Повышение эффективности использования углерода при агломерации шихт, требующих высокого расхода тепла

• Автор: Кузнецов, Александр Иванович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА ПРИ АГЛОМЕРАЦИИ .
1.1. Условия обеспечения максимального температурнотеплового режима процесса спекания

1.2. Влияние крупности топлива на агломерационный

процесс II

1.3. Использование заменителей коксовой мелочи при агломерации.

1.4. Влияние способа ввода топлива в шихту на эффективность его использования.

1.5. Спекание шихт, требующих высокого расхода тепла . .

1.6. Постановка задачи исследования

2. ОСОБЕННОСТИ ДВУХСЛОЙНОГО ПО ТОПЛИВУ СПЕКАНИЯ ШИХТ,

ТРЕБУЮЩИХ ВЫСОКОГО РАСХОДА ТЕПЛА.
2.1. Методика проведения лабораторных исследований .
2.2. Исследование эффективности горения топлива
2.3. Особенности температурнотеплового режима процесса
спекания
2.4. Определение оптимального режима при спекании
шихты в высоком слое
. 2.5. Выводы.
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЫЛЕВИДНОГО ТОПЛИВА
3.1. Спекание с рапыливанием мелких фракций топлива над слоем.
3.2. Влияние макроструктуры агломерата на характер
движения топлива в слое.
3.3. Исследование кинетики горения мелких фракций
топлива
3.4. Оптимизация режима ввода пылевидного топлива
методом распиливания.
3.5. Выводы
4. ЖСЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ СПЕКАНИЯ
4.1. Исследование особенностей газодинамических характеристик слоя
4.2. Особенности горения топлива в процессе спекания . .
4.3. Влияние способа ввода топлива на прочностные
свойства агломерата
4.4. Исследование микроструктуры агломерата по высоте
4.4.1. Агломерат однослойного по топливу спекания .
4.4.2. Агломерат двухслойного по топливу спекания .
4.4.3. Агломерат спекания с распиливанием топлива
над слоем.
4.4.4. Фазовый состав агломератов
4.5. Выводы
5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВУХСЛОЙНОГО ПО ТОПЛИВУ
СПЕКАНИЯ ШИХТЫ В ВЫСОКОМ СЛОЕ.
5.1. Характеристика объекта .
5.2. Методика проведения исследований
5.3. Результаты исследований
5.4. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Добиться совпадения скоростей теплопередачи и горения возможно путем регулирования за счет изменения реакционной способности топлива и содержания кислорода в дутье, чем больше реакционная способность топлива, тем при меньшей концентрации кислорода будут достигнуты высокая скорость перемещения тепловой волны и максимальная температура процесса. На основании проведенных исследований Е. Войс и Р. Одним из первых на роль крупности топлива в процессе агломерации обратил внимание С. Т.Ростовцев //. Он указал на нежелательность использования слишком мелкого топлива. Противоположное мнение высказал Г. Вевдеборн //, отметивший значительное снижение расхода топлива и сокращение продолжительности процесса при применении тонкоизмельченного горючего (менее 1-3 мм). С.Т. Ростовцев в последующей работе // показал, что при одинаковом расходе топлива на процесс спекания агломерат, получаемый на топливе размером 1-3 мм, характеризуется более высоким содержанием закиси железа по сравнению с агломератом, полученным на топливе крупностью менее I мм. На основании этого С. ВЫВОД О ТОМ, ЧТО'ЧвМ больше зерно горючего, тем дольше его период горения и тем больше восстановительное и тепловое воздействие оказывает оно на окружающие рудные частицы. Противоположного мнения придерживался В. А.Кулибин //, который считал, что более мелкое топливо лучше и равномернее может быть распределено в шихте, его сгорание происходит быстрее и более интенсивно и, следовательно, процесс спекания ускоряется. Это согласуется с данными опытов Г. Вендеборна //, который получил на коксике 0-1 мм максимальную температуру в слое равную °С, а на коксике 3-6 мм только Ю°С. На Всесоюзных совещаниях по агломерации и доменному производству, проведенных в и годах /,/ было принято решение о дроблении агломерационного топлива до крупности 3 мм, добиваясь при этом минимального выхода фракции более 3 мм. Однако надежного научного обоснования этому дано не было. Только работы /-/ позволили объяснить характер горения и теплопередачи в процессе спекания и указали пути их регулирования. Опыты по использованию коксовой мелочи различной щ>упности /-/ показали, что крупное топливо горит медленно и развивает в слое невысокую температуру, а слишком мелкое топливо горит очень быстро и развивает еще более низкую температуру. Максимальную температуру в слое °С развивает топливо крупностью 0,-0,8 мм. Из полученных данных следует, что для любого вида топлива, путем изменения его размера, можно подобрать такую реакционную способность при которой его сжигание в слое будет сопровождаться наивысшей температурой. Однако с изменением теплофизических свойств материала слоя изменится скорость теплопередачи в нем, а следовательно, и оптимальная реакционная способность топлива, т. А.Г. Неясовым // отмечено, что с понижением крупности руды степень измельчения кокса оказывает все меньшее влияние на скорость спекания. Позднее С. Г.Братчиков, С. В.Базилевич и другие // объяснили это тем, что крупные куски, обладая относительно малой поверхностью единицы объема, воспринимают от газового потока меньше тепла, чем мелкие, за счет этого газовый поток сохраняет свое тепло на большем участке пути, что обеспечивает более высокие скорости движения тепловой волны и менее высокую температуру в слое. На основании всего изложенного можно сделать вывод, что одной из главных причин разногласий по оптимальному размеру частиц агломерационного топлива является использование исследователями шихт различной крупности. Первыми систематическими исследованиями влияния 1фупности коксовой мелочи на агломерационный процесс явились работы Днепропетровского металлургического института, осуществляемые под руководством Г. Г.Ефименко /,-/. Как показали результаты исследований //, при использовании коксика различной крупности газопроницаемость шихты заметно изменяется. У1фупнение топлива от 0-0,4 до 1,0-2,5 мм приводит к значительному увеличению скорости фильтрации воздуха через слой сырой шихты. Однако дальнейшее увеличение крупности коксовой мелочи до 2,5-3 мм вызывает некоторое снижение исходной газопроницаемости. Основной причиной низкой газопроницаемости слоя исходной шихты при работе на мелких фракциях твердого топлива является уменьшение среднего размера гранул шихты, вследствие плохого участия в окомковании частиц 1фупнее 0,3-0,4 мм.