Методика определения степени черноты фурменной зоны доменной печи при вдувании пылеугольного топлива
А.Б. Бирюков, Ю.Е. Рубан
Вестник ИГЭУ, 2019 г. выпуск 2, сс. 25—31
Скачать PDF
Состояние вопроса. Современным направлением совершенствования технологии производства чугуна в доменных печах является вдувание пылеугольного топлива. При этом оказывается существенное влияние на протекание теплообмена в фурменной зоне. Известна методика для расчета лучистого теплообмена в фурменной зоне доменной печи. Однако в ее рамках учтено только влияние золовых частиц. В связи с этим актуальным является создание методики для определения степени черноты фурменной зоны и исследование влияния различных факторов на эту величину.
Материалы и методы. За основу взяты элементы апробированной методики расчета теплообмена в топках. Параметрическая чувствительность исследована путем поочередной имитации погрешностей каждой из входных величин и определения ее влияния на искомую величину.
Результаты. На основании анализа сущности процессов предложены зависимости для определения концентрации золовых частиц и трехатомных газов. Определены степени черноты фурменной зоны по закону Бугера при одновременном учете излучения горящих коксовых частиц, золовых частиц и трехатомных газов. Установлено, что при изменении удельного расхода пылеугольного топлива от 0 до 250 кг/т чугуна степень черноты фурменной зоны изменяется от 0,067 до 0,243, изменение степени черноты фурменной зоны при увеличении на 1 % давления, концентрации трехатомных газов, эффективной длины луча, температуры в фурменной зоне, размера золовых частиц составляет 0,714, 0,151, 0,72, -1,557 и -0,176 % соответственно.
Выводы. Выполненные расчеты показали примерно равное влияние коксовых частиц, трехатомных газов и золовых частиц на искомую величину. Работа по ранее применявшейся методике приводит к занижению результата примерно в 2 раза, в то время как даже для оценочных расчетов погрешности 10–15 % являются предельными. Разработанная методика, учитывающая все факторы, дает погрешность не более 5 %. Она важна для проектирования фурм и холодильников фурменной зоны.
1. The Determination of Thermocouples Optimum Number in the Blast Furnace Hearth for Control of Its Condition / M.O. Zolotykh, A.N. Dmitriev, Y.A. Chesnokov et al. // Applied Mechanics and Materials. – 2015. – Vol. 741. – Р. 302–308.
2. Влияние пылеугольного топлива на степень черноты фурменной зоны и тепловой режим горна доменной печи / С.Л. Ярошевский, Ю.Л. Курбатов, И.В. Мишин, А.В. Кузин // Металлург. – 2013. – № 4. – С. 48–53.
3. Замена топлива металлургических агрегатов угольной пылью / В.М. Паршаков, Ю.М. Кузнецов, М.Г. Ладыгичев и др. // Международный конгресс «Пече-трубостроение, тепловые режимы, автоматизация и экология». – М.: Теплотехник, 2004. – С. 197–227.
4. Чернятевич А.Г., Крамарь Н.С., Крамарь В.С. Установка и методика высокотемпературного моделирования процессов в фурменной зоне доменной печи // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2012. – № 7. – С. 34–35.
5. Применение пылеугольного топлива для выплавки чугуна / С.Л. Ярошевский, А.И. Рябенко, А.А. Антонов и др. – Киев: Техніка, 1974. – 188 с.
6. Частухин В.И. Тепловой расчет промышленных парогенераторов. – Киев: Вища школа, 1980. – 181 с.
7. Васильева А.В., Бирюков А.Б. Исследование погрешностей системы диагностики при определении величин, характеризующих тепловую работу кристаллизаторов МНЛЗ // Вестник ДонНТУ. – 2016. – № 5. – С. 31–36.