Головна

ТЕПЛОВА РОБОТА мартенівські печі

  1. Cedil; Паралельна робота свердловинних насосів
  2. I. Самостійна робота з інформаційними джерелами
  3. II. САМОСТІЙНА РОБОТА СТУДЕНТІВ
  4. II. САМОСТІЙНА РОБОТА СТУДЕНТІВ
  5. II. САМОСТІЙНА РОБОТА СТУДЕНТІВ
  6. III. Метод визначення платоспроможності фізичних осіб, розроблена Ощадбанком Росії.
  7. III. Робота над новою темою

Протягом усіх періодів мартенівської плавки в піч піддають паливо. Під дією факела нагріваються як шихта, так і кладка печі. Близько 90% тепла від факела до ванни передається випромінюванням і 5-15% - конвекцією. Частка тепла, переданого конвекцією, зростає в міру підвищення потужності факела. Потужний факел забезпечує гарне змішування палива з повітрям (або киснем), що подається для горіння, підвищення частки тепла, переданого ванні безпосередньо конвекцією при зіткненні факела з ванною, інтенсивну передачу ванні кисню з атмосфери робочого простору (окислювальну здатність печі). потужність факела1 визначається за формулою

Е = Mw2/ 2g,

де М- витрата палива, кисню, розпилювача, кг / с; w-швидкість їх виходу з пальника (форсунки), м / с

Відповідно до відомої формулою Стефана-Больцмана кількість тепла Q, переданого холодної шихті випромінюванням, може бути виражено формулою

Q= еп[(Тг/ 100)4- (Тх/ 100)4],

де  - Коефіцієнт, що враховує оптичні властивості кладки і форму робочого простору; en- ступінь чорноти полум'я; Тги Тх - Температури факела (гарячого) і шихти (холодної).

Таким чином, чим вище температура факела і ступінь чорноти полум'я, тим інтенсивніше нагрівається шихта і тим менше часу витрачається на плавку. Підвищення температури факела досягається поліпшенням ступеня нагріву повітря і газу в регенераторах і збагаченням повітря киснем, підвищення ступеня чорноти факела - карбюрація полум'я. Двохатомні гази (02, N2, H2) Практично лучепрозрачни для всіх довжин хвиль, трьохатомні (СО2, Н2О, S02) володіють деякою випромінювальною здатністю, проте ступінь чорноти полум'я гарячого чистого газу становить всього 0,1-0,2.

Щоб підвищити ступінь чорноти полум'я, необхідно забезпечити в ньому вміст твердих «чорних» частинок (в першу чергу вуглецевих). Вуглецеві частки можуть з'явитися в полум'я в результаті розкладання вуглеводнів

CxHy = xCтв + Y / 2H,

а також при добавці до подається в піч газу різних рідких або твердих палив, багатих вуглецем і складними вуглеводами (мазут, кам'яновугільний пек). Ступінь чорноти полум'я е " не повинна бути нижче 0,5; в більшості випадків вона складає 0,55-0,75.

При одній і тій же характеристиці факела різницю (Гг/ 100)4- (Гх/ 100)4 тим вище, чим холодніше шихта. Найбільш низька температура шихти спостерігається під час завалювання і на початку періоду плавлення. Ступінь чорноти холодної твердої шихти близька до одиниці (0,92-0,95). У цей період передача тепла від факела до шихті максимальна; вона настільки велика, що практично немає небезпеки оплавлення вогнетривів і в піч подають максимальну кількість палива. У міру нагрівання шихти температура 7Х зростає, шихта розжарюється, покривається шлаком і сама починає відбивати теплові промені, в результаті чого умови поглинання тепла шихтою погіршуються. Щоб уникнути перегріву і оплавлення вогнетривів зменшують подачу палива.

Таким чином, витрата палива по ходу плавки змінюється. Максимальна величина витрат палива - під час завалювання і на початку періоду плавлення. Подається в цей час кількість тепла називають максимальної тепловим навантаженням. У міру нагрівання шихти подачу палива зменшують і теплове навантаження знижується (рис. 16.9). Частка від ділення загальної витрати тепла палива для однієї плавки на тривалість плавки називають середньої тепловим навантаженням, або середньої тепловою потужністю печі.

Середня теплове навантаження в залежності від ємності печі зростає від 23 МВт для 125-т печі до 70 МВт для 900-т печі. Ставлення максимального теплового навантаження до середньої теплової навантаженні називають коефіцієнтом форсування, величина якого коливається для різних печей від 1,25 до 1,50. Високі значення коефіцієнта форсування характерні для печей, що працюють із збагаченням повітря киснем.

Витрата палива на опалення мартенівської печі при розрахунках печі визначається за тепловим балансом.

Прибуткова частина балансу складається з наступних статей:

1) тепло, що вноситься шихтою (рідким чавуном);

2) тепло, що виділяється при окисле ванні домішок шихти і при шлакообразованіе;

Мал. 16.9.Схема зміни теплового навантаження по ходу плавки в мартенівської печі:

А - початок завалювання і прогріву твердої шихти; Б - початок заливки рідкого чавуну; По-повне розплавлення шихти; Г випуск

3) тепло згоряння СО, що виділяється з ванни при її кипінні, до С02;

4) фізичне тепло нагрітих повітря і газу;

5) тепло згоряння палива. Видаткова частина балансу складається з

наступних основних статей:

1) тепло на нагрівання ванни (металу і шлаку);

2) тепло на випаровування вологи, що потрапила в піч разом з шихтою;

3) тепло, витрачений на відновлення оксидів заліза залізної руди (якщо в піч завантажувалася залізна руда);

4) тепло на розкладання вапняку (якщо в піч завантажувався вапняк) і на нагрів утворюється при розкладанні вапняку СО2;

5) тепло, що пішло на нагрів СО2, Що утворився при згорянні виділяється з ванни СО;

6) втрати тепла з вибивається з печі газами;

7) втрати на дисоціацію і від недогорания палива;

8) втрати тепла через кладку робочого простору печі і з водою, що охолоджує окремі елементи печі;

9) втрати тепла від його випромінювання в відкриті завалочні вікна і через щілини в кладці печі;

10) втрати тепла з димовими газами.

Прирівнюючи прибуткову і витратну частини балансу, по їх різниці визначають тепло згоряння палива. Знаючи теплотворну здатність палива, можна визначити його витрата (див., Наприклад, табл. 16.1).

Таблиця 16.1.Тепловий баланс робочого простору мартенівської печі

 Основні статті приходу тепла %  Основні статті витрат тепла %
 Тепло рідкого чавуну1  0-12  Нагрівання сталі та шлаку  18-25
 Тепло реакцій окислення домішок  8-17  Нагрівання СО і СО2, Що виділяються з  1,5-2,0
 і реакцій шлакоутворення    ванни  
 Тепло згоряння палива  45-60  Нагрівання і розкладання залізної руди і вапняку  1,0-10
 фізичне тепло2 підігріву газу3 і повітря  26-32  Втрати тепла з димовими газами  45-60
     втрати тепла  15-25
     В тому числі:  
     з охолоджувальною водою  5-15
     через кладку  4-6

'При роботі на твердій завалці (скрап-процес) немає приходу тепла рідкого чавуну, менша кількість тепла виділяється при протіканні реакцій окислення домішок, менше витрата тепла на нагрів і розкладання залізної руди і вапняку (так як їх расхорд менше) і т. Д.

2Частина тепла, що буря з робочого простору газами, повертається у вигляді тепла підігріву газу і повітря.

3У печах, опалювальних висококалорійним паливом, газ не підігрівається.

При розгляді теплового балансу всієї печі стає зрозумілим основна відмінність теплового балансу мартенівської печі від теплового балансу конвертера: якщо в конвертері основна частка приходу тепла - це тепло екзотермічніреакцій, то в мартенівської печі на частку тепла екзотермічних реакцій припадає менше 20% приходу тепла. Це зрозуміло, тому що в мартенівської печі переробляється значна кількість сталевого брухту (його потрібно розплавити, і в ньому майже немає домішок) і, крім того, мартенівська піч представляє собою громіздке спорудження з масою футерування, набагато більшою, ніж конвертер. Якщо кількість переробляється в печі брухту зменшити і працювати майже повністю на рідкому чавуні, то можна знизити витрату палива до нуля. Однак мартенівська піч погано пристосована для роботи на одному рідкому чавуні; переділ в сталь рідкого чавуну краще здійснювати в конвертері. Мартенівська піч - агрегат, створений для переробки значної кількості сталевого брухту.

Зменшити абсолютну величину витрати тепла на нагрів сталі та шлаку неможливо, так як і сталь, і шлак необхідно нагрівати до певної температури. Однак підвищити частку цих статей в тепловому балансі можна, зменшуючи інші статті видаткової частини балансу: .Кількість тепла, що буря продуктами згоряння (в результаті поліпшення теплопередачі), втрати тепла в навколишнє середовище при охолодженні і інших процесах (в результаті скорочення тривалості плавки і поліпшення конструкції печі). Заходи, спрямовані на скорочення тривалості плавки, змінюють тепловий баланс таким чином, що частка корисно витрачається тепла (на нагрів сталі та шлаку) зростає.

16.4.1. Утилізація тепла відхідних газів і очищення газів.З даних теплового балансу слід, що більше половини загальної кількості тепла йде з робочого простору печі разом із тими, димовими газами. Температура продуктів згоряння при виході з робочого простору близько 1700 "С. Внаслідок підсосу повітря і втрат тепла при проходженні через вертикальні канали та шлаковики температура газів на вході в регенератори знижується до 1550- 1600 ° С. Температура газів, що виходять з насадок регенераторів, становить вже 500-800 ° С. При проходженні через кабана і перекидні клапани температура продовжує знижуватися (головним чином в результаті підсосу повітря) ще на 100-200 ° С.

Таким чином, перед димарем температура газів, що відходять становить 450-700 ° С, т. Е., Не дивлячись на істотне охолодження, на виході з агрегату з газами несеться близько 1/3 загальної кількості тепла, що надходить в піч. Утилізацією цього тепла досягається помітне підвищення показників роботи печі. Для цього за мартеновскими печами встановлюють котли-утилізатори. Найбільш поширений котел з багаторазової примусової циркуляцією води. У сучасних котлах-утилізаторах використовується 60-70% тепла відхідних продуктів згоряння, отримують 350-450 кг пара на 1 т сталі, що виплавляється. Температура продуктів згоряння в котлах-утилізаторах знижується до 150-230 ° С. З такою температурою гази можна відсмоктувати через димосос прямої дії.



Попередня   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   Наступна

ОСОБЛИВОСТІ РОБОТИ конвертерів з донною продувкою | Конвертерного процесу з комбінованою продувкою | високофосфористих ЧУГУНОВ | З ВИКОРИСТАННЯМ в шихті великої кількості МЕТАЛЕВОГО ЛОМА | Продувки в конвертерах з циклічним витрати кисню | ЗАСТОСУВАННЯ пульсує дуття | КОНВЕРТЕР - АГРЕГАТ ДЛЯ НОВИХ ПРОЦЕСІВ | КОНТРОЛЬ І АВТОМАТИЗАЦІЯ конвертерного процесу | ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ | КОНСТРУКЦІЯ І РОБОТА мартенівські печі |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати