Обогащение дутья кислородом в доменном процессе

При обогащении дутья кислородом значительно снижается перепад давления между горном и колошником, что позволяет, не повышая давления газов, увеличить количество сжигаемого в единицу времени углерода. Далее, при обогащении дутья кислородом повышается температура газов в горне, следовательно, можно выплавлять высокопроцентный ферросилиций, феррохром, шлак типа портланд-цемента или глиноземистого цемента, а также ферромарганец на весьма основных тугоплавких шлаках с извлечением марганца до 95%.

Кислородное дутье, кроме повышения температуры газов в горне, вызывает также повышение содержания окиси углерода в газах горна, заплечиков, распара и шахты.

При увеличении содержания кислорода в дутье концентрация СО в горновом газе повышается от 35 (при 21% 02) до 40 (при 25% 02) и до 98% (при 96% 02). Повышение содержания окиси углерода в смеси ее с азотом способствует возрастанию степени непрямого восстановления.

Следовательно, кислородное дутье позволяет снизить расход тепла на прямое восстановление, если при этом будет обеспечено достаточное количество газов и их рациональное распределение по сечениям печи. Это является положительной стороной обогащения дутья.

Далее, при уменьшении количества колошниковых газов на единицу горючего понижается их температура. Вследствие уменьшения и количества газов, и их температуры существенно уменьшается «количество уносимого с газами тепла. Это второй фактор экономии тепла при кислородном дутье. Наконец, увеличивается производительность при ускорении схода шихты, что позволяет сократить тепловые потери на единицу чугуна.

Однако кислородное дутье вызывает в тепловом балансе печи и неблагоприятные изменения. Прежде всего следует указать на уменьшение прихода тепла и увеличение его расхода. Так, при сохранении прежней температуры дутья уменьшается количество тепла, вносимого горячим дутьём, вследствие уменьшения количества дутья при том же количестве кислорода (меньше азота, сопровождающего кислород дутья). Чем больше содержание кислорода в дутье, тем меньше количество дутья на единицу горючего (и единицу чугуна) и меньше количество вносимого им тепла.

При этом возрастает температура газов и уменьшается их количество, интенсивнее становится теплопередача в нижних горизонтах печи, вследствие чего газы переходят в верхние горизонты значительно охлажденными. Получается перераспределение тепла и температур; в горне и нижней части заплечиков сосредоточивается большое количество тепла, а в вышележащих горизонтах приток тепла становится меньше и температура ниже. Это явление аналогично перераспределению температур при повышении нагрева дутья, но сказывается значительно резче. При понижении температур в верхней части печи начало непрямого восстановления запаздывает, отчего степень его может уменьшиться. Суммарная степень непрямого восстановления, возрастающая от увеличения содержания в газе СО и уменьшающаяся от понижения температуры в шахте, может, таким образом, смотря по обстоятельствам, измениться в ту или иную сторону.

Степень непрямого восстановления к тому же при некоторой степени обогащения дутья кислородом может уменьшиться вследствие неровного хода, подписаний, тугих ходов и осадок. ............