MASS AND HEAT TRANSPORT IN A COKE FUELED SHAFT FURNACE

Abstract

A mathematical model was developed for a continuous tapping cupola based on both mass and heat balance. This model emphasized interactions occurring between countercurrent flows of ascending gas and descending solids and liquids. Profiles of temperatures and compositions of gas, metal and slag were investigated through the calculation of mass and heat transfer for the reactions occurring at all interfaces. By varying the composition of the charged materials, it was found that the carbon content in the tapped metal was controlled by the reaction of coke/metal in the pool region. The carbon content in metallic scrap charge components could dominate the variation of both silicon and oxygen contents in the tapped metal while it has only a minor influence on the carbon level. The sulfur content in tapped metal was determined mainly by the coke dissolution process.On a développé un modèle mathématique pour un cubilot à coulée continue basé à la fois sur la balance de masse et de chaleur. Ce modèle met en évidence les interactions qui se produisent entre les débits à contre-courant de gaz qui monte et de solides et liquides qui descendent. On a investigué les profils de température et de composition du gas, du métal et de la scorie par calcul de transfert de masse et de chaleur pour les réactions qui se produisent à toutes les interfaces. En variant la composition des matériaux de la charge, on a trouvé que la teneur en carbone dans le métal coulé était contrôlée par la réaction coke/métal dans la région du bain. La teneur en carbone des composantes de la charge de ferraille métallique pouvait dominer la variation de la teneur en silicium et en oxygène du métal coulé alors qu’elle a seulement une influence mineure sur le niveau de carbone. La teneur en soufre dans le métal coulé a été déterminée principalement par le procédé de dissolution de coke.