Температурное поле доменной печи

Указанное изменение соотношения теплоемкостей протоков в доменной печи приводит к следующему изменению температур по высоте печи (рис. 2.3‑4).

Общепризнанно, что теплообмен между потоками шихтовых материалов и газов в доменной печи осуществляется последовательно в двух зонах (верхней и нижней), разделенных зоной замедленного теплообмена - “холостой” зоной. Однако это название правомерно только с точки зрения теплообмена, т.к. все другие процессы (восстановление, шлакообразование и др.) там не прекращаются. Зона замедленного теплообмена, разделяющая зоны активного теплообмена, характеризуется отношением теплоемкостей потоков шихты и газа W_м /W_г » 1. Верхняя ступень теплообмена имеет W_м /W_г<1, а нижняя W_м /W_г>1.

Граница раздела зон теплообмена проходит по изотермической поверхности, температура которой соответствует температуре развития реакции газификации углерода кокса диоксидом углерода (конкретной для каждой технологии), которая составляет 900–1000°С. При этом разность температур материалов и газов на границе зон составляет 20–50 °С.

Отсюда следует важный вывод - в верхней и нижней зонах теплообмен завершен, зоны теплообмена работают автономно, независимо друг от друга. При этом считается, что верхняя тепловая зона определяет интенсивность развития процессов косвенного восстановления, а нижняя определяет затраты тепла на прямое восстановление, физический и химический нагрев продуктов плавки.

С изменением условий плавки температурное поле печи меняется. При оценке влияния параметров плавки на температурное поле печи, учитывая автономность работы верхней и нижней зон теплообмена, необходимо рассматривать влияние параметров на каждую из зон (параграф 3.1).