Применение природного газа в сочетании с кислородом позволяет получить экономию кокса и в то же время сохранить нормальные газодинамические условия работы печи. При этом увеличение выхода газа на единицу массы сгоревшего у фурм кокса, обусловленное подачей в печь природного газа, компенсируется уменьшением выхода газа вследствие использования кислорода.
Кислород поступает в воздухопровод до воздухонагревателей и поэтом, нагревается в них до температуры горячего дутья.
Природный газ вдувастся в печь холодным, что приводит к дополнительному охлаждению горна. Кроме того, тепло затрачивается на диссоциацию природного газа. Поэтому примененис природного газ вызывает необходимость повышения температуры горячего дутья.
Применение природного газа ограничивается максимально возможным нагревом дутья и количеством кислорода, которое используется на данной печи.
Рисунок 1. Принципиальная схема автоматического распределения природного газа по фурмам доменной печи
Принципиальная схема автоматического регулирования расхода и распределения природного газа по фурмам печи показана на рисунке 1 (на схеме кольцевой коллектор развернут).
Воздух и кислород из турбовоздуходувкой машины Т по трубопроводу холодного дутья через измсрительную диафрагму 1 поступают в здухонагреватель В, а частично — непосредственно в смесительный трубопровод. Расход холодного дутья измеряется датчиком 2, а концентрация кислорода в дутье — газоанатизатором 3. Природный газ по трубопроводу через измерительную диафрагму и регулирующий орган подается в кольцевой коллектор. От кольцевого коллектора отходят линии, через которые природный газ, проходя измерительные диафрагмы и регулирующие клапаны, попадает в фурмы Фх, Ф2, ... Фn . Общий расход природного газа измеряется датчиком 6.
Автоматическое регулирование расхода природного газа осуществляется с помощью регулятора соотношения 5 с задатчиком 4. Этот гулятор поддерживает заданное соотношение между расходом холодного дутья и природного газа, с учетом концентрации кислорода в дутье. Управляющий сигнал от регулятора 5 поступает на исполнительный механизм 7 при регулирующем кланане. Расход природного газа через каждую фурму измеряется датчиком 8.
Автоматическое распределение природного газа осуществляется системой обегаюшего контроля, которая состоит из коммутатора 10 и гулятора 11, воздействующего на исполнительные механизмы 13 при клапанах на фурмах. Предусматривается возможность перехода на ручное управление 12, при котором исполнительные механизмы управляются кнопками.
На некоторых заводах распределение природного газа по фурмам уществляется только дистанционно. При этом датчики через коммутатор 10 поочередно подключаются к контрольному прибору 9, а исполнительные механизмы 13 управляются дистанционно. Такое управление распределением природного газа дает достаточно удовлетворительные результаты, так как давление в линии природного газа значительно превышает сопротивление столба шихтовых материалов, и поэтому колебания сопротивления шихты практически не влияют на расход природного газа через фурмы печи. Разрабатываются системы автоматического управления распределения природного газа и кислорода по фурмам печи с учетом распределения температуры в окислительных зонах по периферии горна. В этих системах используют пирометры излучения (фотоэлектрические, спектратьные, радиационные), измеряющие излучение в нескольких точках по окружности горна. Если в какой-либо зоне излучение меньше или больше, чем в других, то система автоматически корректирует задание регулятором расхода природного газа и кислорода таким образом, чтобы устранить возникшую неравномерность темперагуры на периферии горна.