Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 15
 
djvu / html
 

60
ДОМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО
При современной интенсивной доменной плавке продолжительность движения плавильных материалов от уровня засыпи до горизонта фурм, или время пребывания материалов в печи, составляет обычно 8—10 час. (минимум 6,5— 7 час. для печей, работающих на коксе, и 4—5 час. для древесноугольных). Время пребывания газов в печи не превышает 2—4 сек.; оно тем меньше, чем больше отношение объёма вдуваемого в минуту воздуха к полезному объёму печи, чем меньше свободный объём между кусками шихты, чем выше средняя температура газов в печи и ниже их среднее статич. давление.
Давление газов на колошнике (определяемое сопротивлением на последующем их пути в газопроводах, в системе газоочистки и в потребляющих газ нагревательных устройствах) составляет обычно 0,05—0,12 ати', давление воздуха у фурм находится в пределах от 0,5 ати и менее — в малых древесноугольных доменных печах, до 1,8 ати—в крупнейших, работающих на коксе. Разность этих давлений («потеря напора» газов на пути от горна к колошнику) обусловливается сопротивлением столба плавильных материалов и, при определённом физич. состоянии последних, пропорциональна высоте столба и средней скорос-ш газов в степени 1,6—1,8. Так как скорость движения газов приблизительно пропорциональна количеству вдуваемого в единицу времени воздуха или сжигаемого в последнем горючего, то с увеличением интенсивности плавки потеря напора газов в печи и давление дутья быстро возрастают. До определённых пределов это благоприятно влияет на работу печи, способствуя более равномерному распределению газов и лучшему, в связи с этим, использованию их тепловой и химич. энергии. Именно этим объясняется успех т.н. ф о р-сированной плавки, переход к к-рой в конце 19 в. позволил резко повысить производительность доменных печей без увеличения относительного расхода кокса. Однако при чрезмерном форсировании хода противодавление газов возрастает настолько, что становится препятствием правильному опусканию материалов. При дальнейшем увеличении скорости газов пылеватые частицы шихты переходят во взвешенное состояние, газы начинают проходить преимущественно по наиболее широким каналам в толще материалов (т. н. канальный ход), возрастает неравномерность их распределения по горизонтальным сечениям печи и значительно увеличивается потеря руды в виде колошниковой пыли, уносимой из печи газами. Сокращение времени пребывания газов в печи приводит в этих условиях к худшему их использованию.
По указанным причинам производительность доменных печей при изменении условий их работы меняется обычно обратно пропорционально изменению расхода кокса на единицу чугуна; количество же углерода, сжигаемого в единицу времени, а следовательно, и скорость газов в печи остаются более или менее постоянными.
В современной практике дальнейшее увеличение интенсивности доменной плавки ограничивается гл. обр. указанными газодинамич. условиями. Важнейшим средством их улучшения является повышение газопроницаемости шихты путём сортировки руды по крупности и агломерации рудной мелочи. Другим эффективным способом существенного улучшения газодинамики процесса является искусственное повышение статич. давления газов в печи посредством пережима газовой струи специальными редукционными клапанами, устанав-
ливаемыми в газопроводах, на пути от печи через устройства для очистки от пыли к местам потребления; давление газа на колошнике доводится т. о. до 0,8 ати и выше. Увеличение в рабочем пространстве печи давления и плотности газов сопровождается понижением скорости их движения при неизменном весовом количестве. Это позволяет интенсифицировать плавку без указанных выше отрицательных последствий для хода печи, связанных с чрезмерным возрастанием скорости движения газов, или же — при сохранении прежней интенсивности плавки — позволяет уменьшить вынос пыли и расход кокса на единицу чугуна.
Тепловой баланс процесса, дающий ясное представление об использовании и распределении тепла в доменной печи, может быть представлен различным образом в зависимости от того, учитывается ли в приходе тепла вся теплотворная способность топлива (схема I), или то количество тепла, которое действительно выделилось в печи при неполном горении углерода у фурм и окислении его в процессах прямого и непрямого восстановления (схема II), или, наконец, только теплота горения углерода у фурм (схема III). Во всех трёх схемах в приходе учитывается также тепло, вносимое горячим дутьём. Каждая из этих схем выявляет различные соотношения в тепловом балансе; наиболее распространена схема II.
В табл. 6 приведён рассчитанный по всем трём схемам тепловой баланс плавки на мартеновский чугун в типичных условиях работы современной большой доменной печи на богатой подготовленной шихте, с расходом кокса 0,8 на единицу чугуна. Из расчёта по схеме I видно, что ок. 50% теплотворной способности кокса переходит в неиспользуемую в печи химич. энергию колошниковых газов. Весь углерод топлива (за исключением растворяющегося в чугуне) сжигается во вдуваемом воздухе и окисляется кислородом окислов шихты при прямом их восстановлении в окись углерода. Последняя же только в небольшой части (обычно от V4 до */з и лишь в редких случаях до 2/5) превращается в С02 в процессах непрямого восстановления окислов. Поэтому использование всей химич. энергии углерода в печи чаще всего не превышает 48%; оно снижается до 40% при слабом развитии непрямого восстановления (в случае выплавки специальных чугунов ещё ниже) и достигает 60—63% лишь в исключительно благоприятных условиях.
Значительно выше степень использования того тепла, к-рое действительно выделяется в печи при горении углерода и вносится горячим дутьём, т. к. встречное течение, происходящее в доменной печи, обеспечивает хорошую передачу тепла материалам от газов. В рассматриваемом случае потери тепла с отходящими колошниковыми газами (включая расход тепла на испарение влаги шихты) составляют 12%, а внешние потери тепла (включая тепло, уносимое охлаждающей печь водой) — 6,8%; тепловой кпд равен т. о. 0,812 (схема II в табл. 6). При более низких температурах колошника кпд достигает 0,87; при горявем же ходе процесса и относительно большой отдаче тепла в окружающую сроду (малая производительность печи, сильный износ кладки) он снижается до 0,75—0,72, а при выплавке специальных чугунов и до 0,6.
Роль горячего дутья в тепловом балансе процесса наиболее ясно выступает при расчёте последнего по схеме III.
Полезный расход тепла на 1 кг чугуна зависит от его состава и от состава шихты. Дне-

 

1 10 20 30 40 50 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650


Большая Советская Энциклопедия Второе издание