2. Теплотехнические основы работы мартеновской печи. Принцип регенерации тепла

Для получения стали в жидком состоянии (для выпуска из печи и разливки), ее необходимо нагреть до температуры 1600-1650 С. Металл может быть нагрет до этой температуры, если продукты сгорания факела имеют еще более высокую (на 100-150С) температуру – t_н, т.е. 1750 – 1800 С.

Для достижения практической температуры продуктов сгорания факела t_н=1750 - 1800С с учетом потери тепла в окружающую среду, степени диссоциации продуктов горения, теоретическая температура (калориметрическая) горения должна быть

где k = 0,75 – пирометрический коэффициент, зависящий от отдачи тепла нагреваемым предметом, потерь тепла в окружающую среду и от степени диссоциации продуктов горения.

t_т = 2350С

Однако, как показывают результаты расчетов, приведенные в табл. 1, ни один вид топлива при сжигании его в холодном воздухе не обеспечивает этой минимальной величины. В связи с этим для осуществления сталеплавильного процесса в мартеновской печи необходим дополнительный источник тепла, который позволил бы достичь температуры 2350 С.

Таблица 1

Калориметрическая температура горения топлива

Топливо	Теплопроводная способность, Qт, кДж/м3(кг) (средняя)	Калориметрическая температура, tт, С
		холодный воздух	нагретый воздух до 1100 С
Коксовый газ	17500	2100	2610
Доменный газ	3800	1400	2250
Мазут	39700	2140	2650
Природный газ	35200	2030	2550

Калориметрическую температуру горения топлива в мартеновской печи можно определить по формуле:

;

где - теплотворная способность топлива, кДж/м³(кг);

- физическое тепло нагретого воздуха, кДж/м³;

V - объем отдельных составляющих продуктов сгорания, м³;

- соответствующие средние теплоемкости продуктов сгорания.

Следовательно, источником дополнительного тепла является физическое тепло предварительно нагретого воздуха. По условиям службы огнеупоров в регенеративных насадках максимально возможная температура подогрева воздуха в среднем составляет 1000-1200 С, что является достаточной величиной для достижения необходимого значения калориметрической температуры факела.

Таким образом, главной теплотехнической основой работы мартеновской печи является необходимость предварительного нагрева воздуха путем реализации принципа регенерации тепла.

3. Топливо мартеновских печей

Топливо должно отвечать требованиям:

• обладать высокой теплотворной способностью;

• обеспечивать высокую излучательную способность;

• содержать минимальное количество вредных примесей (сера, вода);

• быть дешевым, транспортабельным и технологичным.

В настоящее время применяется мазут и природный газ, коксовый и доменный газы.

4. Конструкция мартеновской печи