Проведено моделирование горения коксовых частиц в фурменном очаге с учетом стефановского потока, кинетики гетерогенных реакций окисления и газификации углерода, гомогенной реакции окисления угарного газа, турбулентного тепломассопереноса и теплового излучения. Угольная пыль вдувается в потоке разогретого до высокой температуры воздуха, обогащенного кислородом. В результате получены зависимости, позволяющие судить о степени влияния массового расхода угольной пыли, дисперсности пыли, температуры и массовой доли кислорода воздушного дутья на механическую полноту сгорания, длину кислородной зоны и газовый состав. При выборе оптимального соотношения между диаметром и массовым расходом частиц следует ориентироваться на коэффициент избытка кислорода в подаваемой смеси равным 1.1-1.2.

Введение. Одним из важнейших условий использования пылеугольного топлива (ПУТ) в доменной плавке является обеспечение его полного сгорания в пределах фурменных зон [1-3]. Поэтому контроль степени сгорания ПУТ является важной задачей. Неполнота сгорания ПУТ, особенно при больших расходах, обусловливает снижение коэффициента замены кокса и повышение содержания углерода в продуктах плавки. Попадание значительных количеств несгоревших угольных частиц за пределы фурменных зон нарушает ровность хода печи и нормальную отработку продуктов плавки, приводит к" горению" воздушных фурм, снижает технико-экономические показатели. Принято считать [2], что уголь, сжигаемый в пылевидном состоянии, должен иметь в своем составе золы не более 15-20% и выход летучих не менее 20%. Чем меньше золы, тем лучше горит пыль. Чем больше летучих веществ содержит уголь, тем лучше воспламеняется угольная пыль, и факел горения пыли становится короче. Расчетами показано, что по мере снижения содержания летучих и роста содержания свободного углерода в углях теоретический эквивалент замены кокса увеличивается от 0, 5–0, 6 кг кокса/кг утля для бурых и длиннопламенных углей до 1, 0–1, 1 и более для антрацитов [4]. Угли типа антрацитов и тощих, характеризующиеся высокой теплоотдачей на фурмах, более предпочтительны для вдувания, особенно при их совместном использовании с газообразным топливом.