Теплотехнические основы работы мартеновской печи. Принцип регенерации тепла

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

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

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

tт = 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 температуру 2350°С.

Таблица 6.1

Калориметрическая температура горения топлива

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

;

где - теплотворная способность топлива, кДж/м3(кг); - физическое тепло нагретого воздуха, кДж/м 3; 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.