Состав и значение ваграночных газов

Категория:
Вагранка


Состав и значение ваграночных газов

Баланс тепла в вагранке делается на основе анализа отходящих газов на уровне загрузочных дверец.

Этот анализ подтверждает мнение, что в ходе плавки в вагранке весь кислород дутья практически расходуется при условии правильного соотношения дутья к топливу. Нагретые газы уносят с собою часть тепла, выделяемого в шахте. В добавление к. этой потере тепла имеются еще потери на нагревание футеровки во время плавки, и на образование жидкого шлака. Кроме того имеются еще потери иа рассеяние тепла излучением через футеровку и кожух. Наконец, потери еще увеличиваются на испарение влаги, вносимой в вагранку шихтой.

При чрезмерном расходе кокса количество полезного тепла будет меньше, чем в случае когда коксовая колоша рассчитана правильно.

Ниже приводим анализы отходящих газов для двух случаев большего, чем необходимо, расхода кокса.

Анализ, по сравнению с приведенным выше для случаев нормального расхода кокса, показывает, что содержание в отходящих газах окиси углерода сильно возросло. Этот фактор уже сам по себе указывает на ухудшившиеся условия горения в отношении его полноты. О другой стороны, по сравнению с первым случаем, в газах заметно увеличилось количество свободного кислорода, что также говорит о низком использовании тепла.

Как уже было указано, при неполном сгорании топлива, т. е. при переходе (окислении) его в окись углерода, тепла выделяется примерно в три раза менее, чем при полном сгорании углерода в углекислоту. Отсюда (во втором примере) — громадные потери тепла, выделяемого в зоне горения.

Содержание свободного кислорода в отходящих газах у загрузочных дверец выше 0,75% указывает на чрезмерный расход дутья, следствием чего является ненормальное горение. Избыток воздуха в вагранке играет еще ту роль, что для повышения его (вернее азота) температуры бесполезно тратится тепло.

Влияние чрезмерно высокой холостой колоши на температуру рабочего пространства легко наблюдать при непрерывном выпуске металла из вагранки. Наблюдение! можно производить невооруженным глазом. Количество выпускаемого из горна металла колеблется в зависимости от высоты коксовой колоши. Если колоша высока, Ход плавки будет медленный. По мере выгорания холостой колоши плавка ускоряется Затем, если холостая колоша слишком высока, температура металла ниже, чем в том случае, когда высота колоши нормальна. При слишком низкой холостой колоше температура металла также ниже нормальной. Влияние на температуру металла надо ставить в связь с составом газов, выделяющихся при горении в шахте вагранки, так как в конечном счете наличие этих газов и сообщает металлу ту или иную температуру.

Очаг выделения газов — пояс (зона) горения (плавления). Эту зону легко видеть при откинутом днище вагранки. Разнообразие химического состава газов у загрузочных дверец едва ли можно объяснить лишь реакциями, происходящими в зоне плавления.

Углекислота может быть разложена и за счет углерода, который, выделяясь в виде сажи, осаждается на шихте, заполняя норы последней. Это имеет место в зоне, расположенной выше пояса плавления.

Вопрос о горючести кокса в значительной мере зависит от его состояния. Форма кокса, его химический состав и структура определяют скорость его горения (горючесть), как это было талантливо доказано исследованиями Бергхольда, заслушанными Американским обществом литейщиков (1929 г.). Выводы, к которым он пришел, были впоследствии подтверждены работами Мак Кензи, который доказал, что различные; сорта кокса по-разному влияют на расплавление чугуна.

До появления трудов Бергхольда о качестве кокса судили только по испытанию на бросание, а также по действительному и кажущемуся удельным весам. Эти испытания помогали литейщику, но в них был и недостаток — они не характеризовали теплотехнических свойств кокса. Между тем эта сторона дела должна быть главным мерилом для суждения о годности кокса, при надлежащей его кусковатости. Бергхольд неоспоримо доказал, что равные количества кокса одного и того же химического состава при одинаковых условиях горят с различной скоростью.

Другим фактором, влияющим на процесс горения в вагранке, является вес (высота) металлической колоши и, особенно, размер входящих в нее материалов. Если высота металлической колоши выше нормальной, то расход .кокса значительно возрастает, в результате чего холостая колоша горит ближе к фурмам. Анализ газа в этом случае показывает более высокое содержание окиси углерода, чем при правильно рассчитанной высота колопти. Как мы уже указывали, это приводит к содержанию в отходящих газах свободного кислорода, со всеми вытекающими отсюда послед-сгйвиями.

Если куски материалов, входящих в шихту, имеют крупные размеры, то они не успевают расплавиться при сходе столба шихты и входят в холостую колошу в нерасплавленном состоянии, вытесняя кокс и тем нарушая режим горения. Иногда куски металлической шихты заглушают живое сечение вагранки, замедляя проход газов, В этом случае вторичное горение окиси углерода продолжается в высоких зонах вагранки, в результате чего чугун получается холодным. Важно также отметить, что размеры кусков металлической шихты имеют прямое отношение к расходу топлива, требуемого для его расплавления в вагранке.

Если куски металлической шихты исключительно равномерны и Нетяжелы, то количество кокса, идущего на их плавку, относительно невелико. Работы Озанна доказали это положение, доложенное автором в 1924 г. Обществу литейщиков в. Огайо. Таким образом для получения лучших результатов процесса горения в вагранке необходимо тщательно подготовлять и сортировать все материалы, идущие в шихту.

Молденке подчеркивает значение метана в процессе плавки в вагранке. Все исследования газов вагранки подтверждают, что метан в малых количествах всегда присутствует в газах вагранки.

Отбирать газ для анализа надо очень внимательно и осторожно. Время отбора газа, место отбора, расстояние от футеровки, высота— все влияет на состав отбираемого газа. Состав газа изменяется в зависимости от времени не только потому, что условия плавки постоянно меняются, но и потому, что меняется температура, а это вызывает вторичные реакции. Таким образом приходится работать на средней по крайней мере из четырех последовательных проб. Пробы должны браться с промежутками в 15 мин. Такой метод отбора проб соблюдался автором во всех его исследованиях. Газовый анализ хотя и сложен, но он является лучшим критерием для суждения о ходе плавки. Газовый анализ характеризует условия горения, определяет потерн и указывает на пути экономии в эксплоатации.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум