An experimental study on the air delivery and gas removal method in a model of furnace for ferroalloy production

Estudio experimental del método de suministro de aire y eliminación de gases en un modelo de horno para la producción de ferroaleaciones

En el artículo se presentan los resultados de un estudio de modelos sobre los efectos del método de suministro de aire y evacuación de gases de combustión en la intensidad de la mezcla de gases en el espacio de la campana. Se compararon dos soluciones de diseño: con uno o dos canales de salida para los gases de la campana. Además, se analizaron dos variantes de suministro de aire a través de puertas de carga. Los resultados del estudio muestran que, por razones tecnológicas, se obtienen condiciones gasodinámicas más beneficiosas cuando la campana está equipada con dos canales de salida de gases situados simétricamente y el aire se aspira a través de cuatro puertas de carga.

INTRODUCCIÓN

En lo que respecta a la tecnología de producción de aleaciones de FeSi, el consumo de energía es uno de los factores básicos que afectan a la economía del proceso. Por lo tanto, el problema ya se ha investigado en profundidad [1, 2]. El desarrollo y el análisis de los componentes del balance energético del proceso tecnológico garantizan la selección de un método razonable para la recuperación de energía o la reducción del consumo energético del proceso [3-9]. En la Tabla 1 se presentan las fracciones de los componentes individuales del balance energético con respecto a la entrada y salida de energía del espacio del horno en relación con la producción de piezas, expresadas en porcentaje [10]. El horno se alimenta principalmente de energía relacionada con la carga (hulla y virutas de madera), que constituye más del 58% de la energía total suministrada al espacio del horno, y de energía eléctrica (alrededor del 39%). Los componentes básicos de la energía que se elimina son: entalpía acumulada en los gases de combustión y energía contenida en el producto. Aproximadamente el 54,5 % de la energía se pierde cuando los gases abandonan el espacio de trabajo del horno [10]. La cantidad de energía contenida en los gases de combustión depende, por ejemplo, de la cantidad de gases de combustión generados en el horno que, a su vez, está estrechamente relacionada con las condiciones de combustión de los gases tras la reacción. El conocimiento de los efectos de diversas soluciones del diseño del horno sobre la gasodinámica y la calidad de la mezcla de aire con gases combustibles permite seleccionar la variante óptima que garantice una mejor eficiencia térmica del proceso de producción de ferroaleaciones.

El objetivo de este estudio experimental era buscar métodos óptimos de suministro de aire al horno que garanticen las condiciones más beneficiosas de combustión de gases tras la reacción en el espacio de la campana.