Ентальпія продуктів згоряння Н дорівнює добутку маси продуктів згоряння т на їх теплоємність с і температуру t, т. Е. Н = cmt, звідки t = H / ст. ентальпія
H складається з хімічного тепла згоряння палив-ва Hхт і тепла нагріву повітря HнВ, т. Е. Н = НХТ + Hнв. відповідно t = (Нх.т. + Нн.в.) / cт. Таким чином, при нагріванні надходить в піч віз-духу забезпечується досить висо-кая температура факела (> 1800 °). Чим вище температура нагріву повіт-ха, тим вище температура факела і тим краще працює піч.
Підвищення температури факела можна забезпечити також заміною віз-духу (часткової або повної) кислоро-будинок. Тоді у формулі t = Н / с-т зменшується знаменник (зменшується / п) і відповідно зростає темпера-туру. На кожен обсяг повітря, що подається з киснем надходить 3,762
/ - димова труба; 2 - борів; 3 - регенератор; 4 шлаковік; 5 - вертикальний канал; 6 головка; 7-ра-Бочее простір; 8- реверсивні і регулюючі клапани; 9- котел-утилізатор; 10 газоочистка
обсягу баластного азоту. Збагачене-ня повітря киснем призводить до зменшення кількості продуктів згоряння (при тій же кількості теп-ла, виділеному паливом) і відпо-відно до підвищення температури.
а) за характером конструкцій мар-теновскіе печі бувають стаціонарні-ми і хитними. Більшість мар-теновскіх печей стаціонарні, так як коливаються печі більш складні за конструкцією і експлуатація їх об-ходиться дорожче. Однак в окремих випадках установка гойдаються печей себе виправдовує, наприклад при тих-технологічного необхідності скачи-вать велика кількість шлаку або випускати з печі не всю плавку, а тільки її частину;
Під терміном «ємність печі» зазвичай розуміється та маса метало-шихти, яку можливо завантажити в піч. Маса вводяться в піч по ходу плавки додаткових матеріалів при цьому не враховується. Крім терміна «ємність печі» рекомендований термін «місткість печі», зустрічається так-же поняття «садка печі».
Частина робочого простору, рас-покладена нижче рівня порогів за-звалювальних вікон і сформована по-будинок, поздовжніми і поперечними від-косами, називається ванній печі.
З усіх частин печі робоче про-странство експлуатується в найбільш важких умовах - в ньому ведеться плавка сталі. Стійкість елементів робочого простору печі визначаються-ет, як правило, стійкість всієї печі і, отже, терміни проміжний-них і капітальних ремонтів. У соот-но до цим до вогнетривким мате-ріалах для робочого простору
1, 5 відповідно задній і передній поздовж-ні укоси; 2, 4 задня і передня стінки відповід-повідно; 3 - звід; 6 під; 7-поперечний від-кіс
висуваються жорсткі вимоги, а саме потрібні: а) висока вогне-наполегливих; б) хімічна стійкості-с- проти впливу шлаку, ме-Таллі і пічних газів; в) достатня механічна міцність при високих температурах; г) хороша термост-кістка при коливаннях температури.
Верхній (робочий) шар кислої подини виконують з кварцового піску, який набивають або навари-ють на заздалегідь викладені динасо-ші цеглини. Верхній шар основний подини виготовляють зазвичай з маг-незітового порошку (рідше доломіто-вого), який набивають або навари-ють на який є підставою Магне-зітовий цегла (рис. 16.3).
Магнезітохромітового цегла ха-рактерізует вищою вогне-впертістю (1800 ° С), що способству-ет підвищенню продуктивності печі. Стійкість зводу (число плавок від ремонту до ремонту) з магнезиту-хромітового цегли в 2-3 рази вище, ніж з динасового. Однак при використанні в якості матеріалу зводу магнезітохромітового цегли доводиться враховувати ряд особеннос-тей його експлуатації.
Найбільш поширеною кон-конструкцією магнезітохромітового сво-дів є так званий розпір-но-підвісний звід. Зазвичай все кир-Пічі, що входять до кільця склепіння, соеди-нени між собою металевими штирями, які вставлені в отвер-сті в цеглі. Між усіма кирпи-чами вставляють прокладки з листо-вого заліза (товщиною близько 1 мм). У прокладках передбачені отвори для проходу штирів, що з'єднують між собою сусідні цеглини.
Стійкість магнезітохромітового зводу становить 600-1000 плавок. Су-ществует багато способів кріплення підвісного зводу, що забезпечують тривалу його стійкість навіть при випаданні окремих цеглин. Один з них показаний на рис. 16.4.
/ - нівроку (кварцовий пісок); 2-нівроку (магнезитовий по-рошок, мелений обпалений доломіт); 3 - динасовий цегла; 4 - магнезитовий цегла; 5-шамотна цегла; 6 теплова ізоляція (пористий шамот); 7- сталевий лист
16.2.4. Головки печі. Робоча про-странство з торців завершується голів-ками. Головки повинні забезпечити:
1) хорошу настильность факела по всій довжині ванни (щоб максималь-ну кількість тепла передати ванні і мінімальне - склепіння і стінок);
2) добре перемішування палива та повітря для повного спалювання палива в робочому просторі печі; 3) ми-мінімальними опір при відведенні продуктів згорання з робочого про- простору.
Щоб задовольнялися вимоги 1) і 2), перетин вихідних отворів має бути невеликим, але достатній-ним для того, щоб швидкість входу в піч повітря і палива була максі-бітної; для задоволення требова-ня 3) перетин, навпаки, повинно бути максимальним. Ця двояка роль головок (з одного боку, служити для введення в піч повітря і палива, а з іншого - відводити продукти згорить-ня) є досить складною інженерні-нерного завданням для конструкторів - проектувальників печей.
На печах, які працюють на високо-калорійною паливі (природний газ, мазут), широкого поширення набули одноканальні головки (рис. 16.5). Ці головки конструктивно прості, і для них потрібно менший витрата вогнетривів. Необхідні умови перемішування повітря з палив-вом, а також технологічно ефек-тивна настильность факела забезпечують-ються високою швидкістю витікання палива з пальника або форсунки.
16.2.5. Шлаковики. Залишають робочий простір печі димові гази, проходячи через головку печі, по вертикальних каналах потрапляють в шлаковики. Шлаковики служать для уловлювання плавильної пилу і йшла-кових частинок, що буря продуктами згоряння з робочого простору. Цим досягається захист насадки ре-генераторів від засмічення. Перетину шлаковиків набагато більше перетину вертикального каналу, тому ско-кість димових газів при попаданні з каналу в шлаковік різко знижує-ся, крім того, змінюється і направле-ня руху газів. В результаті зна-ве частина (50-70%) плавильної пилу осідає в шлаковиках.
У шлаковиках осідає найбільша пил. Дрібні фракції в зна-ве мірою несуться в трубу (10 25% пилу осідає в насадках регене-ратора). На шляху руху димових газів відбувається взаємодія зі-що тримається в них плавильної пилу з матеріалами кладки. З огляду на це для кладки вертикальних каналів і шлаковиків прагнуть використовувати термостійкий магнезітохромітового
цегла. Пил, що осів в шлаковиках пил являє собою більш пухку мас-су, проте очищення шлаковиків як від пилу, так і від шлаку є вельми трудомісткою операцією.
16.2.6. Регенератори. З шлакових-ков гази з температурою
1500-1600 ° С потрапляють в насадки ре-генераторів. Обсяг насадки регенера-торів і величина поверхні її на-Гревьє, т. Е. Поверхню цегли насадки, що омивається рухомими газу-ми, є важливими параметрами, які визначаються спеціальним теплотехнічним розрахунком. Від них значною мірою залежать основні показники роботи печі - виробляй-ність і витрата палива.
Регенератори повинні забезпечують-вать постійну високу температу-ру підігріву повітря (і газу). У наибо-леї важких умовах працюють верх-
ня ряди насадок регенераторів, по-кільки в цій зоні .Температура і сте-пень осадження пилу найбільш висо-1кіе. Тому верхні ряди насадок викладають з термостійкого Магне-зітохромітового або форстеритовие цегли. Нижні ряди насадок рабо-тануть при температурах менше 1000- 1200 ° С, відповідно їх виклад-вают з більш дешевого і міцного шамотного цегли.
При виході в поднасадочное про-странство дим змінює напрямок на 90 ° і частина плавильної пилу осідаючи-ет на поду поднасадочного про-простору. Плавильна пил осідає і на поверхні цегли, з яких викладена насадка. Розміри осередків при цьому зменшуються (так само, як і раз-заходи поднасадочного простору), умови теплопередачі погіршуються.
На рис. 16.6 показана схема кладки насадки регенератора зі змінною площею прохідного перерізу, при якій число каналів зростає зверху вниз. За рахунок такого виконан-ня насадки зберігається постійної швидкість руху продуктів згорить-ня, так як прохідний перетин изме-вується відповідно до зміни питомої обсягу газів у міру їх ох-лажденія. В результаті додавання поздовжніх і поперечних рядів по-вишу акумуляція тепла насад-кою і ефективність її роботи, відпо-відно зростає температура на-Гревьє повітря, що надходить в піч.
Досягається при такій технології (без погіршення умов роботи регене-ратора) інтенсивне перемішування ванни призводить до інтенсифікації
Мал. 16.6. Насадка регенератора з змін-ної площею прохідного перерізу конст-рукції Маріупольського металургійного комбінату ім. Ілліча
/ І 2 передня і задня стінки печі; 3 подина; 4 сталевипускноеотвір; 5-пристрої для донної продувки; 6 піднесення (поріг); 7- ос-таток рідкого металу попередньої плавки
всіх тепло- і масообмінних процес-сов, скорочення тривалості плавки, поліпшенню умов: видалення газів і неметалевих включень, перемішування металу зі шлаком і протікання реакції обезуглерожіва-ня. На рис. 16.7 показаний варіант пристрою, в якому передбачений спе-ціальний поріг (піднесення) на по-Діні для випадку використання техно-логії з залишенням під час випуску частини металу в печі.
16.2.7. Перекидні клапани, димо-вая труба. З поднасадочного про-простору гази при темпе-ратурі 500-800 ° С потрапляють в кабана. Борова призначені для підведення до регенераторів газу, повітря і відводу від них продуктів згоряння до труби або котлу-утилізатора. Кладка кнурів зазвичай двошаровий: внутрішній шар з шамотної цегли, зовн-ний зі звичайного червоної цегли.
Основними вимогами, пред'- | є до перекидним клапанів, є: а) простота конструкції; б) максимальне ущільнення для пре-дотвращенія попадання відходять з печі газів в атмосферу цеху і Недопіла-щення втрат повітря, що подається для горіння.
З кнурів димові гази надійшли-ють в димову трубу. Висоту труби розраховують таким чином, щоб створювана нею тяга (розрідження) була достатньою для подолання опору руху димових газів на всьому шляху до виходу в атмо-сферу.
Димова труба - складне і доро-гостоящее спорудження. Висота димо-вих труб сучасних великих печей перевищує 100 м. Димарі зазвичай викладають з червоної цегли з внутрішньої футеровкой з шамотної цегли.
Мал. 16.8. Схема пристрою перекидного клапана ши-Берні типу
16.2.8. Охолодження елементів мар-теновской печі. Ряд елементів печі виготовлений з металу. При цьому такі елементи, як рами і заслінки зава-лочних вікон, балки, підтримую-щие звід робочого простору, пе-рекідние клапани та ін. Омиваються потоками гарячих газів і потребують безперервному охолодженні. Теплонап-ряджений окремих елементів досить велика - до 2,8 МДжДм 2 • год); умови їх експлуатації особливо тя-жели.
Витрата води залежить від її жесткос-ти. Допустима температура нагріву води тим вище, чим менше жорсткість води. Зазвичай допускається нагрів ох-лаждающей води на 20-25 ° С, т. Е. 1л води забирає 85-105 кДж тепла. Для зменшення витрати води водяне ох-лажденіе ряду елементів печі заме-ють пароіспарітельним. На біль-ших печах кількість одержуваного пара становить до 10 т / год.