56. Вдувание угля в горн печи.

Большим преимуществом пылевидного угля по сравнению с другими видами топлива является его низкая стоимость. При вдувании измельченного твердого топлива затраты и тепла на процессы термического его разложения небольшие, что обеспечивает сравнительно высокий (особенно по отношению к при родному и коксовому газам) приход тепла в горн доменной печи.

Основным следствием воздействия измельченного угля на процесс является непосредственная замена углерода кокса углеродом угля. В отличие от газообразных и жидких восстановителей уголь практически не содержит водорода (кроме содержащегося в летучих и водяном паре), поэтому вдувание угля в горн оказывает слабое влияние на ход восстановительных процессов. Зола угля несколько увеличивает выход шлака в печи, что снижает экономию кокса при вводе угля в печь. Сера, вносимая углем, может частично переходить в чугун, что требует ограничения используемых углей по их сернистости. При вдувании угля газодинамические условия плавки практически не меняются. В связи с этим лимитирующим фактором количества используемого твердого топлива является нагрев горна. Уменьшение прихода тепла в горн из-за меньшей по сравнению с коксом теплоты сгорания угля и наличия водяных паров, претерпевающих в горне диссоциацию, приводит к снижению температуры горна. Поэтому в доменной плавке следует использовать высушенные угли. На основе результатов многочислен­ных исследований на горячих стендах и на доменных печах в настоя­щее время хорошо известны условия, которые обеспечивают замену до 40—45% кокса вдуваемым пылеугольным топливом. К ним отно­сятся: 1. Высокое качество кокса, применяемого в доменной плавке. 2. Высокое качество угля, используемого для вдувания в доменную печь. 3. Применение специальной техники вдувания, обеспечивающей полноту сжигания угля в фурменной зоне. 4. Обогащение дутья кислородом и вдувание кислорода совместно с углем.

В связи со снижением газопроницаемости столба шихты при вду­вании значительных количеств ПУТ и для поддержания производи­тельности печей на необходимом уровне расход дутья сокращают, обогащая его кислородом.

57. Вдувание горячих восстановительных газов.

При работе домен­ной печи на сухом атмосферном дутье образующийся при горении уг­лерода кокса горновой газ содержит примерно 35% СО и 65% N₂. Гор­новой газ является основным источником тепла, необходимого для развития всех процессов, обеспечивающих получение чугуна задан­ного состава. Энтальпия горнового газа на нормально работающих доменных печах соответствует теоретической температуре горения кокса 2000-2200 °С. Если бы развитие техники позволило вне доменной печи получить газ, состоящий из 35% СО и 65% N₂, нагреть его до 2000-2200 °С и по­дать в фурменную зону печи, то, отвлекаясь от газодинамики плавки, потребность доменной печи в коксе в этом идеальном случае ограни­чилась бы расходом его на реакции прямого восстановления и наугле­роживание чугуна. Поэтому большой интерес представляет идея вду­вания восстановительного газа, нагретого до максимально возможной температуры, в горн доменной печи. При этом вдуваемый газ может содержать больше восстановительных компонентов, чем горновой газ, что обеспечит более эффективное протекание непрямого восста­новления. Нагрев искусственно полученного газа до теоретической температуры горения углерода кокса у фурм и дос­тавка его к доменной печи вряд ли реальны. В то же время повышение содержания восстановителей в горновом газе почти до 100% является возможным. По сравнению с вдуванием сырого природного газа, мазута или других углеводородов использование горячих восстановительных га­зов имеет преимущество в том, что не затрачивается тепло на диссо­циацию углеводородов. Восстановительный газ получают либо конверсией газообразных или жидких углеводородов, либо газификацией твердого топлива. Ос­новным видом газообразного топлива для производства восстанови­тельного газа является природный газ.