1. Коэффициент сопротивления шихты

Ухудшение дренажной способности горна может быть следсвием использования некачественного кокса, понижения температур, приводящей к увеличению вязкости шлака, образования высокоосновных компонентов в нижней части печи. Снижение фильтрующей способности коксовой насадки затрудняет проникновение продуктов плавки в горн. Это приводит к увеличению нижнего и общего перепадов давления газа, коэффициента сопротивления шихты в нижней части печи и снижению количества загружаемых подач.

Коэффициенты сопротивления шихты определим по формуле Стефановича М.А.[2]:

В среднем для всей доменной печи

, (7)

. (8)

Для верхней части доменной печи

, (9)

, (10)

, (11)

, (12)

. (13)

Подставляя выражения (12) и (13) в формулу (11), получаем

. (14)

Подставляя выражение (14) в формулу (10), получаем

. (15)

Для нижней части доменной печи

, (16)

, (17)

, (18)

, (19)

. (20)

Подставляя выражения (19) и (20) в формулу (18), получаем

. (21)

Подставляя выражение (21) в формулу (17), получаем:

, (22)

где:

λ_ш – коэффициент сопротивления шихты;

λ_шв – коэффициент сопротивления шихты в верхней части

печи;

λ_шн – коэффициент сопротивления шихты в нижней части

печи;

V_д – расход холодного дутья на 1 м³ полезного объема

печи, м³/час;

m – коэффициент, который учитывает режим движения

газового потока:

для всей печи m_общ = 1,8;

для верхней части печи m_верх = 1,9;

для нижней части печи m_низ = 1,7;

P_д – давление горячего дутья, кПа;

Р_кг – давление колошникового газа, кПа;

P_сш – давление газа в середине шахты, кПа;

∆P_н – нижний перепад давления, кПа.

2. Текучесть шлака

В горне доменной печи при одинаковых условиях вязкость шлака выше чем чугуна в 50-150 раз. Поэтому она является определяющей.

Оценить текучесть шлака (η_ш), можно по степени приближения фактического коэффициента распределения серы между чугуном и шлаком к равновесной величине.

, (23)

где: К – коэффициент, учитывающий условия работы печи;

η_Ls – степень приближения фактического коэффициента распределения серы между чугуном и шлаком к равновесной величине, определяемая по формуле:

, (24)

где: L_S, L_S^o – фактический и равновесный коэффициенты распределения серы.

Прежде чем определить текучесть шлака необходимо настроить коэффициент (К). Для этого его нужно вычислить по результатам печи с характерными показателями. Используя полученное значение (К), необходимо определить текучесть шлака для базовых и исследуемых периодов.

Уменьшение показателя (η_ш) свидетельствует об улучшении дренажной способности горна печи.

Фактический коэффициент распределения серы рассчитывается формуле:

, (25)

где: (S) – содержание серы в шлаке; [S] – содержание серы в чугуне.

Равновесный коэффициент распределения серы () определяется по формуле И.С. Куликова:

, (26)

где:

, (27)

, (28)

Парциальное давление газа вычисляется по формуле:

, (29)

где: P_Д – давление горячего дутья (кПа);

CO_Ф – содержание CO в фурменном газе.

Приближенная формула для ее определения имеет вид:

, (30)

где: O₂ – содержание кислорода в дутье.

Обобщенный показатель основности шлака вычисляется по формуле:

, (31)

где:

(CaO), (MgO), (MnO), (SiO₂), (Al₂O₃) – содержание этих компонентов в шлаке;

,, – коэффициенты вычисляемые по формулам 32-34.

, (32)

, (33)

, (34)

где: В – основность шлака, вычисляемая по формуле:

. (35)