Состав и температура газов в вагранке
Ни для кого не секрет, что воздух, который поступает в фурму, направляется непосредственно в шахты и осуществляет поддержку горения кокса при плотном взаимодействии с топливным углеродом, исходя из следующих реакций. В фурмах при условии переизбытка кислорода происходит развитие реакции С + O2 CO2 + 393800 кДж. Данная формула представляет собой основной источник теплоты, которая, в свою очередь, образуется в вагранке.
При помощи подобных реакций температуры газа и кокса могут достигать самых высоких значений, какие только возможны для данных агрегатных состояний, так как раскаленные газы создают непрерывно восходящий поток. При уменьшении кислородного переизбытка первая реакция немедленно заменяется второй: 2C + O2 → 2CO + 110600 кДж, которая способствует быстрому росту содержания СО в газах.
Рис. 1 – Изменение состава газов и температуры по высоте шахты вагранки
Состав газов изменяется по высоте шахт вагранки, после чего восходящие газовые потоки проходят через столбы раскаленного кокса и с большой скоростью подвергаются полной потере свободного кислорода, благодаря чему происходит возникновение и развитие эндотермической реакции, связанной с поглощением ранее образовавшейся теплоты: С + CO2 → 2CO — 172600 кДж.
Температура восходящих газов потоков постепенно немного понижается, однако чуть позже последние сталкиваются с первыми металлическими колошами, расположенными на их пути, происходит немедленное прерывание третьей реакции, после чего образовавшийся газовый состав остается практически неизменным на протяжении всех дальнейших реакций. Потоковая температура продолжает идти на снижение благодаря передаче теплоты встречным потокам материалов. За счет этого металлические и топливные калоши достаточно быстро нагреваются, и плавящийся металл постепенно перетекает на подину, постепенно спускаясь от загрузочных окон к плавильным поясам.
Таблица 1 – Процессы, происходящие в вагранке по зонам шахты
Тщательный анализ процессов, происходящих в вагранке в отдельных зонах шахты, позволяет самостоятельно управлять ходом непосредственно всего процесса, а также добиваться высокой эффективности плавки. Следует отметить, что судить о плохой или хорошей работе вагранки можно лишь исходя из ее температуры и производительности.
Рис. 2 – Схема устройства вагранки открытого типа с копильником
1 – летка; 2 – дверцы днища; 3 – горн; 4 – колонны; 5 – подовая плита; 6 – лещадь; 7 – фурмы; 8 – фурменная труба; 9 – кирпичная кладка; 10 – кожух; 11 – чугунные кирпичи; 12 – загрузочное окно; 13 – искроуловитель; 14 – дымовая труба; 15 – бадья; 16 - металлическая шихта; 17 – коксовая холостая колоша; 18 – копильник; 19 – летка для расплава; 20 – желоб; 21 – шахта; 22 – летка для шлаков; 23 – стойка; 24 – фурменная коробка; 25 – вентилятор; 26 – ремонтное окно; 27 – угольник; I – V – зоны вагранки.
При помощи подобных реакций температуры газа и кокса могут достигать самых высоких значений, какие только возможны для данных агрегатных состояний, так как раскаленные газы создают непрерывно восходящий поток. При уменьшении кислородного переизбытка первая реакция немедленно заменяется второй: 2C + O2 → 2CO + 110600 кДж, которая способствует быстрому росту содержания СО в газах.
Рис. 1 – Изменение состава газов и температуры по высоте шахты вагранки
Состав газов изменяется по высоте шахт вагранки, после чего восходящие газовые потоки проходят через столбы раскаленного кокса и с большой скоростью подвергаются полной потере свободного кислорода, благодаря чему происходит возникновение и развитие эндотермической реакции, связанной с поглощением ранее образовавшейся теплоты: С + CO2 → 2CO — 172600 кДж.
Температура восходящих газов потоков постепенно немного понижается, однако чуть позже последние сталкиваются с первыми металлическими колошами, расположенными на их пути, происходит немедленное прерывание третьей реакции, после чего образовавшийся газовый состав остается практически неизменным на протяжении всех дальнейших реакций. Потоковая температура продолжает идти на снижение благодаря передаче теплоты встречным потокам материалов. За счет этого металлические и топливные калоши достаточно быстро нагреваются, и плавящийся металл постепенно перетекает на подину, постепенно спускаясь от загрузочных окон к плавильным поясам.
Таблица 1 – Процессы, происходящие в вагранке по зонам шахты
Тщательный анализ процессов, происходящих в вагранке в отдельных зонах шахты, позволяет самостоятельно управлять ходом непосредственно всего процесса, а также добиваться высокой эффективности плавки. Следует отметить, что судить о плохой или хорошей работе вагранки можно лишь исходя из ее температуры и производительности.
Рис. 2 – Схема устройства вагранки открытого типа с копильником
1 – летка; 2 – дверцы днища; 3 – горн; 4 – колонны; 5 – подовая плита; 6 – лещадь; 7 – фурмы; 8 – фурменная труба; 9 – кирпичная кладка; 10 – кожух; 11 – чугунные кирпичи; 12 – загрузочное окно; 13 – искроуловитель; 14 – дымовая труба; 15 – бадья; 16 - металлическая шихта; 17 – коксовая холостая колоша; 18 – копильник; 19 – летка для расплава; 20 – желоб; 21 – шахта; 22 – летка для шлаков; 23 – стойка; 24 – фурменная коробка; 25 – вентилятор; 26 – ремонтное окно; 27 – угольник; I – V – зоны вагранки.