Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование процессов получения литейного чугуна и оксидных расплавов в шахтных печах малого диаметра с применением антрацита Бедарев, Сергей Александрович

Исследование процессов получения литейного чугуна и оксидных расплавов в шахтных печах малого диаметра с применением антрацита
<
Исследование процессов получения литейного чугуна и оксидных расплавов в шахтных печах малого диаметра с применением антрацита Исследование процессов получения литейного чугуна и оксидных расплавов в шахтных печах малого диаметра с применением антрацита Исследование процессов получения литейного чугуна и оксидных расплавов в шахтных печах малого диаметра с применением антрацита Исследование процессов получения литейного чугуна и оксидных расплавов в шахтных печах малого диаметра с применением антрацита Исследование процессов получения литейного чугуна и оксидных расплавов в шахтных печах малого диаметра с применением антрацита
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Бедарев, Сергей Александрович. Исследование процессов получения литейного чугуна и оксидных расплавов в шахтных печах малого диаметра с применением антрацита : диссертация ... кандидата технических наук : 05.16.04 / Бедарев Сергей Александрович; [Место защиты: Сиб. гос. индустр. ун-т].- Новокузнецк, 2010.- 153 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1182

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние вопроса 7

1.1 Тенденции развития ваграночной плавки 7

1.2 Конструкция и основы технологии плавки в вагранке 8

1.3 Применение двойного дутья 16

1.4 Топливо ваграночной плавки 23

Выводы 30

2 Методики и материалы исследования 33

2.1 Изготовление лабораторного комплекса t 33

2.2 Методика подогрева дутья 41

2.3 Методика расчета номинальных характеристик вентилятора для лабораторной вагранки 42

2.4 Измерительные приборы и оборудование 48

2.5 Методика определения высоты холостой колоши 49

2.6 Исходные материалы плавки 50

2.7 Методика исследования литейных свойств получаемых

отливок из выплавляемого чугуна 53

2.7.1 Методика исследования жидкотекучести 53

2.7.2 Методика исследования усадки 54

Выводы 55

3 Результаты исследований технологических параметров плавки на лабораторной вагранке 56

3.1 Изменение фракционного состава топлива при различных режимах плавки 56

3.2 Технологические параметры плавки с учетом газового анализа при холодном дутье 62

3.3 Технологические параметры плавки с учетом газового анализа при подогретом дутье з

3.4 Технологические параметры плавки с учетом газового анализа при подогретом и увлажненном дутье 67

3.5 Уровень коксовой насадки при различных режимах плавки 77

Выводы 78

4 Обоснование технологических режимов ваграночной плавки чугуна 80

4.1 Определение высоты коксовой насадки на основе анализа механики движения материалов в печи 80

4.2 Обоснование высоты кислородной зоны при рассмотрении процесса газообразования в слое кокса холостой колоши 86

4.3 Сравнение экспериментальных и расчетных значений температуры поверхности кусков топлива 96

4.4 Математический анализ состава газа 105

4.5 Влияние влажности и нагрева дутья на интенсификацию технологического процесса в шахтных печах

4.6 Влияние подогрева дутья на температуру перегрева выплавляемого чугуна 111

4.7 Анализ технологических свойств выплавляемого чугуна 115

4.8 Технология получения литейных чугунов в шахтных печах малого диаметра 117

5 Технология получения оксидных расплавов и ее промышленная апробация 120

5.1 Варианты конструкции рекуператоров, применяемых в ваграночном комплексе 120

5.2 Технология получения оксидных расплавов в шахтных печах малого диаметра 125

Выводы 131

Общие выводы 132

Библиографический список

Введение к работе

Актуальность работы. Вагранка как металлургический агрегат нашла широкое применения в литейном производстве. Известна также технология плавки в вагранке доменных шлаков и горных пород для изготовления каменного литья. Вместе с тем в промышленности сложилась непростая ситуация с обеспечением коксом - основным топливом вагранок. Литейный кокс производится на специализированных коксохимических предприятиях в условиях постоянно ужесточающейся конкуренции со стороны предприятий, находящихся в более выгодных условиях, касающихся сырьевой базы. Возможность замены литейного кокса на более дешевое и качественное топливо, не требующее дополнительной подготовки в коксовых печах, позволит повысить технико-экономические показатели работы вагранок. Поиски альтернативного вида топлива для плавильных агрегатов, а так же изучение процессов происходящих при плавке с использованием данного вида топлива, являются одной из основных проблем ресурсосбережения в литейном производстве.

Все большее распространение в качестве топлива ваграночной плавки находит антрацит, который значительно дешевле кокса и не уступает ему по качеству, однако его применение требует глубокой теоретической проработки и практической апробации.

Разработка технологии использования антрацита в качестве топлива ваграночной плавки позволит значительно уменьшить затраты на топливо, а значит снизить себестоимость готовых литых изделий.

Цель работы. Исследование поведения антрацита в шахтной печи в процессе плавки и разработка технологии получения литейного чугуна и оксидных материалов в вагранке с частичной или полной заменой кокса на антрацит.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

  1. Разработать методику расчета лабораторных вагранок и воздуходувных средств с учетом сопротивления столба шихты. Спроектировать и построить лабораторный ваграночный комплекс для исследования процесса ваграночной плавки чугуна.

  2. Исследовать поведение антрацита на лабораторной установке в процессе ваграночной плавки чугуна при различных технологических режимах и произвести комплексные измерения основных параметров плавки.

  3. Провести обоснование технологических режимов плавки на основе математического анализа полученных экспериментальных данных. Исследовать технологические свойства выплавляемого чугуна с применением антрацита в качестве топлива.

  4. Разработать технологию получения литейных чугунов в шахтных печах малого диаметра.

  5. Разработать новые конструкции рекуператоров «труба в трубе» для подогрева дутья с длительным временем эксплуатации.

6. Исследовать процесс плавки оксидных материалов в производственных условиях и разработать технологию их выплавки в вагранке с определением оптимальных технологических параметров плавки. Научная новизна.

  1. Предложена методика расчета полупромышленных лабораторных вагранок и воздуходувных средств с учетом сопротивления столба шихты.

  2. Впервые в лабораторных условиях исследовано поведение антрацита в процессе плавки чугуна при различных технологических режимах.

  3. Разработаны в лабораторных условиях технология выплавки чугуна и в промышленных условиях - оксидных материалов с использованием в качестве топлива антрацита. Рассчитаны основные технологические параметры плавки и проведено сравнение их с экспериментальными результатами. Теоретически и технологически обоснованно влияние подогрева и увлажнения дутья на процесс плавки чугуна и оксидных материалов в шахтных печах малого диаметра с применением антрацита.

Практическая значимость работы.

Разработанные технологии получения чугуна и оксидных расплавов в вагранке позволяют устойчиво вести технологический процесс плавки и получать расплавы с заданными технологическими свойствами значительно снизив при этом затраты на топливо в общей калькуляции себестоимости.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии», г. Москва, 2007 г., Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 125-летию И.П. Бардина (г. Новокузнецк, 2008 г.); Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения» (г. Новокузнецк, 2009 г.).

На защиту выносятся следующие положения:

  1. Результаты исследований по выбору оптимальных режимов плавки чугуна в вагранке с применением в качестве топлива антрацита.

  2. Экспериментальные результаты по определению температуры и состава отходящих ваграночных газов, температуры поверхности куска топлива в холостой колоше, высоты топливной насадки, длины кислородной зоны, температуры металла на выходе, подтвержденные аналитическим способом.

  3. Результаты лабораторных экспериментов по обоснованию влияния подогрева и увлажнения дутья на изменение технологических параметров плавки и на поведение антрацита в топливной насадке.

  4. Разработанная технология ваграночной плавки чугуна с применением в качестве топлива антрацита

  5. Результаты опытно-промышленных плавок оксидных материалов с применением в качестве топлива антрацита.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 12 печатных работах, 8 из которых в изданиях, рекомендованных ВАК и в 4 патентах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов по работе, приложений, библиографического списка из (102) наименований, изложена на (151) странице, содержит (34) рисунка, (29) таблиц.

Конструкция и основы технологии плавки в вагранке

Коксогазовые вагранки в производстве минеральной ваты менее распространены [27]. В основном используются газовые и коксогазовые вагранки. Это связано с усложнением конструкции и технологии плавки. К тому же к минеральному расплаву не предъявляются-такие жесткие требования по перегреву как чугуну, что объясняется тем, что в большинстве случаев струя расплава выходящая из летки сразу попадает на валок волокнообразующей установки - центрифуги [29] и разбрызгивается в.камере охлаждения.

Коксовая вагранка в общем виде состоит из загрузочного устройства, шахты и опорной части. Шахта имеет, как правило, конический и реже «доменный» профиль. Вопрос о внутренних профилях вагранок до настоящего времени остается открытым. Известно не мало экспериментов с различными профилями шахты вагранки [30]. Отмечались как положительные так и отрицательные стороны вагранок различной формы.

Чугунолитейная вагранка - это металлургический агрегат шахтного типа непрерывного действия, в котором процесс нагрева и плавления осуществляют в условиях противотока, когда кусковая шихта, состоящая из металлической части, кокса и флюсов, медленно опускаясь, омывается восходящими потоками раскаленных газов. Нагрев, плавление и частичный перегрев металлической части шихтовых материалов, а также термическое разложение флюсов (как правило, известняка) происходят за счет тепла, передающегося от образовавшихся в процессе горения кокса ваграночных газов. Плавление металла и разложение известняка происходят в плавильной зоне с образованием капель, которые стекают в холостую колошу (нижняя часть вагранки) и за счет контакта с горящими кусками кокса и газами перегреваются с одновременным насыщением углеродом и серой.

Состав, температура, распределение по сечению печи ваграночных газов и, как следствие, условия теплообмена и интенсивность протекания химических реакций в агрегате в основном зависят от организации процесса горения кокса. Как показывает практика эксплуатации шахтных агрегатов, управление процессами в них осуществляют на основании закономерностей газодинамики, теплообмена и особенностей технологии [1]. Распределение газов в вагранке, условия горения кокса и плавления металла, а следовательно и технико-экономические показатели ее работы, определяются способами- подачи воздушного дутья через один или два ряда фурм, подогревом дутья, степенью обогащения его кислородом, в том числе с использованием «острого дутья», установкой водоохлаждаемых фурм с высовом, профилем шахты и др.

В современную трактовку процесса горения кокса в вагранке, в теорию и практику шахтных печей русские ученые внесли весомый вклад. Б.И. Китаев разработал теорию тепло- и массообмена в доменной печи [77, 78], приложение которой к ваграночному процессу позволило глубже проникнуть в его сущность. На развитие теории ваграночного процесса значительное влияние оказали работы Б.А. Носкова, Л.М. Мариенбаха.

В настоящее время общая теория ваграночного процесса изучена достаточно хорошо. Основными направлениями исследовательской работы ученых практиков сейчас являются автоматизация процесса плавки, изучение работы вагранок с расширенной зоной горения, поиски новых видов топлив, а так же более глубокое исследование отдельных технологических параметров плавки. Примером могут служить исследования, проводимые группой инженеров, во главе с И.Ф. Селяниным. В работе [35], например, было изучено сопротивления слоя материалов ваграночной плавки при его холодной и горячей продувке, в котором на основе исследования аэродинамических параметров плотного слоя материалов построена математическая модель газодинамики ваграночного процесса, которая позволяет с помощью расчетов на ЭВМ оценить распределение воздуха по рядам фурм. В [36] был исследован вынос шлака из зоны перегрева металла в зону нагрева шихты вагранки и приведена аналитическая зависимость определенной экспериментально величины выноса захватываемых потоком газа мелких капель шлака. Сравнительные исследования теплообмена [37] в зоне нагрева литейной вагранки и расчеты подтвердили пригодность для математической модели нагрева металлической пшхты в подвижном слое материалов при плавке их в литейной вагранке формулы Б.И. Китаєва для расчета объемного коэффициента теплоотдачи. Численное моделирование кинетики газообразования в слое кокса холостой колоши было осуществлено-в работе [38], в которой полная система, уравнений газообразования была решена численным методом. Работа [49] посвящена определению степени прямого восстановления, железа по- производительности шахтной печи, а [50] аналитическому и экспериментальному определению температуры поверхности кокса-в кислородной зоне. Большое количество исследований И.Ф. Селянина посвящено изучению и освоению вагранок с расширенной зоной горения [52; 63-66].

Как и в чугуноплавильном производстве из всех видов вагранок коксовая вагранка для производства минеральной ваты получила наибольшее распространение [27]. Они обладают следующими существенными преимуществами по сравнению с другими плавильными агрегатами: простотой-конструкции и обслуживания, средней степенью использования тепла (до 40 - -45 % от общего поступления), непрерывностью процесса плавки и выпуска расплава, экономичностью и др.

В коксовой минераловатной вагранке, в силу особенностей организации плавки, выделение теплоты, необходимого для нагрева и плавления исходных материалов и протекания основных физико-химических процессов, происходит в нижней части печи над фурмами. При этом образующиеся в результате горения кокса газы, поднимаясь вверх, фильтруются через свободное межкусковое пространство шихтовых материалов, нагревают и расплавляют шихту. Поэтому от организации процесса горения кокса в основном зависят состав, температура, распределение по сечению печи ваграночных газов и, как следствие, условия теплообмена и интенсивность протекания физико-химических реакций в агрегате. Отметим также, что плавка минерального

Измерительные приборы и оборудование

Для плавок используется, как отмечалось в первой главе металлургический кокс и антрацит с размерами кусков Щ =(0,015-0,025) м; длш = (о;оз - 0,05) М1 Вагранка состоит (рисунок 2.1) из трех футерованных секций (4), (5) и (6), нефутерованной секции (7), в которой имеется завалочное окно (8), и трубы (9) для отвода ваграночных газов; вокруг которой закреплен рекуператор. Эта труба напрямую проходит сквозь крышу лаборатории и выходит на улицу. На конце трубы установлен искрогаситель (10).

По всей высоте секции (1) через каждые 104 мм установлены измерительные отверстия (11) для забора ваграночных газов и измерения температуры поверхности топлива с помощью пирометра спектрального соотношения С-3000.4. Внизу секции (1) находится выпускное отверстие (12). Во время работы вагранки эти измерительные отверстия закрываются заглушками (13), которые отвинчиваются в момент измерений. Вагранка снабжена одной фурмой (14), которая в свою очередь является и камерой смешения, в которую через штуцеры (15) и (16) могут, в зависимости от плана эксперимента, подводиться баллонный кислород и природный газ. Воздух в фурму подается либо напрямую от вентилятора (2) через воздуховод (17) - холодное дутье; либо по цепочке воздуховод (18) — рекуператор (3) - воздуховод (19) - подогретое дутье. Расход дутья измеряется с помощью диафрагмы (20) и трубки Пито (21), вмонтированных в воздуховоды (17) и (18) соответственно.

Для изменения направления дутьевого потока (напрямую в фурму или через рекуператор для подогрева), а так же для регулирования расхода дутья установка снабжена системой заслонок (22), (23) и (24). При.закрытых заслонках (22) и (24) и открытой заслонке (23) холодный воздух через воздуховод (17) напрямую подается в% фурму вагранки. При закрытой заслонке (23) и открытых заслонках (22) и (24) воздух направляется, через воздуховод (18) в рекуператор (3), где он нагревается от стенки трубы (9); а затем, через воздуховод- (19) подогретый подается в камеру смешения вагранки.

Для увлажнения, дутьевого воздуха, согласно плану эксперимента, в воздуховод (17) вмонтирована трубка (27) с форсункой на конце. Сверху в эту трубку вставляется распределительная- колба (28) с нанесенными на ней рисками. Эта колба наполняется водой и по ходу плавки периодически пополняется по мере расхода. Интенсивность истечения воды регулируется вентилем (29). Первоначально была определена нужная интенсивность истечения, по заданному процентному содержанию влаги в дутье, путем замера времени за которое истечет определенное количество жидкости, и были нанесены отсечки на необходимые положения вентиля.

Для забора отходящего газа с помощью зонда газоанализатора, в секции (7) ниже завалочного окна имеется отверстие (30).

Для измерения температуры подаваемого в камеру смешения подогретого воздуха, а также температуры отходящих газов в воздуховод (19) и в секцию (7) выше завалочного окна вмонтированы хромель-алюмелевые термопары (31) и (32) соответственно, которые с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) передают данные на персональный компьютер.

Высота горна позволяет накопить при закрытой летке 18-20 кг металла. 2.2 Методика подогрева дутья

К настоящему времени накоплен экспериментальный и производственный материал, который неоспоримо доказывает положительное влияние подогрева дутья в ваграночной плавке. В современной практике применяются следующие способы подогрева вдуваемого в вагранки воздуха: рекуператорныи подогрев дутья; подогрев воздуха в регенеративных подогревателях за счет тепла ваграночных газов; добавление к вдуваемому воздуху продуктов сгорания высококалорийного топлива (нефти, мазута, природного газа).

Нами был выбран наиболее простой и приемлемый в данных условиях способ подогрева дутья, используя тепло отходящих ваграночных газов. Для этого был смонтирован противоточный цилиндрический рекуператор (3, рисунок 2.1), который располагался снаружи по окружности трубы (9).

Технологические параметры плавки с учетом газового анализа при подогретом дутье

Основными газами, образующимися в процессе ваграночной плавки являются СО, С02 и 02.

Для забора и анализа газов, а также их температуры использовался/ газоанализатор VarioPIus Industrial фирмы. MRU GmbH с диапазоном измерения 02 0 - 30%, СО 0 - 30%, С02 0 - 30% и погрешностью до ±5% от измеряемого значения.

Для определения температуры жидкого чугуна на выпуске, а также температуры кусков топлива в шахте вагранки использовался пирометр спектрального отношения С-3000.4 с диапазоном измерения 700- - 2200С и допускаемой относительной погрешностью ±1%. Схема прибора с устройством индикации приведен на рисунке 2.4 2 3 F УИ3000 П 220В Т -устройство индикации УИ3000; 2 - соединительный кабель С700.00.140; 3 - пирометр С-3000.4 Рисунок 2.4 — Пирометр спектрального соотношения С-300.4 Температура жидкого чугуна измерялась на желобе. Пирометр направлялся на струю жидкого металла на фиксированном расстоянии от нее. Значение температуры выводилось на дисплей устройства индикации.

Для измерения температуры поверхности кокса использовали алундовую трубку диаметром 15 мм и длиной.300 мм..Трубка.вставлялась в измерительные отверстия (11, рисунок 2.1), один конец ее упирался в кусок кокса с таким расчетом, чтобы теплоизлучение в плоскости измерения шло только от одной поверхности куска. С другой стороны в трубку направлялся пирометр и измерялась температура поверхности куска топлива. При измерении температуры поверхности кокса отключали вентилятор вагранки на 10 - 15 секунд. Во. время работы вентилятора отверстия заделывались смеськьиз огнеупорной1 глины и шамотной крошки.

Для измерения температуры нагрева воздуха в рекуператоре и отходящих ваграночных газов использовали хромель-алюмелевые термопары (31 и 32, рисунок 2.1), вмонтированные в воздуховод горячего воздуха (19, рисунок 2.1) и в секцию (7, рисунок 2.1) выше завалочного окна, в комплексе с измерительным модулем, который представляет собой комплекс приборов серии «Адам» ("ADAM8 1-7000") и состоит из 24-битового аналого-цифрового преобразователя ICP CON 7018» обеспечивающего 16-битовую точность и преобразователя промышленного интерфейса (RS485) в последовательный интерфейс (RS232 - com port) ICP CON 7520 обеспечивающего подключение к стандартному последовательному порту персонального компьютера.

Измерительный комплекс предназначен для измерения аналогового сигнала в интервале от 15 мВ до 5 В от датчиков и устройств практически любого типа. Комплекс позволяет производить сбор, регистрацию и хранение аналоговых сигналов на жестом диске ПЭВМ по 2048 каналам.

В процессе плавки определяли высоту Нхк холостой колоши экспериментальным путем. Для этого была специально изготовлена (рисунок 2.5) водоохлаждаемая трубка (1) длиной 250 мм и внутренним диаметром 50 мм с термостойким стеклом (2) на конце. Эта трубка одевалась на измерительные отверстия (3), которые располагались на боковой стенке шахты вагранки (4) (более подробно конструкция лабораторного комплекса описана в главе 2.1, рисунок 2.1). - водоохлаждаемая трубка; 2 - термостойкое стекло; 3 — измерительное отверстие; 4 - шахта вагранки Рисунок 2.5 - Конструкция водоохлаждаемой трубки для определения высоты холостой колоши Через трубку наблюдали за происходящим в вагранке. Уровень появления первых капель свидетельствовал о верхнем горизонте холостой колоши.

Было проведено пять серий плавок с различным составом топливных колош: 1-серия - 100% кокса; 2-серия - 25% антрацита и 75% кокса; 3-серия - 50% антрацита и 50%) кокса; 4-серия - 75% антрацита и 25% кокса; 5-серия -100% антрацита. В каждой серии плавки проходили по трем режимам: на холодном дутье, на подогретом и на увлажненном и подогретом дутье.

Также варьировалось процентное содержание топлива по отношению к металл озавалке: 12, 14 и 16%. Масса металлической части колоши равнялась 3 кг. Отсюда рассчитывалась масса топливной составляющей завалки. Металлические колоши набирались из чугунного лома отопительных радиаторов. Химический состав металлических колош-приведен; в таблице 2.5; Также добавлялся: известняк в количестве 3 — 5%- от металлозавалки; Химический состав известняка приведен; в, таблице 2.6; Размеры; кусков? шихты і не превышали 40 мм. Фракционный состав рабочих колош-до плавки ишослевыбивкишредставленв главегЗ нафисункахсЗ: 1 —Зібі

Сравнение экспериментальных и расчетных значений температуры поверхности кусков топлива

Угол внутреннего трения для коксовой насадки для ваграночной плавки меньше таковой для доменной плавки, фв = 5430 фи = 64. Максимальная высота очага горения (Н ) над уровнем фурм равна 0,45 м [85], тогда высота коксовой насадки (Нкн.) для ваграночной плавки равна (рисунок): Н„, = ЯГ + СТв = 0,45 + 0,699Де. (4.12) Как уже говорилось, для определения максимальной высоты коксовой насадки, или холостой колоши по терминологии, принятой в литературе по литейному производству, применяется эмпирическое выражение [88]: Н„ =0,45 + 0,7 Д.. (4.13) Как видим, что выражения (4.12) и (4.13) идентичны и их вид связан с механикой движения шихтовых материалов к очагам горения по плоскостям скольжения, расположенными под углом внутреннего трения фв к горизонтальной плоскости.

Расчет по формуле (4.13) дал величину холостой колоши НкН = 0,59 м для лабораторной вагранки с внутренним диаметром Дв = 200 мм Нт = 0,59 м. В процессе плавки определяли высоту Нхк холостой колоши экспериментальным путем по методике, описанной в пункте 2.8.

При плавке на коксе появление первых капель наблюдалось на горизонте шестого измерительного отверстия (рисунок 2.1, глава 2.1) от уровня фурмы, которое находилось на высоте 520 мм, что близко к расчетному значению по формуле (4.13).

При плавке на антраците на холодном дутье появление первых капель наблюдалось на горизонте- пятого измерительного отверстия-, которое находилась на высоте 416 мм. Это связано с тем, что в процессе плавки антрацит растрескивался и давал просадку.

При плавке на антраците с подогревом и увлажнением дутья на уровне шестого измерительного отверстия капли чугуна не наблюдались, однако на уровне пятого измерительного отверстия» они четко прослеживались, что свидетельствовало о появление капель на горизонте между четвертым и пятым измерительными отверстиями, приблизительно на уровне 500 мм. Это подтверждает предположение о том, что подогрев и увлажнение- дутья способствуют меньшему растрескиванию антрацита.

Однако полностью устранить растрескивание не удается и некоторая просадка холостой колоши все же присутствует. Частично- причиной этого кроме термостойкости антрацита служит выделение летучих при нагреве. На лабораторной вагранке эти факторы не оказывали существенного влияния на ход печи. В промышленных условиях, где высота загрузки значительно выше, соответственно выше давление столба шихты на коксовую насадку, это может привести к нарушению хода печи. При выплавке оксидного расплава из доменных шлаков на вагранке ЗАО «Изолит» диаметром 1250 мм и высотой загрузки 3,5 м с подогревом дутья до 450 - 550С и увлажнением его до содержания 12% пара нарушения технологических параметров плавки не наблюдалось, ход печи был ровным. Это связано с тем, что доменный шлак значительно легче чугуна и не дает такого давления столба шихты. При плавки чугуна в промышленных условиях (Дг 1м) высокий уровень загрузки может дать значительную просадку коксовой насадки, поэтому мы рекомендуем экспериментально обоснованное соотношение антрацита и кокса втопливных колошах - 60% антрацита / 40% кокса.Уровень загрузки; не должен: превышать 3,0 м; Кокс не теряет своей- прочности, при горенит Ие имеют высокую; теплотворную;- способностью Q; = (6;2 -ь 6j8)-10? Ккал/кг,, антрацит: Q== (7,5 - 8;3):10 Ккал/кг.:

В процессе ваграночной плавки на; коксе:; выделяется оптимальное; количество тепла.. Для нормальногошротекания;ваграночного;процесса«необходимо, чтобьь. в результате горения; смеси антрацита и кокса выделялось» не; меньшее количество теплакакиприторении:кокса.

При; заданном процентном соотношении: 40% кокс и 60%. антрацита» количествотеплоты, выделяющееся при сгорании топливной колоши равно:: Q66m = QKOKc + QaHTpa«HT-0,4 -6,5- 10з:+0,6-8- 103 = 7,4: -.10? Ккал/кг; . Кокс при; горении? и; нагрузке не растрескивается; хорошо держит давление верхних; слоев; шихты, как каркас воспринимают, нагрузку на;себя; и; разгружают от нагрузки куски;антрацита. Этошозволяет значительношовысить уровень загрузки шихтовых-материалов.

При выплавке в вагранке, оксидного расплава из:минерального: сырья с применением; подогрева- и увлажнения дутья следует использовать 100% антрацита в рабочих топливных колошах, так как в этом случае,насыпная масса шихты приблизительноs в два раза; меньше массы. металлической части шихты, поэтому снижение температуры поверхности топлива; за счет подогрева и увлажнения дутья и меньшее давление, столба шихты должны обеспечить ровный ход процесса плавки.

Похожие диссертации на Исследование процессов получения литейного чугуна и оксидных расплавов в шахтных печах малого диаметра с применением антрацита