مقاله 29 : محاسبه ضريب جايگزيني پودر ذغال در كوره بلند

[hamid96]

شاخص مهم اقتصادي در انتخاب و بكارگيري ذغال براي سيستم تزريق پودر در كوره بلند​

، نسبت جايگزيني آن
بجاي كك است . هر نوع ذغالي كه از لحاظ تركيب شيميايي داراي گو گرد و خاكستر كم و حداقل نوسانات را داشته
باشد مي توان آن را در كوره بلند تزريق كرد . در شكل - 1 با استفاده از منابع مختلف ، منحني هاي نسبت جايگزيني ذغال
بجاي كك، تابع درصد كربن خشك بدون خاكستر، رسم شده است . همانطوريكه در اين شكل مشاهده مي گردد
خصوصيات ذغال ، ه مبستگي شديد با درصد كربن دارد كه نشانگر رتبه بندي ذغال م ي باشد. در منابع علمي بطور معمول
نسبت جايگزيني به ميزان اصلاح شده ( تصحيح شده ) كك اشاره مي كنند كه در اينجا ميزان مصرف كك بسته به
چدن مذاب ، دماي دمش و غيره تحت شرايط استاندارد اصلاح مي گردد. Si شاخص هاي كوره بلند نظير درصد
نرخ جايگزيني كك بسته به ارزش حرارتي و كربن ذغال بين 8​

است​

. نرخ هاي جاي گزيني واقعي تحت شرايط عملي كوره ب لند با ميزان تزريق پودر ذغال پائين تا متوسط كه در اين
شرايط بدليل پائين بودن ضايعات حرارتي و افزايش توا ن احيا است، حاصل مي شود. در نرخ هاي بالاي 150 كيلوگرم
پودر ذغال بازاي هرتن چدن مذاب ضايعات حرارتي افزايش يافته و منجر به كمتر شدن نرخ جايگزيني عملي به ن ظر
مي گردد.​

ذغال ضريب جايگزيني آن افزايش​

C/H بر اساس گزارشات هوتني و همكارانش ( 1990 ) با افزايش نسبت
مي يابد. محققين ياد شده بين ارزش حرارتي و ضريب جايگزيني ذغال رابطه اي را به شكل ذيل درآوردند.​

RR= -0.6395*0.04*S.E​

coal (%daf)
RR = ضريب جايگزيني SE = ارزش حرارتي ذغال( خشك بدون خاكستر) بر حسب مگاژول
يورور و توكوپوس ( 1999 ) از نتايج حاصله از تحقيقات انجام شده در هوگ اونس هلند رابطه اي بين ضريب
جايگزيني و مشخصات ذغال را تعريف كردند . رابطه مذكور بر اساس درصدكربن، هيدروژن و خاكستر خ شك به شرح
ذيل مي باشد.​

RR=-118.9+2.3*C+4.5*H-0.97*Ash
100
C​

= درصد كربن خشك H = درصد هيدروژن خشك Ash= كه در اينجا درصد خاكستر
از رابطه هاي فوق نتيجه گرفته مي شود كه ضريب جايگزيني با بالا رفتن رتبه بندي ذغال افزايش م ي يابد. هرچند كه اثر
مثبت خاكستر بر روي ضريب جايگزيني با آن چه انتظار م يرود، متفاوت است.​

در سال​

1996 بر اساس تحقيقات انجام شده در فولادسازي هاي اروپا معادله اي با استفاده از درصد مواد فرار خشك ،
خاكستر خشك جهت محاسبه ضريب جايگزيني به شرح ذيل برقرار گرديد.​

RR=1.14-0.014*Ash-0.007 V.M​

مي باشد​

. VM = درصد مواد فرار خشك Ash = در اينجا درصد خاكستر خشك
در سال 1998 در ديگر واحدهاي فولادسازي اروپا جهت محاسبه ضريب جايگزيني از فرمول ذيل استفاده شد.​

RR=0.06285*SE-0.0544H-0.0104C-0.0169*Moist
SF​

= كه در اينجا ارزش حرارتي ذغال بر حسب مگاژول بركيلوگرم​

H​

= درصد هيدروژن خشك C = درصد كربن خشك Moist = ( درصد رطوبت ( خشك شده در هوا
آقاي ايتي آزمايشاتي كه در واحدهاي فولادسازي ژاپن انجام داد مشخص كرد كه ضريب جايگزيني با محتواي
انرژي ذغ ال تزريق شده ارتباط دارد . آق اي توكي شيما بر اساس يك مد لسازي، تأ ثير كيفيت تزريق پودر ذغال را بر
بهره برداري كوره بلند تحقيق كرد . توكي شيما دريافت كه گرماي احتراق ناقص شاخص خوبي براي حدس زدن
گازي شده، CO و H ضريب جايگزيني است. گرماي احتراق ناقص برابر است با گرمايي و قتيكه ذغال بصورت 2​

منهاي گرماي تجزيه مواد فرار​

. اخيراً تحقيقات انجام شده در نيپون استيل نشان داده است كه ارزش حرارتي ناحيه پاي ين
مساوي است با گرماي حاصل از احتراق CVL . را مي توان بعنوان شاخص جايگزيني بكار برد ( CVL) كوره بلند
را مي توان به چند طريق تعريف كرد. CVL . و خاكستر H2 , CO ناقص منهاي انرژي درون داشت​

CVL=1400C°​

گرماي قابل دسترسي در تزريق پودر ذغال در قسمت پائين كوره بلند در بالاي دماي​

CVL=1400C°​

گرماي مؤثر حاصل از احتراق ناقص در بالاي دماي​

CVL=​

گرماي حاصل از احتراق ناقص – گرماي درون داشت
با توجه به كاهش منابع ذغال كك شو در سطح جهان،گران شدن كك و كمياب شدن آن، تزريق پودر ذغال در
كوره بلندها اهميت زيادي پيدا كرده است. در شكل - 2 تأثير تزريق پودر ذغال بر كاهش ميزان مصرف كك در
كوره بلندها مشاهده مي گردد.كشور ژاپن در بكارگيري فرآيند تزريق پودر ذغال در كوره بلند پيشتاز بوده است. ژاپن
سال گذشته 90 ميليون تن چدن مذاب در 28 كوره بلند توليد كرده است. براي اين منظور با تزريق 124 كيلوگرم پودر
ذغال بر تن چدن مذاب در كوره بلند، ميزان مصرف كك را به 371 كيلوگرم بر تن چدن مذاب كاهش داده است. در
شكل - 3 افزايش ميزان تزريق پودر ذغال و كاهش ميزان مصرف كك در كوره بلندهاي ژاپن از نظر مي گذ رد. شايان
ذكر است، در طول 10 سال گذشته، در كشور ژاپن تعداد كوره بلندها از 31 به 28 كاهش پيدا كرده است.​