Bányászati és Kohászati Lapok - Öntöde, 1954. (5. évfolyam, 1-12. szám)
1954-01-01 / 1. szám
2 Öntöde 1ssé, 1951. január A kupolakemencében az olvadási öv, azaz maximális hőmérsékletű öv helyzetét az égési öv határozza meg. Az égési övnek a fúvókáktól mért távolsága függ a befúvott levegő mennyiségétől, áramlási sebességétől és a koksz minőségétől (darabnagyságától, reakcióképességétől, illetve gyulladási pontjától). E távolságon áthaladva melegszik fel a levegő a koksz gyulladási hőmérsékletére és megindulnak az égési reakciók. Ebben a kemencerészben a levegő oxigénje még szabad, ezért itt oxidáló a kemence atmoszférája és a befúvott levegő a kemence hőmérsékletét csökkenti, hűti. Minél nagyobb a koksz gyulladási hőmérséklete, annál nagyobb a fúvókák felett az oxidációs, ill. hűtőöv magassága, ami viszont rontja a nagy gyulladáspontú koksz által biztosított előnyöket. Az 1. és 2. reakciók közvetlenül szénmonoxid, ill. széndioxid keletkezésére vezetnek. A 3. reakció diffúziós jellegű és főleg a tüzelőanyag felületén játszódik le. A 4. reakció mértéke függ a kemence hőmérsékletétől és a CO2-tartalmú füstgázok és az izzó C érintkezési idejétől. Minél nagyobb a hőmérséklet, annál kisebb érintkezési idő szükséges a C02 redukálásához. A nagyolvasztóban végzett kísérletek azt mutatták, hogy a C02 redukciójából származó CO-növekedés 100 mm-es tüzelőanyagoszloponként 9—11%. Ha tehát a kúpolókemence hőmérséklete növekszik és az egyéb üzemi körülményeken nem változtatunk, akkor növekszik a C02 redukciójának lehetősége, ami C-t és hőenergiát fogyaszt. Ennek elkerülésére két lehetőségünk is van : a C02 és C érintkezési idejét csökkentjük a befúvott levegő mennyiségének, illetve áramlási sebességének növelésével és ugyanakkor csökkentjük az érintkezési felületet azzal, hogy kevesebb kokszot adagolunk. E. Piwowarsky (7) kísérletei azt mutatták, hogy 910° és 1010° között a 21% széndioxid-tartalmú kísérleti gáz áramlási sebességének növekedésével a CO2 redukciója fokozatosan csökken. Ebből tehát az következik, hogy minél több levegőt kell m2-enként a kupolába befújni. Határt szab ennek az a maximális befúvott levegő mennyiség, amelynek a koksz gyulladási hőmérsékletére való felmelegítéséhez nagyobb hőenergia szükséges, mint az ugyanazon idő alatt a koksz elégése által termelt hőmennyiség. Az elvi kísérletek szerint ez a határ 255 m3/m2. perc levegőmennyiség, ami 60—100 m3-rel nagyobb a gyakorlatban használt levegőnél. Ez a csökkenés a koksz tulajdonságaitól függ (a koksz reakcióképességétől, illetve darabnagyságától) és így a gyakorlatban mégis fennáll a hidegrefuvatás veszélye. Meleg levegő használata esetén a hidegrefuvatás veszélye kisebb, mert a maximális égési hőmérséklet a meleg levegővel bevitt hőmennyiségnek megfelelően emelkedik. A hideg levegővel elérhető legnagyobb égéshőmérsékletet (7) képlettel számíthatjuk ki. Olvaszhás ideje a) Nagydarabos tüzelőanyag vastag rétegében az égés a következő reakciók szerint megy végbe (13) : 2 C + 02 = 2 CO (1) C + 02 = C02 (2) 2 СО + 02 = 2 C02 (3) C02+ C =2 СО (4) T — Ф 1 max R • c V« O4' b) Koksz % /2% jo a io c) Folyékony vas hőm. C02 Levegő mennyiség 1. ábra. A levegőmelegítés és változó adagkoksz hatása a kúpolókemence üzemi viszonyaira. [E. Piwowarsky (7)] Varga: A meleglevegős kúpolókemence