Теоретические основы и математическое описание процессов с использованием рекуперации тепла, способов интенсификации плавки и нагрева металлов, страница 5

Рис. 4. Циркуляционный режим нагрева.

I – подача газа  45 м³/ч×т, IV – 0, расход отходящих газов - 50 м³/ч×т.

Для реализации данного способа необходимо дополнить установку подогрева дымососом, позволяющим работать с горючими газами  (до 500°С), а также системой КИП и А, которая обеспечивает регулирование (перераспределение) отходящих газов между бадьей и дымовой трубой. Принципиальная схема такой установки показано на рис.5.

Рис. 5. Схема установки подогрева шихта  с циркуляцией отходящих газов (обозначение в тексте).

При конструировании промышленных установок циркуляционного типа наиболее рациональным решением является блок из двух стендов подогрева. В этом случае подача газа производится в каждый поочередно: отключается при достижении  первая установка и ведется ее продувка, в это время включается подача газа во вторую установку и т.д. Дымосос один, система подачи топлива единая. Такое построение установок подогрева уменьшает зависимость плавки от производительности этих установок. Производительность процесса при циркуляции снижается, хотя термический к.п.д. и удельный расход газа ниже. При дальнейшей отладки возможно совместное использование циркуляции со ступенчатой подачей топлива.

В качестве дополнительного преимущества циркуляционный режим уменьшает нагрузку на систему очистки выбросов (пропорционально разбавлению). Для термического обезвреживания вредных газов, образующихся при нагреве шихты за счет испарения и разложения органических веществ, попадающих в печь с загрязненной шихтой (стружка, скрап), необходимо обеспечить их пребывание в зоне высоких температур достаточно долго.

При циркуляционном режиме возникает возможность не только выравнивания, но и повышение средней температуры нагрева шихты, что позволит увеличить эффективность работы плавильных печей и экономию электроэнергии. За счет перераспределения температур – «сдвигания» максимальной температуры  в нижние слои шихты, можно избежать перегрева верхних слоев и негативных явлений, связанных с перегревом (спекания, сваривания). Для этой цели циркуляционный режим используется сразу же, как только  достигает величины 750-800°C. После подстуживания верхних слоев до 550-650°C вновь включаются горелки на 3-4 мин., затем осуществляется или повторное включение циркуляции или ступенчатое снижение расхода газа. Во втором случае процесс нагрева занимает меньшее время, но снижается и термический к.п.д. Включение циркуляционного режима 2, 3 и более число раз  позволяет обеспечить нагрев нижних слоев до любой желаемой температуры (до температуры спекания), причем расход газа увеличивается пропорционально росту энтальпии шихты, то есть при высоком уровне термического к.п.д., который при данном процессе составляет около 65%.

Температурный режим при циркуляции отходящих газов.

Таблица 2.