Особливості горіння полідисперсного вугільного пилу при факельному торкретуванні футерування кисневого конвертера

Анотація

Метою даного дослідження є побудова фізико-математичної моделі горіння і динаміки руху полідисперсних частинок пиловугільного палива і розігріву частинок вогнетривкого порошку в умовах факельного горіння в кисні при відновленні футеровки 160 т кисневого конвертера ММК ім. Ілліча. Як приклад, проводиться аналіз тепломасообміну, руху і горіння частинок торкрет-маси (суміш доломіту 70% і коксу 30%, транспортне середовище – азот) з розмірами трьох фракцій (40, 70 та 100 мкм з чисельної часткою 40%, 40% та 20%) після її вдування всередину кисневого конвертера. Досліджувалося горіння і динаміка зміни температури і діаметра частинок кожної фракцій вугільного пилу і вогнетривкого порошку. Для аналітичного розгляду горіння і руху торкрет-маси в порожнині кисневого конвертера використовується система рівнянь, заснована на законах збереження маси, енергії та імпульсу, законах хімічної кінетики.

Частинки вогнетривкого порошку вважаються інертними частинками. Також не враховується наявність летких речовин в частинках коксу, які значно покращують розігрів і подальше горіння вуглецевих частинок. Вважається, що на поверхні частинок коксу йдуть гетерогенні реакції С + О₂ = СО₂, С + 1/2О₂ = СО, С + СО₂ = 2СО та всередині суміші протікає гомогенна реакція СО + 1/2О₂ = СО₂.

Встановлено, що в припущенні рівномірного попереднього нагріву пилу і газової суміші, горіння вугільного пилу різних фракцій відбувається практично одночасно. Після зникнення кисню в суміші, подальше перетворення вуглецю відбувається в вуглекислому газі. Більш повно вигорають частки дрібних фракцій.

Частинки вогнетривкого порошку нагріваються в такому факелі до температур, які вище температури розм'ягчіння. Це необхідно для їх налипання на стінки конвертера (ремонт футеровки).