ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ОГНЕТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА В ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧАХ

Процессы тепловой обработки материалов так же разнообразны, как разнообразны сами материалы, подвергающиеся обработке. Тепловая обработка протекает на определенном температурном уровне, обеспечивающем развитие технологического процесса. Например, жидкая сталь выпускается из печей с температурой 1550—1650°С, стальные слитки нагреваются перед прокаткой до 1 250 °С, чугун выпускается из вагранки при 1300—1400°С и т. д. Разумеется, чтобы довести металл до указанных температур и при том обеспечить необходимую производительность агрегата, следует в рабочем пространстве развивать гораздо более высокие температуры; так, факел в мартеновской печи имеет температуру около 2000 °С, раскаленный кокс в горне доменной печи примерно 1800 °С и т. д. Достижение необходимых температур является первым и основным условием развития технологического процесса. Получить высокие температуры, необходимые для плавки металлов или нагрева их, для обжига огнеупорных материалов и т. п., не так легко, для этого требуется определенная техника сжигания топлива в том или ином агрегате. Для создания высоких температур в горне доменной печи сжигают кокс определенного качества (кондиционный кокс), а воздух, необходимый для горения, нагревают в регенеративных воздухоподогревателях-кауперах до температуры около 1000—1200°С. Часто воздух обогащают кислородом — содержание кислорода увеличивают с 21% по объему (в естественном воздухе) до 30—35% и более; содержание балластного азота соответственно снижается. В мартеновских печах для достижения высокой температуры воздух, а часто и газообразное топливо, идущие на горение, нагревают в регенеративном устройстве до 1000—1200 °С за счет тепла отходящих из рабочей камеры газов; тем самым реализуется принцип регенерации тепла. Факел в печи должен обладать высокой лучеиспускательной (радиационной) способностью, так как в противном случае трудно или невозможно осуществить плавку. Лучеиспускательная способность каждого участка факела (плотность собственного излучения) Еф определяется его степенью черноты εф и абсолютной температурой в четвертой степени:

где С0 — коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела.