46. Теплообмен в доменной печи.

Распределение температур в слое шихты является одним из важнейших условий, определяющих ход доменной плавки. В свою очередь температурное поле в слое зависит от теплообмене между газом-теплоносителем и шихтой. Тепло, выделяющееся в горне доменной печи, не может быть усвоено только ее нижней частью. Значительная доля тепла передается в верхние зоны, обусловливая высокую степень использования тепла в доменной печи. Во всех случаях теплоносителем является газ, образующийся у фурм печи, а поглотителем тепла – твердые или жидкие материалы. Кокс – основной источник тепла. Теплопередача в слое кусковых материалов – сложное явление. Нагрев кусков в доменной печи осуществляется конвекцией, излучением и теплопроводностью, причем конвекция – основной тип теплопередачи от газа к материалам, по крайней мере в зоне умеренных температур. Излучение играет значительную роль в зоне фурменных очагов. Теплопроводность имеет место при прогреве куска материала от поверхности к центру.Для учета всех процессов в ДП Б.И. Китаевым введено понятие «кажущейся» удельной теплоемкости, под которой понимают количество тепла, необходимое для охлаждения или нагрева единицы потока вещества на 1⁰С при протекании в потоке необходимых для нориального ведения плавки превращений и с учетом потерь.

- водяной эквивалент – кол-во тепла необходимое для изменения потока на 1⁰С. W’dT_г=W’_шdT_ш, W’ – кажущийся тепловой эквивалент – кол-во тепла, необходимое для изменения Т на 10С с учетом тепловых потерь и тепла реакций. Следовательно эффективность теплообмена зависит от отношения тепловых эквивалентов

Существует 2 зоны верхняя(m<1) и нижняя (m>1)

.

47. Горение топлива у фурм доменной печи.

Главные функции горна. 1. От горения кокса на горизонте фурм зависит скорость опускания материалов, загружаемых на колошнике доменной печи. 2. Далее при горении топлива образуется восстановительный газ, обработывающий загруженные в печь материалы. 3. В горне выделяется все или почти все тепло, необходимое для нормального протекания доменного процесса. Здесь же находится область наиболее высокой температуры. 4. Горн выполняет функции металлоприемника.

Образовавшийся в результате горения топлива монооксид углерода играет роль восстановителя окислов железа в верхних горизонтах доменной печи. Продукты горения, нагретые до высоких температур, поднимаются между кусками материалов, отдавая тепло шихте. Процесс горения топлива преимущественно протекает на границе твердой и газообразной фаз и имеет гетерогенный характер. Кислород дутья, адсорбируясь на поверхности кокса образует сложные комплексыСхОу, которые потом расрпадаются до СО и СО₂. В условиях фурменного очага, в которой с высокой скоростью постоянно поступает оксилитель, нагретый до 1100 – 1250 С, а в самом фурменном очаге температура газа не менее 1600 – 1800С, скорость горения лимитируется поступлением окислителя к поверхности реакции и скоростью поступления углерода кокса в струю газа окислителя. Так же, кроме основного топлива (кокса) в фурменных зонах горит «дополнительное топливо», вдуваемое через воздушные фурмы газообразное, жидко и измельченое твердое – пылеугольное топливо. Процесс горения топлива в фурменном очаге протекает в 3 стадии: 1.В присутствии избытка кислорода вблизи фурмы, идет полное окисление углерода 2.Углеводороды дополнительных топлив в фурменной зоне по мере смешивания со строуей горячего дутся и нагрева до температуры воспламенения так же окисляются

По этой же схеме окисляется , который может находится во вдуваемом топливе. Границы фурменной зоны определяются содержанием окислительных компонентов газа в ней СО₂ и О₂. Пространство фурменной зоны ограниченно поверхностью, на которой содержание СО₂ равно 2% -- эта зона называется окислительной зоной. Внутри окислительной зоны располагается пространство ограниченное поверхностью на которой содержание кислорода равно 1% и называемое кислородной зоной. Размеры фурменной зоны зависят от: расход, температура и влажность дутья, содержание кислорода в дутье, расход и вид вдуваемого топлива, давление газа в печи, число и диаметр воздушных фурм.

Газ который образуется из кокса в результате сжигания у фурм печи: - ВСЕГДА. Все доменные печи работают в циркуляционном режиме, т.е. куски кокса вращаются в ДП, что приводит к увеличению производительности труда.