Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Выше показано, что закономерность влияния нагрева дутья на экономию горючего
сформулированная М.А. Павловым, может быть обобщена. Другие изменения в работе печи, влияющие на расход тепла, отражаются на расходе кокса именно так, как указывает принцип Павлова. Анализ использования принципа и приведенной формулы в разных случаях подтвердил применимость формулы для ряда практических расчетов при следующих условиях:
1. Сумму теплового баланса W следует принимать по схеме, предполагающей в приходе только тепло от горения углерода в CO на фурмах в горячем дутье, а в расходе — действительные тепловые эффекты эндотермических реакций (второй способ составления тепловых балансов).
2. Величину Kт соответственно предыдущему надо рассчитывать применительно к пониманию суммы баланса W. Это значит, что, относя к потерям тепла те же статьи, что и обычно (потери с водой и в атмосферу, тепло унесенное в колошник, включая и тепло испарения влаги и разложения гидратов), относительную величину потерь получим больше (знаменаталь W меньше), а величину Кт (100 без потерь) — меньше, чем в случаях расчета W по первому способу. Следовательно, знаменатель Kт W в формуле окажется меньше, чем в обычных расчетах, a E — больше.
3. Величину а следует учитывать как изменение приходных статей, а b — как изменение расходных статей баланса. Следует иметь в виду, что величины а и b между собой тесно связаны. На рассмотренном примере влияния нагрева дутья изменению приходной статьи а отвечало изменение величины b. Однако в иных случаях с изменением какой-либо расходной статьи b, вызывающей изменение расхода кокса, изменится и а, так как при этом изменится количество дутья на единицу чугуна и количество вносимого им тепла. В первом случае величина b зависела от величины а, а во втором — наоборот. Так как а, подобно b, может увеличиваться и уменьшаться, то можно несколько изменить формулу
При этом следует выразить экономию E не в процентах расхода горючего, а в долях израсходованного тепла, поскольку расход тепла и горючего не находится в строго пропорциональном отношении.
Рассмотрим применение этой формулы, например, к расчету экономии кокса от изменения прямого и непрямого восстановления (вследствие изменения восстановимости руды или использования газового потока и т. п.).
Если при сгорании 1 кг углерода в CO выделяется 2340 ккал и расходуется 4,44 м3 воздуха при температуре tд (средняя теплоемкость 0,33), а на 100 кг чугуна расходуется на фурмах углерода Сф кг, то весь приход тепла составит
Так как экономия относится к расходу тепла, то берем b с плюсом, а а — с минусом.
Учитывая, что изменение количества тепла, вносимого дутьем, составляет
а = 1,44 tдЕСф,
получаем абсолютную экономию углерода
Решая это уравнение относительно ЕСф, находим
Если к этой величине прибавить изменение расхода углерода на прямое восстановление элементов (ΔCd кг на 100 кг чугуна), то при постоянном количестве углерода, растворенного в чугуне, находим общее изменение расхода углерода. Относя его к процентному содержанию углерода в горючем (Ск%), подсчитываем экономию горючего
Пусть при неизменных прочих условиях степень прямого восстановления уменьшилась на 0,1. Это вызовет уменьшение потребления тепла и расхода горючего.
Для исчисления величины b допустим, что в чугун восстанавливается 92% железа и, следовательно, на 100 кг чугуна 9,2 кг железа стало восстанавливаться непрямым путем вместо прямого. Это дает уменьшение расхода тепла
При этом не учитывается небольшой положительный эффект непрямого восстановления, так как тепло этой реакции, протекающей при температурах ниже 900°, не будет использовано на процессы в печи, а лишь несколько увеличит теплосодержание газов, покидающих печь.
Соответственно сказанному
Полученная величина согласуется с приводимой в литературе Костылевым, Банзеном и др.
Подобным образом можно рассчитать влияние на расход кокса изменений количества шлака, нагрева дутья и других условий работы печи.