Browsing by Author "Iryna Liakhova"

Now showing 1 - 3 of 3
  • Thumbnail Image
    Item
    Increasing the efficiency of the furnace depending on the operating conditions of the furnaces. Part 1. Technology of loading of lumped anthracite and natural gas injection
    (Scientific and practical journal "Economics and technical engineering", 2023-10-25) Yevhen Chuprynov; Daria Kassim; Kateryna Shmeltser; Iryna Liakhova; Olha Renkas
    The conducted literature review showed that blast furnace smelting technology with the injection of pulverized coal fuel (PCI) provides the highest technical and economic performance of blast furnaces in world practice. However, the lack of experience of the technological personnel, the inconsistency of the charge materials and a number of other factors do not lead to the improvement of the working conditions of the blast furnace, but on the contrary, to a decrease in technical and economic indicators due to the introduction of PCI. For example, at PJSC "ArcelorMittal Kryvyi Rih", after the introduction of PCI blowing technology, blast furnace No. 9 was stopped almost every year for major (restorative) repairs with the replacement of coolers and restoration of the lining, and coolers and tuyeres continued to fail after each blowing on the furnace. It is noted that the use of anthracite to improve the economic performance of blast furnaces has not yet been properly evaluated, although this technology is far from new. An analysis of the fuel market shows that anthracite is much cheaper than coke and often has a higher carbon content, but is inferior to it in terms of strength, especially at high temperatures. This can be compensated for by using a special technology for preliminary preparation of anthracite, as well as by loading and distributing it along the radius of the blast furnace. The relevant technology was developed by specialists of the State University of Economics and Technology and PJSC "ArcelorMittal Kryvyi Rih" back in 2000 and found its application in the furnaces of the first blast furnace workshop, and since 2003, this technology has been mastered in furnace No. 9 with a volume of 5,000 m3 of the second blast furnace workshop of PJSC "ArcelorMittal Kryvyi Rih". The analysis carried out in the article clearly demonstrated that the technical and economic indicators of the operation of blast furnaces using the technology of blowing pulverized coal fuel in an amount less than about 200 kg/t are not higher than when loading lump anthracite into the furnace and blowing natural gas, and taking into account constant capital repairs, then generally lower. Показано, що технологія доменної плавки з вдуванням пиловугільного палива (ПВП) забезпечує у світовій практиці найвищі техніко-економічні показники роботи доменних печей. Проте, відсутність досвіду технологічного персоналу, невідповідність шихтових матеріалів та ряд інших факторів призводять не до покращення умов роботи доменної печі, а навпаки, до зниження техніко-економічних показників через впровадження ПВП. Відмічено, що використання антрациту для покращення економічних показників роботи доменних печей досі не отримало належної оцінки, хоча ця технологія далеко не нова. Антрацит – значно дешевше за кокс і часто має більш високий вміст вуглецю, проте поступається йому за показниками міцності, особливо при високих температурах. Це може бути компенсоване при використанні спеціальної технології попередньої підготовки антрациту, а також завантаженням та розподілом його по радіусу колошника доменної печі. На промисловому досвіді застосування технології завантаження шматкового антрациту показана ефективність цього методу, яка призвела до зниження витрат коксу на всіх доменних печах. Відзначено, що для ефективного застосування технології завантаження антрациту необхідно значне збільшення маси подачі, є завантаження антрациту спільно з залізорудною частиною шихти, що виключає "засмічення" коксових шарів дрібницею при руйнуванні вугілля і забезпечує практично повну газифікацію вугільної дрібниці, що утворюється, киснем шихти та оптимальне розподілення антрациту по радіусу печі. Виконаний в статті аналіз наглядно продемонстрував, що техніко-економічні показники роботи доменних печей на технології вдування пиловугільного палива у кількості меншій, ніж близько 200 кг/т не знаходяться вище ніж при завантаженні в піч шматкового антрациту та вдування природного газу, а враховуючи постійні капітальні ремонти, то і взагалі нижче.
  • Thumbnail Image
    Item
    Influence chemical composition of the coal mineral substance on the thermochemical properties blast furnace coke
    (Scientific and practical journal "Economics and technical engineering", 2023-11-15) Kateryna Shmeltser; Maryna Kormer; Iryna Liakhova
    The effectiveness of coke functions in the blast furnace process largely depends on its reactivity. The reactivity of coke affects the course of blast furnace smelting, especially the profile of temperature distribution and gas flows in the furnace, and the degree of gas utilization and the specific consumption of reducing agent. It is shown that the reactivity of coke depends not only on its ash content, but also on its qualitative characteristics, that is, on the total content of oxides of various types, which affect the rate of reaction of carbon with carbon dioxide. The basic equations for calculating the ash basicity index of the batch are given, which are used to quantitatively assess the influence of ash components on the thermochemical properties of coke. It has been established that by calculating the basicity index, it is possible to provide a reasonable comparative assessment and characterize the technological value of coal concentrates and batches, as well as to quickly adjust the composition of production batches. Forecasting the quality of coke based on the properties and composition of coal batches is important for the long-term planning of supplying coke plants with coal for coking and for optimizing the composition of coal batches in the production process. The various mathematical models for predicting reactivity (CRI) and coke post-reaction strength (CSR), including using the genetic characteristics of coal, the chemical composition of their mineral substance was analyzed in the article. An equation is proposed for calculating the predictive indicators of CSR and CRI based on the basicity index of the batch ash for the raw material conditions of coke plant "ArcelorMittal Kryvyi Rih". The dependences of the CSR and CRI indicators of coke on the ash basicity index Iо of the batch and on the ash basicity index of the Иo batch were constructed, taking into account the ash content and yield of volatile substances of the batch. The use of the proposed equations will allow to optimize the composition of the production coal batch and achieve an increase in the quality of coke according to the post-reaction strength (CSR) indicator by 3-3.5%. Ефективність функцій коксу в доменному процесі в значній мірі залежить від його реакційної здатності. Реакційна здатність коксу впливає на перебіг доменної плавки, ступінь використання газу, питому витрату відновника. Показано, що реакційна здатність коксу залежить не тільки від величини його зольності, а й від якісної її характеристики, тобто від сумарного вмісту оксидів різного характеру, які впливають на швидкість реакції вуглецю з вуглекислим газом. Наведено основні рівняння для обчислення індексу основності золи шихти, який використовують для кількісної оцінки впливу зольних компонентів на термохімічні властивості коксу. Встановлено, що розраховуючи індекс основності, можна надати обґрунтовану порівняльну оцінку та охарактеризувати технологічну цінність вугільних концентратів та шихт. Прогноз якості коксу на основі властивостей вугільних шихт має значення для перспективного планування забезпечення коксохімічних підприємств вугіллям і для оптимізації складу вугільних шихт. В статті проаналізовано математичні моделі прогнозу реакційної здатності (CRI) та післяреакційної міцності коксу (CSR), у тому числі з використанням генетичних особливостей вугілля, хімічного складу їх мінеральної субстанції. Запропоновано рівняння для розрахунку прогнозних показників CSR та CRI на основі індексу основності золи шихти для сировинних умов коксохімічного виробництва «АрселорМіттал Кривий Ріг». Отримані залежності показників CSR та CRI коксу від індексу основності золи шихти Iо і від індексу основності золи шихти Ио – з урахуванням зольності та виходу летючих речовин шихти. Використання запропонованих рівнянь дозволить оптимізувати склад виробничої вугільної шихти та досягти підвищення якості коксу за показником післяреакційної міцності на 3-3,5 %.
  • Thumbnail Image
    Item
    Justification of methodical approaches to determining the theoretical fuel combustion temperature in a blast furnace when changing the parameters of the melting mode
    (Scientific and practical journal "Economics and technical engineering", 2023-11-15) Daria Kassim; Yevhen Chuprynov; Kateryna Shmeltser; Iryna Liakhova; Maryna Korenko
    Based on the study of the practical experience of blast furnace smelting with the injection of pulverized coal fuel on a blast furnace with a useful volume of 5,000 m3, the causes of frequent cases of deformation and burning of air nozzles and coolers were determined. In particular, such reasons include a significant unevenness of the length of the combustion zones in front of the tuyeres around the mine circle and an irrational change in the gas flow distribution along the blast furnace radius. In turn, this is due to the presence of a large unevenness in the distribution of the costs of blowing and pulverized coal fuel along the tuyeres, and therefore the theoretical temperature and output of mine gas along the circumference and radius of the mine blast furnace. Therefore, when determining the possible consumption of any fuel additive, it will be difficult to focus on the value of the theoretical combustion temperature, as a complex parameter of the fuel regime, which characterizes the temperature-oxidative conditions of the transformations of fuel additives in the nozzle cells. This especially applies to the known methods of determining this parameter, which are not sufficiently reliable in case of significant fluctuations in the input melting conditions. The purpose of this work is to develop methodical approaches to determine the theoretical fuel combustion temperature based on the actually controlled blowing parameters when natural gas and PUT are blown into the blast furnace on the basis of stoichiometric ratios and fuel technical analysis data. A method of determining the theoretical combustion temperature in the tuyere when natural gas and/or pulverized fuel is blown into the blast furnace is proposed, using operational information about blowing parameters, consumption of natural gas and pulverized fuel, which are taken from control and measuring devices and automation systems at the central control panel of the blast furnace. On the basis of the developed method of determining the output of mine gas and the theoretical temperature of fuel combustion, it is possible to solve practical problems related to the optimization of blast parameters of blast furnace smelting, as well as when blowing pulverized coal fuel. На підставі вивчення практичного досвіду ведення доменної плавки з вдуванням пиловугільного палива на доменній печі корисним об’ємом 5000 м3 були визначені причини частих випадків деформації і горіння повітряних фурм і холодильників. Зокрема, до таких причин відносяться значна нерівномірність протяжності зон горіння перед фурмами по колу горна і нераціональна зміна розподілу газового потоку по радіусу доменної печі. У свою чергу, це зумовлене наявністю великої нерівномірності розподілу витрат дуття та пиловугільного палива по фурмам, а отже і теоретичної температури і виходу горнового газу по колу і радіусу горна доменної печі. Отже, при визначенні можливої витрати будь-якої дуттьової добавки, орієнтація на значення теоретичної температури горіння, як на комплексний параметр дуттьового режиму, що характеризує температурно-окисні умови перетворень паливних добавок у фурмених осередках, буде ускладнена. Особливо це стосується відомих методик визначення цього параметру, які є недостатньо надійними при значних коливаннях вхідних умов плавки. Мета даної роботи – розробка методичних підходів до визначення теоретичної температури горіння палива за фактично контрольованими параметрами дуття при вдуванні в горн доменної печі природного газу та пиловугільного палива на основі стехіометричних співвідношень та даних технічного аналізу палива. Запропоновано методику визначення теоретичної температури горіння у фурм при вдуванні в горн природного газу та/або пиловугільного палива, з використанням оперативної інформації про параметри дуття, витрати природного газу та пиловугільного палива, що знімаються з контрольно-вимірювальних приладів та систем автоматизації на центральному пульті управління доменною піччю. На основі розробленої методики визначення виходу горнового газу та теоретичної температури горіння палива можливе вирішення практичних завдань щодо оптимізації дуттьових параметрів доменної плавки, особливо при вдуванні пиловугільного палива.