.2. Статистический анализ потребления кислорода в ККЦ с конвертерами большой емкости
4.2.3. Статистический анализ потребления кислорода в конвертерах большой емкости в период додувок
4.2.4. Статистический анализ потребления кислорода и угля в конвертерах большой емкости в период нагрева лома
4.3. Статистическое моделирование процессов выхода и аккумулирования конвертерных газов
6 9 3 3
4.3.1. Моделирование периодического поступления конвертерного газа от кислородноконвертеных цехов
4.3.2. Функционирование газгольдера в процессе моделирования и фиксация искомых характеристик
4.3.3. Результаты статистического моделирования и их техникоэкономические интерпретации
5. ОПТИМИЗАЦИЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНВЕРТЕРНЫХ ГАЗОВ
5.1. Алгоритмизация и моделирование энерготехнологических систем сталеплавильного производства в прораммно информационной системе ОРТМЕТ
5.1.1. Программноинформационная система ОРТМЕТ
5.1.2. Разработка встраиваемой в программу ОРТМЕТ математической модели сталеплавильного производства
5.1.3. Полиномиальная модель энерготехнологических систем конвертерного процесса производства стали
5.1.4. Расчет выхода конвертерного газа и моделирование газоотводящего тракта
5.2. Исходные материальный и топливноэнергетический балансы усредненного металлургического комбината и пути их совершенствования
5.3. Результаты оптимизации сталеплавильного производства по энергетическому и экологическому критериям
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение


Одной из задач данной главы является анализ различных технологий производства стали, которые исследуются в данной работе. Все рассматриваемые технологии были в разное время опробованы и более или менее успешно внедрены на различных заводах, как отечественных, так и зарубежных. Комбинированная продувка в оболочке СИ. В начале х годов, интенсивные разработки методов получения дешевого кислорода в больших масштабах, дали возможность начать исследование технологии конвертерной плавки при замене воздуха кислородом. Многолетний опыт эксплуатации кислородных конвертеров, позволил повсеместно установить следующий порядок загрузки шихты. В освободившийся после предыдущей плавки конвертер загружают лом. Затем в конвертер заливают необходимое количество жидкого чугуна. После окончания заливки чугуна конвертер устанавливают в вертикальное положение, опускают кислородную фурму и начинают продувку. Шлакообразующие и добавочные материалы вводят в конвертер в предварительно измельченном состоянии до фракции мм эти материалы называются сыпучими. Чаще всего используют третий способ. Начиная с момента начала подачи кислорода в конвертер, одновременно идут процессы окисления примесей, нагрева ванны и шлакообразования. Все эти процессы тесно взаимосвязаны, их протекание зависит от состава и характера шихтовых и шлакообразующих материалов, конструкции фурмы, давления и расхода кислорода и организации продувки. Применение топлива в кислородноконвертерной плавке является одним из реальных путей улучшения тепловой работы конвертеров и увеличения доли металлолома в шихте. Поэтому в последнее время, все больше занимаются решением задачи поиска экономически выгодных видов топлива и способов их ввода в кислородный конвертер 4. При решении этой задачи, прежде всего, необходимо обеспечить достаточно высокие коэффициенты использования потенциального тепла и массы топлива, сохранение высокой производительности конвертера, благоприятную экономику, в значительной степени зависящую от стоимости и доступности топлива. В качестве топлива в кислородном конвертере можно использовать газообразные и жидкие углеводороды природный газ, пропан, бутан, мазут, дизельное топливо и др. А также твердое топливо различные карбиды, кокс, антрацит, графит, ферросплавы и др. При выборе топлива, для использования в качестве дополнительного источника тепла в кислородноконвертерном процессе, следует учитывать требования к топливу и его физикохимические свойства, обусловленные необходимостью получения максимального технологического и экономического эффекта. Карбиды кальция и кремния материалы эффективные с теплотехнической стороны, однако, высокая стоимость и неблагоприятное влияние на некоторые технологические показатели процесса, обуславливают нерациональность их использования для конвертерной плавки. Кроме того, карбиды кальция и кремния являются продуктами электротермического производства, получаемыми с огромными энергетическими затратами. Газообразные и жидкие углеводороды, являются пока недефицитным и сравнительно дешевым топливом. Однако низкий коэффициент использования их теплового потенциала, при вдувании в жидкую конвертерную ванну, обуславливают неэффективность широкого применения такого топлива для регулирования теплового баланса в течении плавки. Исходя из требований к топливу, для конвертерного процесса, наиболее перспективными теплоносителями являются твердые материалы на основе углерода. К ним относятся угли, антрациты, кокс, электродный и природный графит, и др. Они характеризуются сравнительно высоким коэффициентом использования тепла углерода, относительно низкой стоимостью, и доступностью. Из этих материалов предпочтение отдается тощим углям и антрацитам 4, так как они наиболее полно удовлетворяют требованиям к топливу, для конвертерной плавки. Антрациты и близкие к ним, по физикохимическим свойствам, полуантрациты и тощие угли являются природными материалами с высоким содержанием углерода порядка . Существующие стандарты на твердое топливо позволяют добавлять его в конвертер в виде кусков, без предварительной подготовки.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

Дмитриев, Владимир Зиновьевич
2013