Тепловые процессы доменной плавки

Факторы, влияющие на условия схода шихты.

Все факторы, влияющие на перепад давления в печи, а следовательно, и на условия схода шихты, можно разделить на две группы.

К первой из них относятся расход дутья и его температура.

Расход дутья в единицу времени определяет интенсивность доменной плавки. На каждый 1м³ поступившего в печь дутья в ней сгорает и расходуется на другие процессы 0,33-0,36кг кокса. Таким образом, количество израсходованного в печи кокса пропорционально расходу дутья. Увеличение расхода дутья без нарушения ровного схода шихты приводит к повышению производительности печи.

СУ<=50% - Ухудшение условий схода шихты.

С повышением температуры дутья температуры в нижней части печи возрастают. Это ведет к росту перепада давления газа в нижней части печи и, следовательно, к ухудшению условий схода шихты. Но с другой стороны, как известно, повышение нагрева дутья - средство снижения удельного расхода кокса.

Ко второй группе факторов, влияющих на условия схода, относятся: содержание мелочи в шихтовых материалах, прочность топлива, количество, вязкость и температура образования шлака.

Все эти факторы определяют сопротивление столба шихты движущемуся через него газу.

Чем больше мелочи в материале, тем меньше диаметр его кусков и большее сопротивление он оказывает движущемуся газу.

То же можно сказать и о прочности кокса. Чем ниже она, тем больше измельчается кокс при опускании в печи и в нижней части ее диаметр кусков шихты будет меньше. Это приводит к увеличению сопротивления столба шихты в нижней части печи движущемуся через нее газу.

Увеличение количества и вязкости шлака приводит к уменьшению объема межкусковых каналов в нижней части печи, так как шлак, стекая по этим каналам, частично заполняет их.

Чем выше вязкость шлака, тем медленнее и более толстыми каплями и струйками он стекает. С уменьшением температуры образования шлака зона шлакообразования поднимается в более верхние горизонты. Таким образом, в доменной печи увеличивается высота зоны, в которой величина объема межкусковых каналов уменьшена. Увеличение количества, вязкости шлака и понижение температуры его образования повышает сопротивление столба материалов в печи.

Во всех рассмотренных случаях, когда сопротивление столба шихты в печи движущемуся через него газу возрастает, нарушение ровного схода шихты наступает при меньших расходах дутья и температурах его нагрева.

В настоящее время доменщики считают, что теплообмен относится к числу основных процессов, характерных для доменной плавки. Такое положение установилось не сразу. Долгое время теория доменного процесса была связана с исследованиями по кинетике восстановления, шлакообразования, по установлению тончайших связей между скоростями процессов и температурой, которая оказалась важным, определяющим фактором.

Однако на вопросы, чем определяются температуры в доменной печи, как прогнозировать температурные поля при различных условиях плавки, ответов не находилось, и все кинетические закономерности теряли значительную часть своей практической ценности. Ответы на эти и другие вопросы, связанные с тепловой работой доменной печи, помогла сформулировать металлургическая теплотехника. Она нашла закономерности изменения температур в шахте доменной печи, определила факторы, от которых температурные поля зависят, и предложила методы их расчета. Таким образом, теория теплообмена в доменных печах появилась как недостающее звено в теории доменного процесса, определяющее термодинамику и кинетику металлургических процессов.

Условия теплообмена определяют распределение температур в объеме печи или ее температурное поле. Температурным полем печи определяется скорость (полнота) и место (время) протекания основных процессов доменной плавки. Поэтому важно знать характер изменение температур газа и материалов по высоте печи.

Дата добавления: 2014-01-07