СТАЦИОНАРНЫЙ ТЕПЛООБМЕН В ОРОШАЕМОЙ РАСПЛАВОМ ЗОНЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Сформулирована задача стационарного теплообмена в орошаемой зоне доменной печи, учитывающая особенности процесса фильтрации чугуна и шлака через коксовую насадку. Показано, что в этой зоне происходит одновременный нагрев газом потоков кокса, чугуна и шлака, каждый из которых находится в состоянии теплообмена между собой. Причем процессы взаимного теплообмена осуществляются как конвекцией, так и излучением. Конвекция обеспечивает теплообмен между газом и всеми нагреваемыми материалами, а также между шлаком и коксом, поскольку стекающий по коксу шлак частично покрывает его поверхность. Лучистый теплообмен развивается между коксом, чугуном и шлаком. Его интенсивность увеличивается с ростом температуры нагреваемых материалов. Установлено, что взаимный теплообмен между потоками кокса, чугуна и шлака в орошаемой зоне доменной печи оказывает значительное влияние на формирование температурного поля в этой зоне. Для расчета теплообмена в области заплечиков и горна доменной печи необходимы знания о распределении тепловых эффектов химических реакций прямого восстановления железа, кремния и марганца по высоте орошаемой зоны и доли поверхности кокса, покрываемой шлаком.

1. Mathematical model of blast furnace Progress and Application to New Technology Development / Jun-ichiro Yagi. 6th International congress on the science and technology of ironmaking – ICSTI, 42nd International Meeting on ironmaking and 13th International Symposium on Iron Ore, October 14th to 18th, 2012, Rio de Janeiro, RJ, Brazil. Pp. 1660 – 1674.

2. Numerical simulation on dynamic and static holdups of powder inside pre-reduction shaft furnace / Jian Xu, Sheng-li Wu, Xin-ying Guo, Kai-ping Du. Technical contribution to the 6th International congress on the science and technology of ironmaking – ICSTI, 42nd International Meeting on ironmaking and 13th International Symposium on Iron Ore, October 14th to 18th, 2012, Rio de Janeiro, RJ, Brazil. Pp. 414 – 424.

3. B.I. Kitaev, Ju.G. Jaroshenko, V.D. Suchkov. Heat Exchange in shaft furnaces. – London: Pergamon Press, 1967. – 320 p.

4. Металлургия чугуна. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. / Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев, Ю.С. Юсфин и др.; Под ред. Ю.С. Юсфина. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 774 с.

5. Товаровский И.Г. Познание процессов и развитие технологии доменной плавки. – Днепропетровск: изд. «Журфонд», 2015. – 912 с.

6. Математическое моделирование металлургических процессов в АСУ ТП / Н.А.Спирин, В.В.Лавров, В.Ю.Рыболовлев и др. – Екатеринбург: УрФУ, 2014. – 558 с.

7. Тепло- и массообмен в плотном слое / Б.И. Китаев, В.Н. Тимофеев, Б.А. Боковиков, В.М. Малкин, В.С. Швыдкий, Ф.Р. Шкляр, Ю.Г. Ярошенко. – М.: Металлургия, 1972. – 432 с.

8. Теплотехника доменного процесса / Б.И. Китаев, Ю.Г. Ярошенко, Е.Л. Суханов, Ю.Н. Овчинников, В.С. Швыдкий. – М.: Металлургия, 1978. – 248 с.

9. Тепловая работа шахтных печей и агрегатов с плотным слоем / Я.М. Гордон, Б.А. Боковиков, В.С. Швыдкий, Ю.Г. Ярошенко. – М.: Металлургия, 1989. – 120 с.

10. Теплообмен и повышение эффективности доменной плавки / Н.А. Спирин, Ю.Н. Овчинников, В.С. Швыдкий, Ю.Г. Ярошенко. – Екатеринбург: изд. УГТУ–УПИ, 1995. – 243 с.

11. Мысик А.Ф., Кукаркин А.С., Китаев Б.И., Швыдкий В.С. Расчет процесса нагрева кокса, чугуна и шлака в нижней части доменной печи // Изв. вуз. Черная металлургия. 1976. № 12. С. 125 – 129.

12. Yaroshenko Yu.G., Shvydkii V.S., Spirin N.A., Lavrov V.V. & Noskov V.Yu. Nosteady heat transfer and transient processes in blast furnaces // Steel in Translation. 2015. Vol. 45, no 9, pp. 654 – 657.

13. Spirin N., Shvidkiy V., Yaroshenko Y. and Gordon Y. Improvement in Energy Effi ciency of Blast Furnace, Düsseldorf, 15 – 19 June 2015, s. 114 – 122.

14. Восстановление, теплообмен и гидродинамика в доменном процессе / Под ред. С.В. Шаврина. Труды института металлургии УФАН СССР. Ч. 1, вып. 24, 1970. – 130 с; Ч. 2, вып. 26, 1972. – 140 с.

15. Онорин О.П., Гладышев В.И., Каплун Л.И. Фильтрация железистых шлаковых расплавов через коксовую насадку // Изв. вуз. Черная металлургия. 1997. № 2. С. 11 – 14.