Совершенствование теплового режима доменной плавки с целью повышения технико-экономических показателей работы печи

• Автор: Мишин, Юрий Петрович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ПРОЦЕСС ГОРЕНИЯ КОКСА У ФУРМ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ЛИТЕРАТУРНЫМ ДАННЫМ.

1.1. Механические процессы в фурменной зоне

1.2. Кинетика горения кокса у фурм доменной

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ НА

ДОМЕННОЙ ПЕЧИ.

2.1. Специальный фурменный прибор для скоростной киносъемки процессов, происходящих перед воздушной фурмой

2.2. Отбор проб газов, чугуна и шлака и измерение температур в фурменных очагах

Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
ФУРМЕННЫХ ЗОН ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Ш НПО ТУЛАЧЕРМЕТ.,.
3.1. Характеристика работы доменной печи
в период изучения окислительной зоны
3.2. Движение кокса перед фурмами .
3.3. Изменение состава фурменных газов по
длине фурменной зоны.
3.4. Температура и статическое давление в фурменной зоне доменной печи
3.5. Газодинамические и температурные условия
в фурменном очаге горения кокса
3.6. Исследование проб жидких продуктов плавки,
извлеченных из фурменной зоны
доменной печи
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ВЫЧИСЛЕНИЯ
ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ГОРЕНИЯ КОКСА И
ДОПОЛНИШЬНОГО ТОПЛИВА ПЕРЕД ФУРМАМИ
ДОМЕННОЙ ПЕЧИ
4.1. Значение теоретической температуры
горения кокса.
4.2. Методики расчета теоретической температуры горения кокса у фурм доменной печи
4.3. Уравнение теплового баланса фурменного очага горения и расшифровка входящих
в него величин
4.3.1. Определение количества золы кокса, поступающей в фурменную зону.
4.3.2. Расширение струи дутья и природного
газа на выходе из фурмы
4.4. Тепловой эффект реакции горения углерода
кокса у фурм доменной печи
4.4.1. Исследование свойств кокса, отобранного на различных горизонтах доменных печей
НПО Тулачермет
4.4.2. Рентгенографическое исследование
структуры углерода кокса.
4.4.3. Определение теплотворной способности
углерода кокса на калометрической бомбе.
4.5. Результаты расчета теплового баланса зоны горения кокса и дополнительного топлива
4.6. Вывод формулы для расчета теоретической
температуры горения кокса.
4.7. Влияние различных факторов на теоретическую температуру горения кокса у фурм доменной
Выводы по главе 4.
ГЛАВА 5. ЗАДУВКА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ С ВДУВАНИЕМ
КИСЛОРОДА В ГЛУБЬ ГОРНА
5.1. Особенности теплового режима горна
в задувочный период
5.2. Система подачи кислорода в
центральную часть горна
5.3. Работа доменной печи в период раздувки
Выводы по главе 5
ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


К. Бэрно с помощью стереоскопической съемки определил траектории движения кусков кокса в фурменной зоне / /. Анализ траекторий позволил установить, что скорость движения кусков кокса в струе доходит до м/с. При подъеме и возвращении обратно их скорость значительно понижается и вновь возрастает после того, как куски попадают в струю дутья. Произведенные институтом металлургии им. A.A. Байкова (работы к. J1. Ходака) скоростные киносъемки движения кокса перед фурмами доменных печей на Новотульском металлургическом заводе показали, что основная масса кусков кокса размерами 8- мм движется в потоке дутья со скоростью от 3 до м/с, что в - раз меньше скорости струи, выходящей из фурмы / /. Явление циркуляции кокса перед фурмами доменной печи было подробно изучено на лабораторных моделях / ,- /. По данным Д. Б. Вэгстафа зона циркуляции имеет почти правильную сферичкскую форму, слегка вытянутую по линии оси фурмы, а струя дутья является как бы касательной к этой зоне / ,, /. Таким образом, происходит непрерывный обмен частицами с окружающей полость циркуляции средой. В ФРГ были проведены эксперименты на моделях с использованием в качестве засыпи парадихлорбензола - материала, способного сублимироваться, что иммитирует горение кокса у фурм доменной печи / /. Результаты исследования показали, что частицы материала совершают круговые движения в области фурм до тех пор, пока они не становятся очень маленькими и не уносятся дутьем в слой окружающего материала. Эти частицы могут забивать промежутки между крупными кусками, образуя более или менее плотный слой. Форма зоны циркуляции зависит от газопроницаемости этого слоя и может принимать различные геометрические очертания. В работе / / указывается, что пространство, занимаемое движущимся материалом имеет форму, близкую к эллипсу, большая ось которого при малых расходах воды параллельна, а при больших - перпендикулярна оси фурмы. По данным проведенных в Японии исследований на моделях установлено, что зона циркуляции имеет эллиптическую форму, вытянутую в направлении центра печи / /. Организация исследований на моделях позволяет получить данные о размерах фурменных зон только в вертикальном сечении. Определение развития фурменных очагов в горизонтальном направлении было произведено В. К. Вакуленко, В. Н. Морозовым, М. В. Сметаниным и др. Результаты этих исследований свидетельствуют о том, что зона горения в большей степени развита в вертикальном направлении, чем в горизонтальном. Окислительная зона (по содержанию С0? Серия исследований, проведенная ДМЕТИ и заводом им. Петровского на действующих доменных печах путем зондирования горна под углом к оси фурмы через специальные отверстия, расположенные между фурмами, свидетельствует о том, что фурменные очаги горения имели вытянутую к центру печи эллиптическую форму и не смыкались между собой / - /. Значительное количество работ посвящено определению размеров зон горения кокса в доменной печи. Предложены различные формулы для расчета протяженности фурменного очага / ,- /. Размеры зон горения связывают с кинетической энергией дутья / 3,, /, с полной энергией струи дутья / /, с соотношением между количеством сгорающего и поступающего на фурмы кокса / /, динамического давления струи дутья и сил сопротивления сыпучей среды / /. Циркуляция кокса происходит во всем объеме фурменной зоны, представляя собой "опрокинутый фонтан". Наличие нижней ветви циркуляции отмечалось в работах / ,, /. Поступление кокса в фурменную зону происходит сверху у торца фурмы и частично снизу, на что указано в работах / , /. B.C. Фиалков и В. К. Грузинов / , / высказали предположение о том, что поступление кокса в зону циркуляции из расположенной над ней зоны разрыхления предшествуют стадии образования и раз рушения динамически неустойчивых сводов. При этом перемещение кусков носит не непрерывный, а дискретный характер. Однако такое дискретное поступление материала и обрушение неустойчивых сводов не было обнаружено при проведении скоростных киносъемок фурменных зон на действующих доменных печах / - /.