Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 7
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1. Качество агломерата и его влияние на показатели
доменной плавки 9
Основные факторы, определяющие прочность агломерата 12
Повышение энергоэффективности производства агломерата
при внедрении рециркуляции теплоносителей на агломашине 23
1.4. Основные методы определения прихода тепла
от горения твердого топлива в слое 32
1.4. Выводы и постановка задач исследования 40
2. АНАЛИЗ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ГОРЕНИЯ УГЛЕРОДА
ПРИ АГЛОМЕРАЦИИ 43
2Л. Экспериментальные исследования процесса
горения частиц твердого топлива 44
Горение топливной частицы в потоке воздуха 44
Особенности горения топливной частицы в потоке паро-воздушной смеси и агломерационных газов 48
Особенности горения топливной частицы при зажигании агломерационной шихты 55
2.2. Математическая модель горения топливной частицы
в слое 69
2.3. Выводы 87
3. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ МЕТОДИКИ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
ПРОЦЕССА АГЛОМЕРАЦИИ 89
3.1. Интегральный баланс процесса агломерации 89
3.3. Расчет максимальной температуры в слое 98
3.1. Термический параметр процесса спекания и его связь
с качеством агломерата 112
Проверка расчетных алгоритмов 114
Выводы 119
4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССА АГЛОМЕРАЦИИ
С ПРИМЕНЕНИЕМ БАЛАНСОВЫХ МЕТОДОВ РАСЧЕТА 121
Совершенствование технологии процесса спекания 121
Совершенствование технологии процесса зажигания 127
Результаты практического внедрения разработанной
модели процесса агломерации 131
4.4. Выводы 136
5. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА АГЛОМЕРАЦИИ ПРИ РЕЦИРКУЛЯЦИИ
ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ НА КОНВЕЙЕРНОЙ АГЛОМАШИНЕ 137
Обобщенная технологическая схема рециркуляции теплоносителей на агломашине 137
Анализ процесса предварительной сушки агломерационной шихты 140
Расчет теплового баланса процесса агломерации
при рециркуляции теплоносителей 145
5.4. Анализ работы агломашины с рециркуляцией
теплоносителей 150
5.5. Выводы 157
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 158
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 161
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Введение к работе
До настоящего времени агломерат является одним из основных компонентов шихты, определяющим производительность и экономичность работы доменных печей. Поэтому решение задач, связанных с улучшением качества агломерата, снижением топливно-энергетических затрат на его производство и сокращение экологически вредных выбросов, в первую очередь оксидов азота и оксида углерода (СО), является актуальным.
Для анализа разных способов получения агломерата широко используются тепловые балансы. В этом случае результаты расчетов обладают большой общностью и удобством для практического использования - результат, представленный простой формулой, предпочтительней машинного решения, особенно когда найденная зависимость выходных параметров системы от входных является составной частью сложного расчета. Имеющиеся на момент выполнения данной работы результаты теоретических и прикладных исследований В.И.Коротича, С.В.Базилевича, С.Г.Братчикова, Н.М.Бабушкина, Е.Ф.Вегмана, А.А.Сигова, В.А.Шурхала, В.С.Швыдкого, Ю.Г.Ярошенко, В.И.Клейна, В.И.Матюхина и ряда других свидетельствовали о принципиальной возможности решения поставленных задач. Найденные ими общие закономерности формирования агломерата, установленные логические связи между параметрами спекания и качеством готового агломерата, а также создание фундаментальной математической базы, описывающей теплообмен в слое не только расширили общие представления о протекании процесса агломерации, но и дали возможность более целенаправленно подойти к постановке новых задач и выбору методики исследований. Однако, изучение имеющихся балансовых методов расчета процесса спекания показало, что они не достаточно приспособлены для анализа работы агломашин в условиях действующего агломерационного производства. Таким образом, задача создания таких
8 моделей с учетом всех особенностей спекания железорудных материалов является в настоящее время одной из наиболее важных.
Уточнение существующих балансовых моделей процесса агломерации на основе анализа процессов, происходящих при спекании железорудных материалов, в частности, механизма горения твердого топлива и протекания окислительно-восстановительных реакций (ОВР) в слое является одним из путей решения поставленной задачи.
Задачу, связанную с сокращением вредных выбросов, невозможно решить без использования рециркуляции аглогазов. Ее применение позволяет существенно снизить содержание СО в отходящих газах и уменьшить удельный объем выбросов на одну тонну агломерата. Вторичное использование отходящего с охладителей горячего воздуха также приводит к уменьшению вредных выбросов и обеспечивает снижение затрат на процесс спекания и повышение качества агломерата.
Таким образом, целью данного диссертационного исследования является повышение производительности агломерационных машин на основе усовершенствованных методов расчета теплового баланса процесса агломерации с использованием результатов анализа основных закономерностей горения углерода в процессе спекания.
Диссертационная работа проведена в рамках программы прикладной НИР ООО «Уралмаш-Металлургическое оборудование» «Создание системы управления качеством продукта производимого на аглооборудовании поставки «Уралмаш-МО».
