Файл: Кудрявцев, В. С. Металлизованные окатыши.pdf

■с большим и малым содержанием летучих точки Для разных печен удовлетворительно укладываются на две

летворительно укладываются на одну кривую, по кото­ рой при производительности больше 1 т/(м2-сут) расход тепла-составляет 17—21 млн. кДж/т Fe. При прямоточ­ ном теплообмене затраты тепла при прочих равных ус­ ловиях несколько выше по сравнению с противотокам в овязй с увеличением потерь тепла с отходящими газами.

.Как видно из табл. 14, при идеальном использовании

10 млн. кДж/т восстановленного железа, а к. п. д. был бы равен 70—80%• На практике расход тепла в лучших

по-видимому, связано с неудовлетворительной организацией сжигания реакционных газов и с необходимостью поддерживать избыток восстановителя для защиты ока­ тышей от окисления кислородом дутья в разгрузочном конце печи [34].

99

Следовательно, расчетная потребность тепла указы­ вает на существенные резервы снижения его расхода и повышения производительности трубчатой печи. Для проектирования в настоящее время можно принимать тепловой к. п. д. трубчатой печи равным 50% [80].

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПЕЧИ

Расчетам .вращающихся печей, применяемых в це­ ментной промышленности и .в цветной металлургии, пос­ вящен целый ряд работ [70, 81, 82]. Расчеты Я. Маха [83] относятся « кричным печам. Н. Бернштейн [84] предлагает следующую формулу для определения про­ изводительности трубчатых печей, применяемых для восстановления железных руд:

где D и L — диаметр и длина печи, футы; К — коэффи­ циент, который имеет следующие значения:

нения (38) является отсутствие явно выраженной связи между производительностью печи и скоростью газа на выходе из нее. Максимальное значение скорости газа

•колеблется от 0,8 до 1,4 м/с, что при металлизации кус­ ковой руды соответствует уносу железа с пылью 0,5— 0,8% [34].

Количество газа, образующегося от сжигания реак­ ционной окиси углерода и дополнительного топлива, об­ щий расход тепла и удельная производительность печи определяются степенью восстановления исходных и гото­ вых окатышей, температурой предварительного нагрева шихты и теплопотреблением слоя. Средняя величина пос­ леднего (по длине печи), рассчитанная по эксперимен­ тальным данным, изменяется от 586 до 293 тыс. кДж/ /(м 2-ч) в зависимости от степени металлизации окатышей и нагрева шихты, т. е., как уже было отмечено, составля­ ет 70—35% от известной из практики максимальной ве­ личины.

100

Связь между производительностью, размерами печи и скоростью газов устанавливается из следующего урав­

где Рсут — суточная производительность печи по восста­ новленному железу, т/сут;

S — поверхность пересыпающегося слоя, м2;

q — удельная производительность т/(м2-сут); D — диаметр и длина печи, м;

0,7 — отношение ширины пересыпающегося слоя к диаметру печи (при коэффициенте заполнения

10- 12%).

ности восстанавливаемой руды и температуры предвари­ тельного нагрева шихты, м3/т Fe.

Свободное ст шихты сечение трубчатой печи Р = 0,88 я Ь 2/4, а скорость газа на выходе из трубчатой

•печи

Тогда оптимальная длина печи и ее производительность составят:

т. е. производительность определяется скоростью газа, диаметром печи и общим количеством газа, образую­ щегося при восстановлении 1 т железа. Повышение производительности возможно за счет увеличения ее диаметра, предварительного нагрева и восстановления шихты, а также освобождения ее от мелочи.

Пример использования найденных зависимостей для определения метода подготовки шихты и размеров труб­ чатой печи по заданной производительности может быть

101

показан с помощью рис. 71. Производительность печи 2000 т/сут (в окатышах со степенью металлизации вы­ ше 90%) может быть достигнута при объеме газа около 1000 м3/т металла, что возможно при переработке горя­

и размеры печи.

Общая производительность печи заданного диаметра и удельный объем газа связаны между собой. Длина пе­ чи может быть больше оптимальной, например для сни­ жения температуры отходящего газа, но это не приведет к увеличению общей производительности и соответствен­ но снизит удельную. Общая производительность печи, имеющей рассредоточенную подачу топлива и воздуха, может быть удвоена за счет увеличения в два раза ее длины, но при условии двустороннего отвода отходя­ щих газов. В этом случае первая (от загрузки) ее поло­ вина будет работать в условиях противоточного и вто­ рая— в условиях прямоточного теплообмена.

Прямоточный теплообмен по сравнению с противоточным позволяет использовать большую часть трубча­ той печи для восстановления окислов железа без при­ менения дополнительного оборудования для нагрева шихты перед ней и значительно снизить вторичное окис­ ление восстановленного железа. Следует учитывать, что не всегда первое преимущество имеет место, например.

102