Введение к работе
Актуальность работы. До настоящего времени агломерат остается основным железорудным компонентом отечественных доменных шихт. Существенное влияние на механизм формирования конечной структуры и текстуры железорудного агломерата, а следовательно, и на его металлургические свойства, оказывает протекание в ходе спекания реакций восстановления и окисления оксидов железа Однако последние, в силу ряда обстоятельств (трудоемкость экспериментов, сложность и длительность анализов и т. п.), исследованы недостаточно полно, особенно в области раздельной оценки глубины развития восстановительных и окислительных реакций. Использование для анализа ОВПр экспрессных аналитических методов, например, расчета А. А. Сигова и В. А. Порхала, сопряжено с рядом трудностей, обусловленных, главным образом, отсутствием однозначных данных по составу исходных продуктов собственно процесса горения твердого аглотопли-ва и их зависимости от основных технологических параметров процесса спекания. С точки же зрения экономии энергоресурсов и экологии дальнейшее изучение процесса горения твердого аглотоплива само по себе имеет важное значение.
Пель работы заключалась в уточнении закономерностей горения твердого топлива от основных параметров процесса агломерации: типа, крупности и содержания твердого топлива в шихте, крупности материала шихты, скорости фильтрации газа в слое, влажности воздуха; в совершенствовании и разработке на основе полученных данных метода аналитического определения глубины протекания отдельно восстановительных и'окислительных реакций при агломерации различных типов железорудных материалов.
Научная новизна Установлены закономерности, характеризующие влияние основных технологических параметров на состав продуктов горения, температурный уровень процесса, время пребывания материала в высокотемпературной зоне (t>1100C), скорость распространения фронта воспламенения, время полного выгорания частиц топлива, размер зоны горения, удельный расход воздуха на процесс и удельный выход газа, вертикальную скорость спекания, оценено влияние на состав продуктов горения влажности засасываемого в слой воздуха Разработана методика расчета глубины протекания отдельно восстановительных и окислительных реакций при агломерации железорудных материалов. Аналитическим способом определено количество кислорода
воздуха, расходуемого на окисление двухвалентного железа при агломерации гематитових и магнетитових шихт. Установлен характер изменения содержания FeO по высоте высокотемпературной части агломерируемого слоя для различных типов железорудных материалов. Оценено влияние содержания углерода топлива и флюса в шихте на развитие ОВПр.
Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы при выборе оптимальных условий горения топлива, при решении вопроса замены коксика другими видами-твердого топлива, при оценке и анализе тепловой работы агломашин, при решении задач оперативного управления тепловым режимом процесса спекания-и качеством готового продукта (по уровню развития ОВПр).
Реализация Результатов работы. Основные результаты исследований использованы в комплексной математической модели тепло- и массообмена и газодинамики, разработанной ГОСОГГ (ВНИИМТ), при анализе тепловой работы агломерационных машин ряда аглофабрик (ЧерМК, КарМК,' КЛМК); вошли в лекционные курсы и методическую литературу.
Апробаїгля работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы теории и технологии подготовки железорудного сырья для доменного процесса и бескоксовой металлургии" (г. Днепропетровск, 1990г.), на 2- й научно-технической конференции"Путк- улучшения га-зомеханики еихт" (г.Караганда, 1990г.), на республиканской научно-технической конференции "Создание и совершенствование энер-госберегаших технологий"в пирометаллургии" (г.Караганда, 1988г.), на областной научно-технической конференции "Совершенствование гидродинамики газовых потоков промышленных печей с интенсификацией тепловых и технологических процессов и улучшение экологической обстановки в районах' размещения металлургических предприятий" (г.Свердловск, 1990г.).
Публикации. Основные материалы диссертации изложены в 9 печатных работах.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, общих выводов, списка литературы (135 наименований) и приложения; изложена на 183 страницах машинописного текста, включает 38 рисунков и 8 таблиц.