Влияние кинетики окисления кокса на показатели работы минераловатной вагранки

Аннотация

Для  оценки  влияния  природы  твердого  топлива  на  показатели  работы  шахтной  плавильной  печи ваграночного типа (внутренний диаметр 2200 мм, высота слоя 4,5 м) и условия его окисления был определен реальный диапазон изменения свойств промышленных партий кокса разных производителей (8 разновидностей) в условиях  нагрева проб кокса в атмосфере аргона со скоростью 5 град/мин до 1000 оС с изотермической выдержкой при этой температуре на воздухе. Работу шахтного агрегата оценивали по удельному расходу кокса, выходу минерального расплава, тепловому КПД и по изменению  условий  развития  теплопередачи  от  газов  к  материалам  (по  соотношению  теплоемкости  их потоков, полученных по данным промышленных испытаний). Установлено, что увеличение интервала времени до полного окисления кокса от 7 до 12,5‒13,0 мин снижает удельный расход кокса от 265 до 225 кг/т расплава (на 15,9 %) и повышает выход минерального расплава от 25,3 до 30,02 % (на 18,66 %) при уменьшении общего теплового КПД вагранки от 61,7 до 60,2 % (на 1,5 абс. %). Для этого целесообразно использовать кокс с максимальной теплотой сгорания. Использование при плавке минерального сырья кокса, обладающего скоростью изменения массы образца от 5,0 до 8,0‒8,5 %/мин (более активный кокс), обеспечивает его минимальный удельный расход на уровне 224 кг/т расплава при максимальном выходе жидкого продукта плавки не менее 29,8 % массы исходных компонентов при тепловом КПД вагранки 61,7 %. Для этого необходимо использовать более активный кокс по отношению к кислороду дутья. Условия процесса теплопередачи от газов к материалам в процессе плавки характеризуются пониженной интенсивностью при наименьшем соотношении теплоемкости потоков материала и газов (не ниже 0,827) в интервале полного окисления кокса (12,5‒13,0 мин) и средней скорости изменения массы образца около 6,0 %/мин.