В связи с современной тенденцией увеличения доли металлолома в шихте кислородных конверторов, двухванных мартеновских печах одним из способов повышения эффективности тепловой работы агрегатов является факельный обогрев шихты через топливно – кислородные горелки и продувочные кислородные фурмы для интенсификации технологических процессов и дожигания окиси углерода над зоной продувки по ходу плавки.
Для анализа эффективности тепловой работы печей используют уравнение полного теплового баланса:
(1)
где - тепло выделяемое при сжигании топлива, Дж; В – расход топлива, м3/с; - низшая теплота сгорания топлива; - физическое тепло вносимое вентиляторным воздухом идущим на горение; LД - действительный расход воздуха, м3/с; - теплоемкость воздуха; - температура подогрева воздуха, оС; - физическое тепло вносимое топливом, например мазутом или природным газом; - теплоемкость топлива; - температура подогрева топлива с учетом подачи пара; - тепло экзотермических реакций в ванне; - тепло от дожигания СО над ванной; - тепло уходящих газов; VД - объем отходящих газов из печи; - теплоемкость дыма; tД - температура уходящих из печи газов; qпот - все виды тепловых потерь в рабочем пространстве печи; t- длительность периода плавки.
Важной характеристикой является коэффициент теплоиспользования печи:
(2)
где - суммарный приход тепла при работе агрегата в режиме печи теплообменника; - суммарный приход тепла при работе агрегата в режиме печи – теплогенератора.
Из анализа выражения (2) следует, что при продувке ванны кислородом, т.е. при значение , что обеспечивается увеличением путем интенсификации режимов нагрева и обезуглероживания металла в печи.
Интенсивная продувка сталеплавильной ванны кислорода сопровождается снижением расхода топлива и увеличением тепла от дожигания СО , что способствует протеканию процесса плавки стали при экономии топлива.
При вдувании в ванну 1 м3 кислорода выделяется 2 м3 СО, следовательно, интенсивности продувки металла выделяется 10 тыс. м3/час СО из зоны продувки печи и в результате приход тепла составит Для дожигания выделившегося СО потребуется соответствующий расход кислорода в атмосферу этого газового потока.
Производительность печи (Рп = G/tS) определяется временем общей продолжительности плавки:
(3)
где - необходимое тепловыделение сталеплавильной ванны за плавку, МДж; - удельное теплоусвоение ванны в единицу времени, МДж/ч; G – емкость печи, т.
Таким образом, важным является создание максимально благоприятных условий по интенсификации тепловой работы печи.
Работа выполнена под руководством проф., д.т.н. Меркера Э.Э.