Система колошниковой загрузки SimetalGimbalTop

Инновационные технологии для доменных печей


( Голосов: 1 ) 

Основной задачей для операторов доменных печей всегда было непрерывное и надежное обеспечение чугуном постоянного уровня качества и по минимально возможной стоимости сталеплавильных цехов.

  • Дополнительная информация


    • Авторы:

Любые прерывания доменной плавки могут привести к возможным сбоям на последующих стадиях технологического процесса и простоям оборудования. Все это негативно сказывается на объемах продаж и на рыночных позициях. Простои необходимо свести к минимуму при максимально возможном продлении кампании доменной печи. Для получения чугуна стабильного уровня качества следует избегать колебаний технологических параметров при эксплуатации доменной печи. Этого можно достичь только в результате применения интеллектуальных решений в области автоматизации и контроля производственного процесса.

Основной задачей для операторов доменных печей всегда было непрерывное и надежное обеспечение чугуном постоянного уровня качества и по минимально возможной стоимости сталеплавильных цехов. Любые прерывания доменной плавки могут привести к возможным сбоям на последующих стадиях технологического процесса и простоям оборудования. Все это негативно сказывается на объемах продаж и на рыночных позициях. Простои необходимо свести к минимуму при максимально возможном продлении кампании доменной печи. Для получения чугуна стабильного уровня качества следует избегать колебаний технологических параметров при эксплуатации доменной печи. Этого можно достичь только в результате применения интеллектуальных решений в области автоматизации и контроля производственного процесса.

Инвестиции в будущее

Доменная печь – это инвестиции в будущее. Модернизация сооружений и агрегатов должна соответствовать новым требованиям, предъявляемым к характеристикам оборудования, обеспечению безопасности технологического персонала, низких затрат по техническому обслуживанию и высокого уровня соответствия экологическим нормативам.

Конкурентоспособность доменного и сталеплавильного производств определяется прежде всего такими факторами, как затраты, качество и гибкость технологического процесса в удовлетворении быстро меняющихся требований рынка. Внедрение передовых технологий и хорошо зарекомендовавших себя на практике решений – ключевой фактор длительной и надежной эксплуатации доменной печи.

Полная технологическая компетентность

Компания Siemens VAI в полной мере осознает весь спектр предъявляемых к доменному производству требований. Имея за плечами богатый опыт сооружения 185 доменных печей в различных странах мира, компания Siemens VAI предлагает полный портфель технологий для доменного производства, отвечающих самым высоким требованиям в отношении обеспечения технических и эксплуатационных параметров, технологической надежности и экологической безопасности. Обеспечение функциональной конкурентоспособности в сочетании с профессиональным управлением и ориентированностью на высококвалифицированный производственный персонал представляет собой главный фактор в решении задачи по быстрому завершению проекта и выводу производственных мощностей на промышленный уровень.

Оптимизированные системы колошниковой загрузки доменных печей

Новая система колошниковой загрузки Simetal Gimbal Top позволяет реализовать режим точной и гибкой загрузки шихтовых материалов в верхнюю часть доменной печи, обеспечивая равномерный газовый поток и идеальные условия плавления и протекания восстановительных реакций. В комбинации с системой оптимизации и автоматизации технологического процесса фирмы Simetal BF VAiron, включающей многочисленные технологические модели и экспертную подсистему, в доменной печи можно использовать низкокачественные сырьевые материалы и значительно сократить расход кокса. В результате достигается экономия средств при эксплуатации агрегата.

Система колошниковой загрузки Simetal Gimbal Top

Simetal Gimbal Top – это автоматизированная система колошниковой загрузки доменной печи, обеспечивающая полную гибкость в формировании профиля шихты.

Гибкий контроль распределения шихты является одним из ключевых инструментов управления доменным процессом, позволяющим оператору выполнять контроль и оптимизацию технологических параметров.

Распределение шихты на основе применения данной системы достигается за счет инновационной конструкции концентрических желобов с универсальной шарнирной подвеской, регулируемой гидравлическими цилиндрами. Такая конструкция позволяет непрерывно регулировать положение и угол наклона желобов в процессе загрузки шихты.

Система Simetal Gimbal Top предоставляет заказчикам возможность формировать разнообразный профиль шихты, направляя материал в любую точку уровня засыпи доменной печи.

Основные преимущества системы колошниковой загрузки доменной печи приведены ниже.

Эксплуатационные:

  • эксплуатация печи при повышенном давлении;
  • оптимизированная гибкость процесса загрузки;
  • увеличенный межремонтный период;
  • стабильный режим эксплуатации при оптимизированных расходах топлива;
  • увеличенный объем инжекции топлива, повышающий производительность печи;
  • снижение тепловой нагрузки и увеличение срока эксплуатации печи.

Инжиниринговые:

  • простота и надежность рычажного механизма с внешним приводом цилиндров;
  • равномерный износ, продолжительный срок службы распределяющего желоба;
  • отсутствие высокоточных механизмов;
  • замкнутая система охлаждения водой.

Управление распределительным желобом осуществляется с помощью запатентованной системы контроля и обратной связи, которая полностью интегрирована в общее программное обеспечение загрузки доменной печи. Система обеспечивает высокий уровень точности и контроля перемещения универсальных шарнирных элементов и, следовательно, позиционирования распределительного желоба (рис. 1).

Система колошниковой загрузки SimetalGimbalTop

Рисунок 1. Система колошниковой загрузки SimetalGimbalTop

Установки газоочистки: удаление мелкодисперсной пыли

При рассмотрении требований, предъявляемых к газоочистительному оборудованию для доменных печей, заказчикам следует выбирать установки, которые позволяют максимально утилизировать энергию газа, соблюдая все экологические нормативы.

Компания Siemens VAI имеет богатый положительный опыт в поставке очистительных установок различного типа, включая системы по обработке воды, рециклинга пыли, утилизации энергии и распределения очищенного газа.

Экологическая совместимость. Полное соблюдение всех экологических нормативов обеспечивают последние разработки в области пылеочистителей, циклонов и мокрых скрубберов. Предлагаемые решения позволяют гибко регулировать эффективность процесса сепарации пыли, обеспечивая максимально возможную степень рециклинга пыли в доменной печи и агломерационной линии и, следовательно, восстановления железа без превышения предельно допустимых концентраций цинка и других тяжелых металлов в шихте. В то же время дают возможность существенно сократить объем обрабатываемого и утилизируемого шлама. Запатентованная система грануляции шлака компании Siemens VAI позволяет производить продукт, пригодный для использования в цементной промышленности, и выгодно реализовывать его на рынке.

Система первичной очистки газа. Для первичной очистки газа используют пылеулавливающие установки, циклоны или комбинации этих систем.

Циклон позволяет оптимизировать процесс рециклинга доменной пыли, переносимой в системе пылеудаления.

Конструкция циклона компании Siemens VAI имеет следующие ключевые особенности:

  • классический тангенциальный вход для оптимизации числа спиралей циклона;
  • ровные стенки с керамическим покрытием, уменьшающие процесс эрозии и обеспечивающие длительный срок эксплуатации;
  • специальный профиль свободного потока газа, уменьшающий возможность образования конденсационных наростов;
  • большой по сечению впускной газоход, предотвращающий образование заторов даже в условиях скольжения, когда крупные частицы шихты (например, кокса) могут переноситься системой транспортировки неочищенного газа;
  • уникальную байпасную систему мелкодисперсных частиц для контроля эффективности процесса очистки (классические циклоны обеспечивают ее на уровне 98 %, для доменного производства она должна составлять 85 %);
  • байпасную систему с наружным размещением, обеспечивающую внешний доступ для проведения технического обслуживания за пределами защитной газовой оболочки. Изображение циклона Simetal GCP приведено на рис. 2.

Циклон Simetal GCP

Рисунок 2. Циклон Simetal GCP

Система вторичной очистки газа

Традиционная система вторичной очистки газа включает две стадии. Первая стадия процесса очистки происходит в башне с распылительным орошением и в центробежном сепараторе или промывочной установке Вентури с сепарацией воды. Вторая стадия процесса – в электростатическом пылеуловителе с регулированием конечного давления с помощью дроссельных клапанов.

Компания Siemens VAI разработала ряд решений, которые объединяет обе эти стадии в одном резервуаре.

В градирне происходит охлаждение газа до температуры его адиабатического насыщения и удаление большей части пыли, оставшейся после первичной очистки. В скруббере завершается процесс очистки газа и обеспечивается содержание пыли в газе на уровне менее 5 мг/м3 при контроле давления печи в пределах 1,5 % от установленного значения.

Скруббер по очистке газа может иметь от одного до трех кольцеобразных очистительных модулей.

Системы первичной и вторичной очистки в течение многих лет подтвердили свою эффективность на установленных по всему миру доменных печах. Решения, разработанные для новых установок очистки газа, также идеальным образом подходят для интеграции в существующее оборудование.

Специально для того чтобы соответствовать возросшему в последние годы требованию по инжекциразличных материалов через фурмы, было разработано внутреннее покрытие с высокими антикоррозиционными свойствами.

Созданы одно- и многосопельные скрубберы Вентури. Многосопельные скрубберы Вентури могут поставляться во встроенном или внешнем исполнении.

Коническое сопло Simetal GCP 3

Новейшей разработкой компании Siemens VAI является трехсопловый скруббер Вентури внешнего исполнения, предоставляющий оператору уникальные, не достижимые при использовании другого оборудования возможности.

Наиболее важные особенности конструкции приведены ниже:

  • скрубберы Вентури внешнего исполнения устанавливаются на наружной стороне корпуса печи, обеспечивая доступ для проведения технического обслуживания за пределами защитной газовой оболочки;
  • трехсопельные внешние конусы имеют одинаковую конструкцию и модульное исполнение и могут быстро заменяться аналогичным модулем за пределами защитной газовой оболочки;
  • конструкция имеет определенный запас надежности, обеспечивая бесперебойную эксплуатацию доменной печи даже при функционировании только двух модулей;
  • основной резервуар включает градирню и каплеуловитель с фильтрующим слоем и не содержит подвижных частей;
  • каплеуловитель с фильтрующим слоем может оснащаться системой обратной промывки для повышения эффективности процесса очистки (в случае остановки доменной печи на проведение технического обслуживания форсунки для распыления воды функционируют в противопоточном режиме); эффективность работы каплеуловителя легко оценить, измеряя падение давления поперек фильтрующего слоя.

Воздухонагреватели доменных печей

Воздухонагреватели доменных печей имеют самую современную конструкцию и поставляются с внутренними или внешними камерами горения.

Системы оснащены высокоэффективными керамическими горелками, обеспечивающими минимальный уровень выбросов СО, SO2 и NOх. В качестве опции предоставляется энергосберегающая система утилизации отработанного тепла.

Воздухонагреватели с внутренней камерой горения

Современный доменный воздухонагреватель с внутренней камерой горения является экономичной альтернативой конструкции с внешней камерой горения. Подобные воздухонагреватели, пригодные для эксплуатации при максимальной рабочей температуре в куполе до 1450 °С, обеспечивают температуру дутья до 1250 °С.

Воздухонагреватели этой конструкции имеют грибовидный купол, расширяющийся в виде кольцеобразных стенок. Изготовленная полностью из керамики разделительная стена, сооруженная из взаимосвязанных панелей, позволяет минимизировать утечку газа между секционной камерой и камерой горения.

Воздухонагреватели с внешней камерой горения. Доменный воздухонагреватель с внешней камерой горения наиболее подходит для эксплуатации при очень высоких рабочих температурах и больших объемах дутья. Подобные воздухонагреватели выдерживают максимальную рабочую температуру в куполе до 1550 °С, обеспечивая температуру дутья до 1350 °С.

Современная конструкция воздухонагревателей включает два независимых купола с небольшим взаимным давлением и возможностью автономного смещения.

Подобные конструктивные параметры позволяют противодействовать началу межкристаллической коррозии под напряжением. Хорошо известно, что подобные суровые условия эксплуатации могут негативно повлиять на срок службы воздухонагревателей, даже если оборудование имеет достаточно хорошую защиту, например двухслойное покрытие.

Каждый купол имеет автономное исполнение и адаптируется к внутреннему давлению и усилиям, возникающим от расширения футеровки. Усилия изгиба и неоднородные изгибающие напряжения сведены к минимальному уровню, что предотвращает образование концентраторов напряжений.

Доменное оборудование

Новый типоряд устройств открывания летки обеспечивает мощное, реализуемое полностью в гидравлическом режиме решение проблемы твердой глиняной массы и более длинной летки на современных доменных печах.

Мехатронный механизм открывания летки

Встроенное устройство измерения длины летки и оптимизированное сверлильное оборудование создают оптимальные условия эксплуатации летки и обеспечивают тем самым более равномерный поток расплавленного чугуна и продолжительный срок службы футеровки желоба (рис. 3).

 Литейный бурав Simetal

Рисунок 3. Литейный бурав Simetal: гидравлический механизм открытия летки

Последние конструкции механизма открывания летки имеют более продолжительный срок службы и минимальные аварийные простои.

Компоненты гидравлических систем, рассматриваемые обычно как наиболее уязвимые узлы (например, вращающиеся гидравлические соединения и трубопроводы), полностью размещаются в защитном корпусе. При этом сохраняется простота их технического обслуживания или замены.

Привод устройства открывания летки полностью размещается в корпусе и удален от желоба с расплавленным металлом. Техническое обслуживание осуществляется быстро и безопасно благодаря концепции заменяемых модулей. К настоящему времени заказано 30 устройств.

Подшихтовой зонд для анализа газа

Зонд для анализа газа Simetal предназначен для отбора проб в середине печи через боковую стенку на глубине примерно 5 м от поверхности загрузки.

Материалы, используемые в конструкции водоохлаждаемого зонда, обладают стойкостью к воздействию различных эродирующих элементов, присутствующих внутри доменной печи.

В частности, эти материалы обладают повышенной износостойкостью по отношению к опускающейся шихте при отборе зондом проб внутри печи, а также высокой стойкостью к вводимым в охлаждающую воду добавкам в условиях повышенных температур и давления внутри зонда.

Кроме подшихтового зонда для анализа газа, разработано и другое доменное оборудование, в том числе:

  • надшихтовой микроволновый измеритель профиля на основе использования волноводной технологии;
  • надшихтовые фиксированные зонды отбора проб газа и измерения температуры;
  • механические устройства для измерения уровня засыпи;
  • микроволновые детекторы уровня засыпи.

Автоматизация и контроль технологического процесса

Компания Siemens VAI предлагает современные системы автоматизации и контроля технологического процесса, которые включают системы:

  • контроля колошника со сложными моделями загрузки и распределением шихты;
  • складского контроля последовательно дозируемых материалов со взвешиванием и послойной укладкой;
  • контроля процесса очистки газа;
  • контроля режимов эксплуатации воздухонагревателей: циклический, параллельный, параллельный с перекрытием и ступенчатоопараллельный в четыре агрегата;
  • инжекции угля;
  • эксплуатации и контроля литейного двора;
  • грануляции шлака.

Система оптимизации Simetal BF VAiron

Для обеспечения высоких эксплуатационных параметров доменной печи разработана система оптимизации Simetal BF VAiron с замкнутым контуром регулирования.

Экспертная система контроля - система Simetal

BF VAiron функционирует на основе использования высокоэффективных технологических моделей, исскусственного интеллекта, продвинутых прикладных программных средств, графических интерфейсов пользователя и технологического «ноуухау». Превосходные технологические характеристики и незначительные производственные затраты – это подтвержденные результаты.

Управление информационным процессом

Система управления информационным процессом аккумулирует, обрабатывает и сохраняет все необходимые данные с целью последующего их использования, например в разветвленных информационных системах заказчика.

Прецизионный контроль работы доменной печи достигается за счет использования высокоэффективных технологических моделей.

Экспертная система с замкнутым контуром регулирования

Система Simetal BF VAiron — первая в мире экспертная система, которая контролирует все основные параметры доменной печи без вмешательства оператора. Например, контроль расхода кокса, основности, скорости вдувания пара и даже распределения шихты осуществляется непрерывно и автоматически с использованием замкнутого контура регулирования для обеспечения стабильности технологического процесса при низких производственных затратах.

  • Крэйг И.М.

Компания Siemens VAI находится на передовых позициях в области разработки технологий для доменных печей. Ею построено более 185 печей по всему миру. Последние выведенные на рынок технологии – это система колошниковой загрузки Simetal Gimbal Top, циклонная очистка газа, трехэлементный внешний скруббер Вентури, оптимизированная конструкция купола внешней камеры горения воздухонагревателя и новый типоряд оборудования, включая мехатронный гидравлический механизм открывания летки и подшихтовой зонд анализа газа.

  • доменная печь,
  • колошник, загрузка,
  • очистка газов,
  • скруббер,
  • воздухонагреватель,
  • летка печи,
  • автоматизация,
  • контроль.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

MetalSpace

Опубликовано MetalSpace

Адрес электронной почты: info@metalspace.ru
Предлагаем сотрудничество
  • Опубликуй свои произведения в электронной форме.
  • Размести научную статью или пресс-релизы на страницах нашего портала.

Оставь комментарий