книги из ГПНТБ / Кочо В.С. Тепловая работа мартеновских печей

ней радиационной температуры рабочего пространства зависит от величины тепловой нагрузки.

Более широкое исследование температурного режима было проведено на 250- и 500-г газовых и на 500-г мазутной мартенов­ ских печах.

Температуру измеряли в рабочем пространстве печей, в реге­ нераторах и в кессоне в разные периоды плавки.

Помимо изучения распределения температуры по длине рабо­ чего пространства и зависимости ее от режимных факторов, в ча­ стности от подачи турбинного воздуха в кессон, целью опытов

Удельная производительность печи,кг/м21-час

Рис. 60. Связь между средней радиационной тем­ пературой рабочего пространства и удельной про­ изводительностью 185-г печи

было исследование связи между температурами газоеых и воз­ душных регенераторов и нагретого в регенераторах воздуха и температурой в рабочем пространстве печи или в газовом кессо­ не головки в течение интервала между перекидками клапанов.

Измерения температуры в рабочем пространстве 250-г марте­ новской печи [58] позволили установить ‘, что подача турбинного воздуха в газовые кессоны головок оказывает значительное влия­ ние на характер распределения и на величину температур по длине печи.

В большинстве случаев при подаче турбинного воздуха наблюдается увеличение температуры на первой половине длины рабочего пространства по ходу факела. В зависимости от величи­ ны тепловой нагрузки и от расхода турбинного воздуха, это увеличение составляет в разные периоды плавки 50— 150° С. На второй половине длины рабочего пространства темпе­

1 Всего произведено 1500 измерений в разных точках и в различные пе­ риоды плавки. Точки на соответствующих графиках являются среднеарифме­ тическими значениями многих измерений.

100

ратура увеличивается при подаче турбинного воздуха в меньшей степени, а в ряде случаев она оказывается, особенно в конце — у отводящей головки, даже ниже, чем при работе без турбинного воздуха при той же тепловой нагрузке.

Это объясняется улучшением перемешивания топлива с воз­ духом и интенсификацией процесса горения, в результате чего уменьшается длина факела. Видимый факел оканчивается обыч­ но между третьим и четвертым окнами печи. Поэтому при изме­ рении температуры через гляделку пятого окна по ходу факела линия визирования оптического пирометра проходит через поток малосветящихся продуктов горения, и показания прибора опре­ деляются главным образом температурой кладки задней стенки печи, значительно менее высокой, чем температура факела.

В период прогрева провели опыты при следующих условиях

(рис. 61):

В первом случае повышение температуры наблюдается вплоть до четвертого окна по ходу факела; замена подачи турбинного воздуха существенным увеличением тепловой нагрузки приводит к меньшему повышению температуры. Подача же 4500 м3/час турбинного воздуха не дает такого повышения температуры, как при подаче 2000 м3/час, даже при увеличенной тепловой на­ грузке. В период плавления опыты проводили при следующих

101

сделан ранее на основании измерений тепловых потоков в рабо­ чем пространстве этих печей.

Аналогичные исследования на 500-г печи, отапливаемой сме­ шанным газом, позволили установить, что оптимальный расход турбинного воздуха лежит в пределах 4000—5500 ма1час и дол­ жен изменяться в разные периоды плавки в зависимости от теп­ ловой нагрузки. Эти результаты полностью совпали с выводами из исследования тепловых потоков в рабочем пространстве тех же печей.

103

по длине рабочего пространства 250-г печи, отапливаемой газом, до и после перемешивания железной руды в период завалки при постоянном тепловом режиме (подавалось: коксового газа — 6200 м3/час\ доменного газа — 6000 м3/час; турбинного воздуха — 4000 м31час\ вентиляторного воздуха — 30000 м31час).

Перед перемешиванием загруженной железной руды перепад температуры по длине печи составлял 220°; наименьшего значе­ ния она достигала уже в четвертом окне. Через 10 мин. после пе­ ремешивания руды перепад температуры по длине печи увели­ чился до 260—270°, причем на протяжении от третьего до пятого окна температура снизилась на 50—80° вследствие более интен­ сивного поглощения тепла железной рудой. В случае прогрева из­ вестняка (даже после перемешивания) его температура по всей длине рабочего пространства на 15—20° выше, чем при прогреве железной руды.

Таким образом, подтверждается целесообразность перемеши­ вания сыпучих материалов в печи с помощью завалочной маши­ ны, что ускоряет их нагрев и позволяет сократить общую дли­ тельность завалки и прогрева.

На основании практического опыта работы и замеров темпе­ ратуры поверхности сыпучих материалов, нагревающихся в печи, можно рекомендовать прогрев первого слоя руды, загружаемой на хорошо прогретую подину, в течение 3—4 мин. без перемеши­ вания, поскольку он нагревается за счет интенсивной теплопере­ дачи подины; прогрев последующих слоев сыпучих материалов; следует производить в течение 5—7 мин. при обязательном пере­ мешивании каждого слоя. Удлинение прогрева нецелесообразно, так как возможен сильный перегрев и оплавление поверхности сыпучих материалов. При этом теплопоглощение шихты резко уменьшается, возрастают потери тепла и в дальнейшем осложня­ ется процесс плавления.

Эти рекомендации отвечают условиям работы на печах Алчевского металлургического завода. Вообще же длительностгпрогрева сыпучих материалов зависит от толщины их слоя, от тепловой нагрузки и других факторов и в каждом случае должна определяться опытным путем.

На рис. 67 показано изменение температуры по длине рабоче­ го пространства 500-т мазутной печи в период прогрева металли­ ческой части шихты при тепловой нагрузке 45—46 млн. ккал/час. В начале прогрева перепад температуры по длине печи составлял 280°; обычно он значительно больше, чем при прогреве сыпучих материалов (см. рис. 65), вследствие большей теплопроводности металлического лома. Через 43 мин. температура в первом окне повысилась на 25—30°, а перепад температуры по длине печи уменьшился до 145° (рис. 67) вследствие понижения теплопоглощения лома, причем температура его поверхности возросла до 1000— 1160°, а перепад между нею и температурой рабочего про­ странства значительно сократился. Через 2 часа после начала

104

прогрева перепад температур по длине печи уменьшился до 100° вследствие того, что теплопоглощение шихты еще более понизи­ лось из-за нагрева поверхности лома до 1240— 1290°. Судя по ин­ тервалам между соответствующими кривыми на рис. 67, теплопоглощение шихты возросло в первые 43 мин. прогрева (до нача­ ла оплавления поверхности лома) в значительно большей степе­ ни, чем за последующие 1 час 17 мин.

Рис. 67. Изменение температуры по д/ бочего пространства 500-т мазутной печи i прогрева металлической шихты:

На той же печи улучшили условия нагрева металла, устано­ вив форсунки, более качественно распыливающие мазут, и распо­ ложив их так, что высокотемпературное ядро факела сместилось ближе к входной головке; осуществили также ряд других мер, улучшивших тепловую работу печи. На рис. 68 представлены ре­ зультаты опытов, проведенных при следующих тепловых режи-

Абсолютные значения температурных характеристик рабоче­ го пространства печи в период прогрева остались такими же, как и до наладки (рис. 67), но оказалось возможным достигать оди­ наковых температурных условий за 1 час 30 мин. вместо 2 час.

При подаче сжатого воздуха в кессон газовой печи факел ко­ роче, чем на мазутной, и теплопередача к ванне лучше. Поэтому перепад температур по длине рабочего пространства 500-т печи,

105

Рис. 68. Изменение температуры по длине рабо­ чего пространства 500-г мазутной печи в период прогрева металлической • шихты после наладки

номера окон печи по ходу факела

Рис. 69. Изменение температуры по длине рабоче­ го пространства 500-г газовой печи в период про­ грева металлической шихты:

106

отапливаемой газом, составляет в начале прогрев^- примерно 250°, а в конце— 180—200°, как показывают результаты опытов (рис. 69), выполненных при следующих условиях:

В период плавления на 500-г мазутной печи до осуществле­ ния описанных выше мер по улучшению ее тепловой работы тем-

Номера окон печи слева направо

Рис. 70. Изменение температуры по длине рабо­ чего пространства 500-т мазутной печи в период плавления:

пературы распределялись по длине рабочего пространства, как показано на рис. 70. Опыты проведены при следующих условиях:

При подаче 4700 м3/час турбинного воздуха фокус горения расположен у первого окна по ходу факела и температура пони­ жается по длине печи до минимума у четвертого окна. При пода­ че 1600 м/3час турбинного воздуха фокус горения расположен у второго окна, и минимального значения температура достигает лишь у пятого окна, оставаясь по всей длине рабочего простран­ ства на 40—80° выше, чем при расходе 4700 м3/час турбинного воздуха (рис. 69). Таким образом, в период прогрева на 500-г га­ зовой печи расход турбинного воздуха не следует снижать менее

4500—5000 мЧчас.

107