Joint theory of thermal work for heating zone of coke, coke-gas and gas-fired cupolas (based on theory of heat exchangers of H. Le Chatelier)

• Autorzy: Longa W.

Warianty tytułu

PL

Wspólna teoria pracy cieplnej dla strefy podgrzania żeliwiaków koksowych, koksowo-gazowych oraz gazowych (zbudowana na podstawach teorii wymienników ciepła H. Le Chateliera)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The analytical theory of thermal work in the heating zone of coke, coke-gas and gas-fired cupolas has been presented in the work. The conception of elaboration of joint (one) thermal theory for the mentioned groups of cupolas has not been considered in the literature so far due to the following reasons: - lack of consistent theory for coke cupolas, - total lack of theoretical basis for thermal work of gas-fired and coke-gas-fired cupolas. The presented paper contains a set of equations for the calculation of characteristic parameters of the heating zone in the coke-, coke-gas- and gas-fired cupolas such as: efficiency, zone heights, temperatures of combustion gas at zone inlets and outlets as well as at height of zones, heating time of metal pieces up to the melting temperature, rate of movement of charge materials down the furnace shaft, losses of physical heat transferred in combustion gases to the ambience. The contribution has derived a basis for the energy analysis of thermal work of the cupolas as well as examples of calculations of characteristic parameters connected with their thermal process. A new approach to selected controversial aspects of the theory of coke cupola performance has been formulated.

PL

W pracy przedstawia się analityczną teorię pracy cieplnej strefy podgrzania żeliwiaków koksowych, gazowych oraz koksowo-gazowych. Koncepcja opracowania wspólnej (jednej) teorii cieplnej, dla wymienionych trzech grup żeliwiaków, nie była dotąd rozważana w literaturze, co wyjaśnić można następującymi faktami: - brak spójnej teorii dla żeliwiaków koksowych, - zupełny brak teoretycznych podstaw pracy cieplnej żeliwiaków gazowych oraz koksowo-gazowych. Niniejsza praca zawiera układ równań do obliczania charakterystycznych wielkości strefy podgrzania żeliwiaków koksowych, gazowych oraz koksowo-gazowych, przy czym wielkości charakterystyczne obejmują: wydajność; wysokość stref; temperaturę spalin na wlocie do stref, na wylocie ze stref oraz na wysokości stref; czas podgrzewania kawałków metalu do temperatury topienia; szybkość przemieszczania się materiałów wsadowych w szybie pieca, straty ciepła fizycznego unoszonego do otoczenia w spalinach. Praca daje podstawy do energetycznej analizy pracy cieplnej wymienionych trzech grup żeliwiaków; zawiera przykłady obliczania charakterystycznych wielkości, związanych z ich pracą cieplną. W pracy podaje się nowe wyjaśnienie wybranych spornych problemów istniejącej teorii pracy żeliwiaków koksowych.

Słowa kluczowe

EN

coke cupolas; coke-gas cupolas; gas cupolas; heating zone height of coke cupolas; heating zone of coke-gas cupolas; heating zone of gas cupolas

PL

żeliwiak; żeliwiak koksowy; żeliwiak gazowy; strefa cieplna podgrzania żeliwiaków koksowych; strefa cieplna podgrzania żeliwiaków koksowo-gazowych; strefa cieplna podgrzania żeliwiaków gazowych

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 55, iss. 4
• Strony: 1035--1051
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., wzory

Twórcy

autor

Longa W.

• Faculty of Foundry Engineering, Agh University of Science and Technology, 30-059 Kraków, 23 Reymonta Str., Poland

Bibliografia

• [1] M. A. Glinkow, Osnowy obszczej tieorii pieczej. Mietałłurgizdat. Moskwa, 1959.
• [2] A. Schack, Der industrielle wrmebergang. Dsseldorf 1957 (in Russian, Moskwa 1961, Mietałłurgizdat).
• [3] F. Kreith, W.Z. Black, Basic heat transfer. Harper and Row, 1980.
• [4] S. Ochęduszko, Termodynamika stosowana. WNT, Warszawa. II wyd., 1967.
• [5] T. Hobler, Ruch ciepła i wymienniki. Wyd. III. WNT, Warszawa, 1968.
• [6] B. I. Kitajew, Tiepłoobmien w szachtnych pieczach. Mietałłurgizdat. Swierdłowsk - Moskwa, 1945.
• [7] B. I. Kitajew, Ju.G. Jaroszenko, B.L. Lazarew, Tiepłoobmien w domiennoj pieczi. Izd. Mietallurgija. Moskwa, 1966.
• [8] L. M. Marienbach, Intensyfikacija wagranocznogo procesja. MASZGIZ, Moskwa 1954.
• [9] J. Michard, Étude du haut fourneau. Cahier II. Bilan thermique et echange de chaleur. Metz.
• [10] C. Podrzucki, C. Kalata, Metalurgia i odlewnictwo żeliwa. Wyd. Śląsk. Wyd. II, 1976.
• [11] W. Longa, O błędach w interpretacji i zastosowaniu równania B. I. Kitajewa do obliczania wysokości strefy podgrzania żeliwiakach koksowych. Artykuł dyskusyjny Prz. Odl. 1-2, 20-29 (2007).
• [12] W. Longa, Calculating the optima mount of air blast into coke cupola furnaces - cold blast with normal amount of oxygen (solving the 100 years old issue of theory and practice of cupola process. Foundry Journal of the Polish Foundrymen's Association 1-2, 8-28 (2010).
• [13] W. Longa, Calculation of height and structure of melting zone of coke cupolas. Archives of Metallurgy and Materials 55, 3, 669-682 (2010).
• [14] M. Czyżewski, C. Podrzucki, Metalurgia żeliwa. AGH w Krakowie, skrypty uczelniane Nr 15, Kraków, 1958.
• [15] M. Czyżewski, Podstawowe wzory Jerzego Buzka, charakteryzujące pracę żeliwiaka. Przegląd Odlewnictwa 4, 98-107 (1951).
• [16] E. Piwowarsky, Hochwertiges Gusseisen (Grauguss). Springer - Verlag, 1961.
• [17] C. Podrzucki, Zagadnienie wydajności żeliwiaka na tle przebiegających w nim procesów spalania koksu i topienia metalu. Zeszyty Naukowe AGH nr 68. Metalurgia i odlewnictwo, 10 (1963).
• [18] R. Krzeszewski, Zależność pomiędzy procesem spalania koksu w żeliwiaku, jego wydajnością i optymalna ilością dmuchu. Prace Instytutu Odlewnictwa. Rok XVIII, Zeszyt specjalny, Kraków, 1968.
• [19] W. Longa, Zone Balances of the Coal Exchange between Charge Coke and Cupola Gases. Giessereiforschung. International Foundry Research 58, 1, 56-61 (2006).
• [20] C. Podrzucki, J. Szopa, Piece i urządzenia metalurgiczne stosowane w odlewnictwie. Wyd. Śląsk. Katowice, 1982.
• [21] J. Szargut, Termodynamika. PWN, wyd. II. Warszawa, 1975.