Тепловая машина
Вместе с этим влияние фурменных очагов, как источников тепла в горне доменной печи, простирается на ограниченную зону фурменного пояса горна с соответствующим падением температуры по мере удаления от источника тепла. В соответствии с изложенным изменение температуры горна в плоскости фурм должно находиться в точном соответствии с протекающими реакциями горения углерода. У фурм в углекислоту и дальнейшим ее восстановлением раскаленным углеродом.
Исследование горна выше упоминавшейся американской доменной печи завода Centralron and Coal Co, произведенное Knney, устанавливает зависимость распределения температур в плоскости фурм от реакций горения кокса и температуры дутья. Кривая изменения температуры в горне доменной печи, диаметром 4450 мм, по оси фурм при температуре дутья 650°. Из диаграммы усматривается, что на участке (аб) от глаза фурмы до расстояния примерно 600 мм наблюдается резкий рост температуры от температуры дутья в 650 до 1650° за счет энергичного прохождения на этом участке преимущественно реакции горения углерода в углекислоту, при чем максимум температуры соответствует максимуму содержания углекислоты в горне. На участке (бв) длиною порядка 600 мм происходит резкое падение температуры с максимума в 1650 до 1320° за счет реакции газификации углерода углекислотой, и затем на участке (вг) — постепенное падение температуры от 1320 до 1230° может быть объяснено лишь протеканием здесь реакций прямого восстановления, так как центральная часть печи, окруженная кольцом высоких температур, не может охлаждаться вследствие лучеиспускания.
Есть все основания рассматривать горн доменной печи термодинамически как тепловую машину, состоящую из отдельных фурменных очагов, поэтому работоспособность горна и его коэффициент полезного действия будут полностью зависеть от температур очагов в горне доменной печи.