Содержание к диссертации
Введение
1. Расчетно-теоретйяеское обоснование экономии кокса при вдувании пылеугольного топлива 10
1.1 Аналитический обзор с изложением основ методики расчетов на ЭВМ 10
1.2 Результаты расчетного анализа с уравнениями для определения теоретического эквивалента замены кокса вдуваемым твердым топливом 19
2. Аналишческое определение рациональных параметров дутьевого режима доменной печи при подаче пылеуголь ного топлива 30
2.1 Основы методики расчетов на ЭВМ 30
2.2 Результаты расчетного анализа пофакторным парным корреляционным и многофакторным регрессионным методами 35
3. Экспещуентальные исследования процесса формирования газовой фазы в фурменной ЗОНЕ 46
3.1 Обзор опубликованных опытных данных 46
3.2 Обсуждение материалов исследований при вдувании пылеугольного топлива 48
4. Разработка и исследование узла ввода пылеугольного топлива в горн 71
4.1 Обоснование путей интенсификации процесса сжига ния вдуваемого твердого топлива 71
4.2 Результаты экспериментов по разработке узла ввода 77
5. Опытно-пршышленные доменные плавки с использованием пылеугольного топлива 89
5.1 Обзор опубликованных материалов 89
5.2 Технологические основы рациональной компановки оборудования и отработки режима пылевдувания 92
5.3 Показатели опытных доменных плавок 98
5.4 Экономическая эффективность использования пылеугольного топлива 113
Заключение 118
Список литературы 123
Приложение 138
- Результаты расчетного анализа с уравнениями для определения теоретического эквивалента замены кокса вдуваемым твердым топливом
- Результаты расчетного анализа пофакторным парным корреляционным и многофакторным регрессионным методами
- Обсуждение материалов исследований при вдувании пылеугольного топлива
- Результаты экспериментов по разработке узла ввода
Введение к работе
Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12.03. 81 г. № 264 "О мерах по повышению эффективности производства и использования металлопродукции из черных металлов в I98I...85 годах" предусмотрено, в качестве одного из важнейших направлений развития доменного производства, внедрение технологии плавки с вдуванием в горн пылеугольного топлива (ПУТ) с целью сокращения расхода дефицитного и дорогостоящего кокса на выплавку чугуна.
ЦК КПСС и Совет Министров СССР Постановлением от 02.04. 81 г. & 328 "Об основных направлениях и мерах по повышению эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в народном хозяйстве в І98І..Л985 годах и на период до 1990 года" обязали Минчермет СССР обеспечить к 1990 году применение не менее 250 тыс.тонн в год ПУТ в доменном производстве с тем, чтобы высвободить соответствующее количество кокса.
Пылеугольное топливо - мощный энергетический резерв топливной базы черной металлургии страны, способный покрыть нарастающий дефицит коксующихся углей и кокса для доменной плавки / I...20 /.
Несмотря на актуальность и перспективность технологического режима плавки с использованием угольной пыли для частичной замены кокса, новая технология еще не получила распространения на отечественных и зарубежных доменных печах, что вызывалось техническими и технологическими трудностями, а также недостаточной научной проработкой ряда важных вопросов. Длительное время в доводке нуждались устройства для подачи, распределения по фурмам и ввода пылеугольного топлива в горн, следовало научно обосновать рациональные параметры комбинированного дутья с ПУТ и углу бить теоретические положения по эффективности новой технологии, а также решить задачи ее промышленного освоения,
В предлагаемой работе изложены разработки и исследования, проведенные автором самостоятельно и в соавторстве / 21...45 /. Из задач, стоявших перед разработчиками и исследователями, были выбраны для решения и научной проработки следующие.
В теоретической части выполнена аналитическая оценка ожидаемой эффективности использования пылеугольного топлива в доменном процессе, что позволило установить закономерности экономии кокса за счет вдувания ПУТ любого химсостава и вывести уравнения, пригодные к применению в прогнозных и сопоставительных технико-экономических расчетах / 43 /. Также поставлена задача рациональной организации дутьевого режима в условиях работы на комбинированном дутье с применением ПУТ различных марок. В результате выполненной аналитической проработки были сформулированы количественные рекомендации и выведены уравнения, предложенные для практического использования / 41,42,44 /.
Технологичность и эффективность нового режима определяются полнотой сгорания и газификации угольных частиц в фурменных зонах. Попадание значительных количеств несгоревших угольных частиц за пределы фурменных зон / 85 / ухудшает дренирующую способность горна, нарушает ровность хода печи и нормальную отработку продуктов плавки, приводит к "горению" воздушных фурм, снижает технико-экономические показатели. В связи с этим, в работе были проведены промышленные исследования формирования газовой фазы в полости фурменного прибора и фурменной зоне при различных параметрах комбинированного дутья / 37 /, а также выполнена аналитическая проработка задачи рациональной организации сжигания ПУТ в горне с обоснованием путей интенсификации этого процесса / 36 /. С целью достижения высокой эффективности ис пользования пылеутольного топлива и природного газа выполнены разработки и исследования узла ввода твердого топлива в горн печи, в т.ч. согласованного с вводом природного газа / 23,39 /.
Проанализированы результаты проведенных опытно-промышленных плавок с вдуванием пылеутольного топлива в горн доменной печи 3 комбината "Запорожсталь" / 7,27,34,40 /. Всего за периоды плавок в доменную печь было подано около 55 тыс.тонн пылеутольного топлива, что привело к экономии 44 тыс. тонн кокса.
Результаты работы использованы ИЧМ и ДонНИИЧерметом при разработке технического задания на проектирование типового отечественного комплекса устройств для вдувания пылеутольного топлива в доменные печи, Гипромезом при разработке основных типовых технических решений по распределительно-дозировочным отделениям и Ленгипромезом при разработке обосновывающей документации по промышленному комплексу для вдувания ПУТ в горн доменных печей Ш 2,3,4 Орско-Халиловского металлургического комбината.
В настоящее время результаты работы используются Институтом черной металлургии при подготовке технологических заданий (ТЛЗ) на проектирование промышленных установок по схеме ИЧМ для вдувания ПУТ в доменные печи металлургических комбинатов "Запорожсталь", "Криворожсталь", им.Дзержинского и завода им.Петровского.
В работе защищаются:
1. Результаты аналитического исследования закономерностей экономии кокса при вдувании пылеутольного топлива с математическим описанием влияния химсостава углей различных марок и кокса на теоретически ожидаемую эффективность углей в доменном процессе.
2. Теоретическое обоснование и математическое описание рациональных параметров дутьевого режима доменной печи при использо вании пылеугольного топлива.
3. Установленные экспериментально закономерности горения и газификации пылеугольного топлива в горне при различных параметрах дутья и условиях доменной плавки.
4. Результаты аналитической и экспериментальной проработки задачи организации эффективного сжигания пылеугольного топлива в горне с разработкой рациональной конструкции узла ввода и обоснованием путей интенсификации.
Результаты расчетного анализа с уравнениями для определения теоретического эквивалента замены кокса вдуваемым твердым топливом
В.Н.Андронов / 46 / выполнил ориентировочный теоретический анализ эффективности вдувания различных добавок в горн доменной печи. Его метод расчета коэффициента замены кокса угольной пылью предусматривал учет изменения степени прямого восстановления прямо пропорционально изменению расхода кокса и теплоотдачу углерода пыли и кокса на фурмах.
В типовой технологической инструкции по доменному производству / 47 / ожидаемая эффективность ПУТ вычисляется по соотношению содержаний углерода в используемом угле и коксе, что исключает учет изменений соотношения прямого и косвенного восстановления и не позволяет достаточно точно определять коэффициент замены.
В работе Н.Е.Дунаева, З.М.Кудрявцевой, Ю.М.Кузнецова / 10 / предложено расчитывать дифференциальный эквивалент замены, характеризующий снижение расхода кокса на каждую последующую порцию добавляемого топлива по сравнению с предыдущей. Показано, что при увеличении расхода измельченного твердого топлива долж на наблюдаться тенденция некоторого снижения коэффициента замены кокса. Последнее не согласуется с практикой работы доменных печей с использованием ПУТ. В то же время А.Н.Рамм / 48 /, определив эффективность применения антрацита и газового угля зольностью на рабочую массу 13... 15 %, указывает, что коэффициент замены кокса таким антрацитом составит 1,1 кг/кг и не будет зависеть от расхода вдуваемой угольной пыли.
Г.А.Воловик / 50 /, обобщив опубликованные теоретические и экспериментальные данные, сделал вывод о том, что в современных условиях доменной плавки более целесообразно увеличивать расход углеродсодержащих топливных добавок, т.к. степень их использования в доменном процессе будет более высокой по сравнению с водородсодержащими добавками.
В работе В.Г.Воскобойникова, Н.Е.Дунаева, Б.Л.2ураковского, А.Г.Михалевича, Ж.Е.Слепцова / 51 / проанализирована теоретически ожидаемая эффективность ПУТ из промпродукта ЦОФ. Определено, что при использовании такого твердого топлива производительность доменной печи и эквивалент замены кокса не снижаются во всем диапазоне технологически целесообразных расходов до 80... 100 кг/т чугуна, что согласуется с данными практики и совершенствует результаты работы / 10 /. Авторы считают, что оптимальным расходом пылеугольного топлива следует признать его максимально возможный расход, с чем нужно согласиться.
И.Г.Товаровский, В.Н.Хомич, Г.П.Бояровская / 52 / проанализировали ожидаемую эффективность антрацита и газового утля определенного состава, отметив, что по характеру влияния на расход кокса измельченный уголь принципиально отличается от газообразных добавок. Если при вдувании последних экономия кокса на 85...100 % обусловлена снижением тешюпотребности процесса вследствие увеличения Ъс, , то при вдувании углей основу эффек та составляет теплоотдача в печи, которая тем выше, чем больше содержание нелетучего углерода в угле. Коэффициент замены кокса антрацитом зольностью 18 % определен равным 1,0 кг/кг, а газовым углем той же зольности - 0,80...0,86 кг/кг.
Оценку коэффициента замены кокса пылеугольным топливом выполнил С.Л.Ярошевский с соавторами / 53 /. Хотя расчетный коэффициент замены кокса тощим углем зольностью 11,4 % оказался достаточно близким к фактическому (0,99 кг/кг), авторами не была применена строгая расчетная методика, а использовались обобщенные данные из технической литературы.
Аналитическое исследование работы доменной печи при применении пылеугольного топлива, природного газа и кислорода выполнили А.В.Бородулин, А.В.Дидевич, А.М.Камардин и др., применив теплоэнергетический метод расчета показателей доменной плавки / 56 /. Установлено, что природный газ экономит кокс за счет сокращения процессов прямого восстановления железа, а угольная пыль заменяет кокс в основном как теплоноситель. Сделан вывод о том, что потенциальные возможности экономии кокса за счет применения угольной пыли значительно выше возможностей природного газа.
Как видно из приведенного обзора, в вопросах эффективности ПУТ отсутствует единство представлений и имеется потребность в уравнениях для практического использования и рекомендациях, охватывающих реальную более широкую гамму марок пылеугольного топлива.
Ориентируясь на современные условия плавки, мы сформулировали задачу, опираясь на изученные технологические закономерности и соотношения без проблематичных в настоящее время корректировок результатов на возможные непроизводительные затраты угле родай.
В качестве исходных условий взяты следующие параметры работы доменной печи № 3 комбината "Запорожсталь" по данным фактического материально-теплового баланса: » = 458,4; С0о- 777,4;
В расчетах принималось пылеугольное топливо различных марок, элементарный состав которого приведен в таблице I.I. Определена и проанализирована теоретически ожидаемая экономия отечественного кокса некоторых предприятий, технический анализ которого сведен в таблицу 1.2.
Результаты расчетного анализа пофакторным парным корреляционным и многофакторным регрессионным методами
Установлено, что применяемый на практике эквивалент для природного газа и угольной пыли можно более точно вычислять из сле-дущих соотношений:
Из выражений 2.24, 2.25 вытекает, что при щг - 0,01 по воздействию на Ттеор I м3 природного газа эквивалентен 4,34 кг угля АШ и 3,42 кг угля Т , а при Щг =0,20 этот эквивалент снижается для АШ до 3,36 кг, а для Т до 2,66 кг, что должно учитываться технологами. Аналогичные соотношения получены и для других рассмотренных нами марок углей.
Определено, что увеличение Qy , Qr , и f приводит к строго линейному увеличению выхода фурменного газа в количествах в соответствии с таблицей 2.2, предлагаемой для практического использования.
Методом многофакторного регрессионного анализа, адекватно описывающим результаты эксперимента / 73 /, получены нелинейные (второго порядка) и линейные уравнения для вычисления Ттеор по параметрам комбинированного дутья и пылеугольного топлива / 41,42 /:
Более точны нелинейные уравнения, рекомендуемые к использованию в исследовательских целях; линейные уравнения пригодны для практического применения на доменных печах.
В таблице 2.3 приведены значения коэффициентов нелинейных уравнений и статистические оценки точности аппроксимации; то же применительно к линейным уравнениям показано в таблице 2.4.
Обобщение значений коэффициентов линейных уравнений 2.27 позволяет рекомендовать технологам для практического использования либо их точные значения по таблице 2.4 для конкретных режимов и марок углей, либо следуюпще величины влияний параметров дутья на теоретическую температуру горения: - увеличение влажности дутья на I г/м3 снижает Ттеор на 3,6... 3,7С; - увеличение температуры дутья на 1С увеличивает Ттеор на 0,65С; - увеличение концентрации кислорода в дутье на I % повышает Ттеор на 39,0С; - увеличение расхода природного газа по отношению к дутью на I % снижает Ттюр на 45,7...46,5С; - увеличение расхода угольной пыли на 10 г/м3 дутья снижает Ттеор »С на следующую величину в зависимости от марки угля: торф - 27,7; Б2 - 21,4; Д - 21,2; Г - 19,9; Ж - 19,0; К - 18,2; Т - 17,0; ПА. - 16,4; АШ - 13,9; АЛ, АК - 14,0. Обобщение значений коэффициентов нелинейных уравнений 2.26 по таблице 2.3 позволяет рекомендовать для использования более точные влияния параметров дутья на теоретическую температуру горения (в условиях необходимости использования строго точных данных для конкретных марок углей или режимов без углей брать зна чения из таблицы 2.3: - увеличение влажности дутья на I г/м3 снижает Ттеор на 3,36...3,41С; - увеличение температуры дутья на 1С увеличивает Ттеор на 0,63...0,64С; - увеличение расхода угольной пыли на 10 г/м3 дутья снижает Ттеор, С на следущуга величину в зависимости от марки угля: торф - 27,1; Б2 - 20,8; Д - 20,6; Г- 19,3; Ж - 18,3; К - 17,5; Т - 16,3; ПА. - 15,7; АШ - 13,2; АП,АК - 13,4; - влияния расхода природного газа и концентрации кислорода в дутье на Тт&ор носят нелинейный характер и в рассмотренном диа пазоне описываются уравнениями: где &ТІ}г - изменение Ттеор, С, вызываемое частным влиянием природного газа; & I (и - изменение Ттеор у С, вызываемое частным влиянием дополнительного кислорода; Of ,ВІ,ДІ}ЕІ - коэффициенты, приведенные в табли це 2.3; А/ - коэффициент, приведенный в таблице 2.5. По результатам задачи, решенной многофакторным регрессионным методом, предлагаем для использования таблицу эквивалентных изменений параметров комбинированного дутья с пылеугольным топливом (таблица 2.6). В ходе выполненного поиска зависимостей для сопоставительных и црогнозных технико-экономических расчетов методом множественного регрессионного анализа получены уравнения для определения коэффициентов 33j и Б2 непосредственно по элементарному со Полученные уравнения, с коэффициентами множественной корреляции 0,9999 и остаточными среднеквадратичными отклонениями 6,28...6,30 град/кг угля на I м3 доменного дутья, удовлетворяют любой марке БУТ в следующих заданных пределах изменения пара-метров элементарного состава углей, %: t\y = 1,4. ..33,0; о у = 0,2...6,0; Су = 49,0...95,0; Ну = 1,0...5,8; 0/ =0,9...32,5. Величины Б -Ю и Bj IO дают корректные значения снижений Ттеор на фурмах доменной печи от вдувания каждых 10 г/м3 дутья ПУТ любой марки и рекомендуются для использования в качестве эквивалентов ("норм компенсации"). Х)В алгоритм-программу заложили 270 элементарных составов ПУТ с широким варьированием параметров. 1. Определены значения линейных влияний расхода ПУТ, температуры и влажности дутья на теоретическую температуру горения. Нелинейные влияния расхода природного газа и концентрации кислорода в дутье на температуру горения впервые описаны уравнениями второго порядка. 2. Разработаны корректные линейные и нелинейные (второго порядка) уравнения для вычислений теоретической температуры горения по параметрам комбинированного дутья и пылеугольного топлива. Впервые разработаны уравнения для расчета теоретической температуры горения по параметрам комбинированного дутья и элементарному составу пылеугольного топлива любой марки. 3. Определены значения эквивалентных изменений параметров комбинированного дутья и пылеугольного топлива различных марок. 4. Рассчитаны количественные влияния на выход фурменного газа изменений расхода угольной пыли различных марок, природного газа, содержания кислорода в дутье и влажности дутья.
Обсуждение материалов исследований при вдувании пылеугольного топлива
С целью исследования процесса формирования газа в полости воздушной фурмы на доменной печи были установлены специальные фурмы / 84 /, позволяющие производить отборы проб газа из полости вблизи устья. Такая фурма (рис.3.1) оборудовалась четырьмя газоотборными отверстиями (ЇЇїї 1,2,3,4), расположенными на расстоянии 100 мм от устья. Отверстие її I расположено на расстоянии 260 мм от оси ввода природного газа, а її 4 - на расстоянии 370 мм от ввода пылеугольного топлива.
На рис.3.1 показана специальная фурма с подводом пылеугольного топлива (узел ввода пробоотборных медных трубок через телофланца для наглядности условно развернут на 90 по часовой стрелке). Расход природного газа на фурму изменялся через каждые 50 м3/ч от нуля до максимально возможного - 750 м3/ч, а угольной пыли чугуна и использовании угольной пыли из антрацитовых штыбов марки АШ со следующими характеристиками:химический состав золы.химический состав летучих веществ, % (весовые): С0 -38,0 СО =щ0 - от нуля до 500 кг/ч. Отборы проб газа с помощью дутье с температурой П00...П50С.
Экспериментами установлено, что в указанных условиях частицы угля марки Ш не успевают воспламениться на участке полости фурмы протяженностью 370 мм. В пробах газа, отбираемых из отверстия 4, находились только непрореагировавшие частицы ПУТ при полном отсутствии продуктов горения.
С целью изучения взаимодействия топливных струй в рабочем канале фурмы было исследовано реагирование природного газа с дутьем в районе отверстия № I (рис.3.2). При низких расходах газа (100...200 м3/ч) отмечалось сжигание углеводородов у стенки фурмы со стороны подвода газа - содержание 00 и 00% достигало здесь соответственно 7 и 3,5 % при одновременном снижении 0& до 3 %, По мере увеличения расхода природного газа степень его взаимодействия с кислородом дутья уменьшалась. При расходах газа более 450 м3/ч на фурму его факел отклоняется от периферии к оси фурмы, о чем свидетельствует уменьшение CHtf в газовой фазе с 21 до 18 % (при расходе газа 750 м3/ч). В районе газоотборных отверстий № № 2 и 4 процесс горения природного газа имел место, но при относительно низких расходах его факел простирался в стороне от исследуемых участков полости фурмы, что видно на рис.3.3. При расходе газа более 550 м3/ч его факел распространяется в полости фурмы до газообразных отверстий В 2 и № 4, о чем свидетельствует резкое увеличение в газовой фазе содержаний
. При этом характерно, что у газоотборного отверстия Л 3 во всех опытах присутствовало только дутье.
Полученные результаты исследований легли в основу предложения по согласованию узлов ввода в горн пылеугольного топлива и природного газа / 25,39 /.
Выполнены исследования формирования газовой фазы по сечению горна по принятой методике с использованием электрической лебед ки и водоохлаждаемого зонда наружным диаметром 60 мм (через фурму диаметром 180 мм). Отборы проб газа производились непосредственно после выпуска чугуна при работе доменной печи с параметрами согласно табл.3.1.
Состав газовой фазы в сопоставимых условиях при работе доменной печи с вдуванием природного газа на атмосферном дутье показан на рис.3.4, который получен в результате усреднения 176 разовых проб газа. Анализ данных позволяет отметить, что в устье фррмы протекает процесс горения природного газа (содержание COz и СО равно 9,0 %), однако продукты горения газа неравномерно распределяются в объеме фурменного очага, о чем свидетельствует наличие минимума СО в окислительной зоне. На рис.3.5 показан состав горнового газа при работе доменной печи с вдуванием природного газа на обогащенном кислородом дутье (среднее из 182 проб газа). В этих условиях происходит более интенсивное горение природного газа в полости фурмы и при выходе из фурмы (содержание COz и СО возрастает до II... 13 %). При обогащении дутья кислородом его кинетическая энергия была несколько ниже, что, по-видимому, обусловило сокращение на 250 мм протяженности окислительной зоны. Увеличение содержания COz в фокусе горения на 3...4 % и СО за пределами окислительной зоны связано с обогащением дутья кислородом.
На рис.3.6 и 3.7 отражено изменение состава газа в горне при использовании пылеугольного топлива совместно с природным газом (среднее из 280 проб газа). Эти данные иллюстрируют тот факт, что вдувание пылеугольного топлива совместно с природным газом приводит к увеличению на 4...5 % выхода СО в окислительной зоне при одновременном сокращении выхода COz (Щ?и увеличении расхода угля до 350...450 кг/ч на исследуемую фурму COz в максимуме снижается на 4...5 %).
Результаты экспериментов по разработке узла ввода
Разработка узла ввода добавки - сложная научно-техническая задача. Достаточно отметить, что несмотря на широкое распространение на доменных печах отрасли природного газа, до настоящего времени узел его ввода в горн совершенствуется с целью повышения эффективности использования газа.
Узел ввода пылеугольного топлива в горн печи должен прежде всего обеспечивать полноту газификации частиц в окислительных зонах, удобство в эксплуатации, достаточный срок службы. Массовое попадание несгоревших угольных частиц за пределы фурменных зон ухудшает дренирующую способность горна, нарушает ровность хода печи и нормальную отработку продуктов плавки, приводит к "горению" воздушных фурм, снижает технико-экономические показатели / 85 /.
За рубежом / 17 / отработан ввод угольной пыли в горн через тело фурменного сопла посредством стационарной форсунки из жаростойкой стали. В СССР на металлургических комбинатах Карагандинском, "Запорожсталь" и Донецком заводе совместно с институтами ЦЕИИЧМ, ИЧМ, ДонВИИЧМ испытывались различные способы и устройства для ввода ПУТ / 15 / : через специальный фланец воздушной фурмы, водоохлаждаемуго полость фурмы, тело сопла, фланец колена.
Первоначально нами был впервые разработан и испытан ввод пылеугольного топлива в горн через утолщенный фланец воздушной фурмы по криволинейному каналу, покрытому износостойким сплавом / 7,8,99 /. В процессе вдувания ПУТ передняя часть внутреннего стакана фурмы подвергалась интенсивному абразивному износу вплоть до образования отверстия (рис.4.3) и выходу фурмы из строя через 7...10 суток. В дальнейшем внутренний стакан фурмы Предложение, академика АН УССР З.И.Некрасоба и соавтор наплавляли износостойким сплавом толщиной до 5 мм и приваривали к фланцу штуцер для отклонения потока ПУТ от периферии к оси фурмы (рис.4.4). Эти усовершенствования обеспечивали необходимый срок службы фурмы, однако примененный периферийный ввод угля не позволял достигать достаточно полного сгорания угольных частиц из антрацитового штыба Ж. Исследованиями / 37 / было установлено, что ПУТ помола RQQ = 5...7 % не воспламеняется, достигая участков внутреннего стакана фурмы, отстоящих от устья на 100 мм. Выполненные расчеты / 36 / показали, что для обеспечения полной газификации угольных частиц в окислительных зонах потребуется принятие ряда мер, одной из которых является увеличение времени пребывания частиц в потоке горячего дутья.
Испытан ввод угля через переднюю водоохлаждаемую часть фурменного сопла стационарной жаростойкой форсункой, отстоящей от устья фурмы на 600 мм. Наилучшие результаты были получены с форсункой, имевшей каплевидную форму и отверстие размером 58x5 мм, направленное по ходу горячего дутья (рис.4.5). Такой ввод работал надежно при температуре горячего дутья не более 1000... П00С. При более высокой температуре дутья наблюдалось интенсивное отложение золы угля на выходе из форсунки и внутреннем стакане воздушной фурмы. Кроме того, замена вышедшей из строя форсунки была возможна только путем постановки нового фурменного сопла на остановке печи, что затрудняло обслуживание комплекса пылевдувания и приводило к потерям производства на печи.
Испытан узел ввода, в котором предполагалось достичь улучшения смешения с дутьем и полноты сжигания ПУТ за счет применения тангенциальной горелки в сопле. Однако, в ходе опытов на доменной печи задний торец горелки перекрывался отложениями золы угля и предполагаемый эффект от ее использования не был достигнут. Дополнительным недостатком этого ввода являлось исполнение горел ки, которую невозможно было заменить без смены фурменного сопла.
С учетом недостатков исследованных и известных узлов ввода, был впервые разработан / 23,39 / и внедрен ввод пылеугольного топлива через тело футерованного фурменного сопла (рис.4.6) по прямой быстросъемной форсунке с жаростойкой передней частью. Вышедшая из строя форсунка легко и быстро заменяется. При вдувании ПУТ из антрацитового штыба крупностью 90 мкм на ось сопла на расстоянии 670...690 мм от устья фурмы обеспечивается газификация частиц в окислительных зонах и исключаются явления отложений золы на внутреннем стакане при закрытом природном газе.
Опробованы форсунки с конусными распыляющими головками, призванными улучшить распределение пылеугольного потока в объеме струи горячего дутья. Однако, наряду с достигнутым эффектом и при удовлетворительной стойкости головок, получил интенсивное развитие процесс отложения золы угля в полости фурмы, поэтому от них пришлось отказаться.
Испытаны форсунки с жаростойкой передней частью (рис.4.7) из стали І2ХІШІ0Т и из сплава ХН60ВТ. Стойкость форсунок из жаростойкой стали составляла 15...20 суток. Их постепенное разрушение происходило в основном из-за окалинообразования на внешней поверхности и частично вследствие трещинообразования на внутренней поверхности, вызываемого ее науглероживанием . Стойкость форсунок из сплава ХН60ВТ была выше и достигала 30...50 суток. Эти форсунки подвержены дисперсионному твердению и науглероживанию8. Сплав постепенно разрушается путем отслоения его отдельных участков на внутренней поверхности. Кроме того, имеет место ока-линообразование на наружной поверхности сплава. С целью дальнейшего увеличения срока службы форсунки предложено применять в ее
