Применение пылеугольного топлива при плавке в низкошахтных печах
Е.Н. Бушуев, М.В. Темлянцев, В.В. Бухмиров, П.В. Артамонов, О.Г. Модзелевская, К.В. Беляев
Вестник ИГЭУ, 2026 г. выпуск 5, сс. 5—11
Скачать PDF
Состояние вопроса. Промышленные исследования по вдуванию пылевидных частиц каменного угля в низкошахтные печи в целях снижения расхода твердого топлива известны, накоплен и обобщен определенный практический опыт. Несмотря на очевидный положительный эффект, этот метод для низкошахтных печей изучен недостаточно. Вследствие отсутствия теоретической базы по расчету оптимальных параметров использования угля при его вдувании в шахту низкошахтной печи возникают сложности с получением стабильных результатов в процессе выплавки на агрегатах различной производительности. В связи с этим актуальным является разработка теоретической базы для расчета оптимальных параметров вдувания пылеугольного топлива, что позволит дать практические рекомендации по его применению.
Материалы и методы. Исследование осуществлено с использованием метода математического моделирования теплоэнергетических процессов, происходящих в низкошахтных печах при вдувании пылеугольного топлива. Расчеты выполнены на основе уравнений теплового и материального баланса, аэродинамики газопылевого потока и с использованием эмпирических зависимостей для различных марок углей.
Результаты. Проведен сравнительный анализ полученных данных выгорания частиц различных марок углей в низкошахтных печах. Установлено, что для приготовления пылеугольного топлива следует использовать тощие угли, измельченные до размера частиц 0,03–0,075 мм, с низким содержанием золы 16 % на сухую массу; низкошахтная печь должна быть оборудована тремя рядами фурм с расстоянием между ними 350–400 мм; пылеугольное топливо при этом оптимально подавать в фурмы нижнего ряда с постоянным его расходом во времени для всех фурм нижнего ряда в одинаковом количестве для каждой фурмы.
Выводы. Результаты проведенного исследования позволяют дать практические рекомендации по подготовке и подаче пылеугольного топлива, конструкции низкошахтной печи, обеспечивающей стабильный ход плавки.
1. Матюхин В.И., Матюхин А.В. Расчет и проектирование ваграночного комплекса плавки чугуна / УФГАУ ВПО «Уральский Федеральный университет имени Б.Н. Ельцина». – Екатеринбург, 2015. – 364 с.
2. Глинков М.А., Глинков Г.М. Общая теория тепловой работы печей. – М.: Металлургия, 1990. – 232 с.
3. Лялюк В.П. Обогащение дутья кислородом и изменение полных механических энергий дутья и горнового // СТАЛЬ. – 2021. – № 2. – С. 8–17.
4. Ярошенко Ю.Г., Гордон Я.М., Ходоровская И.Ю. Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии черной металлургии. – Екатеринбург: УИПЦ, 2012. – 670 с.
5. Мачикин В.И., Дилоян А.Г., Сидоренко Г.Н. Плавка чугуна с вдуванием пылеугольного топлива в вагранку // Литейное производство. – 1985. – № 5. – С. 32–33.
6. Сафронов Н.Н., Герасимов Л.А., Шакин Н.И. Эффективность вдувания дополнительного топлива через фурмы вагранки // Литейное производство. – 1985. – № 8. – С. 28–29.
7. Шевчук П.Т., Таран Т.Я. Плавка чугуна в вагранке с импульсной подачей струи // Литейное производство. – 1987. – № 11. – С. 27–28.
8. Шевчук П.Т., Таран Т.Я. Использование чугунной стружки в ваграночной плавке // Литейное производство. – 1985. – № 9. – С. 27–28.
9. Оценка влияния совместного вдувания пылеугольного топлива и природного газа на полноту сжигания угольных частиц в фурменном очаге доменной печи / А.Л. Чайка, Б.В. Корнилов, А.А. Сохацкий и др. // Сталь. – 2018. – № 6. – С. 6–10. – EDN XRHXID.
10. Горбис З.Л. Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных потоков. – М.: Энергия, 1970. – 424 с.
11. Селянин И.Ф., Маркс Г.Л., Зоткин И.А. Определение оптимальных параметров вдувания угольной пыли в ваграночном процессе // Известия вузов. Черная металлургия. – 1991. – № 8. – С. 46–51.
12. Бабий И.В., Иванова И.П. Горение твердого топлива // Материалы III Всесоюз. конф. по теории горения твердого топлива. – Новосибирск: Наука, 1969. – С. 82–92.
13. А.с. 1132130 СССР. Вагранка / И.Ф. Селянин, Г.Л. Маркс, Н.Г. Горбунов, А.Н. Кудрявцев // Открытия. Изобретения. – 1984. – № 48. – С. 120.
14. Чуханов З.Ф. Некоторые проблемы топлива и энергетики. – М.: АН СССР, 1961. – 475 с.
15. Ярошевский С.Л. Выплавка чугуна с применением пылеугольного топлива. – М.: Металлургия, 1988. – 176 с.