“ Bajardi : Yusupov. N reja : Aglomeratsiya jarayonida issiqlik almashinuvi jarayonlari

Mustaqil ish


Mavzu: “Rudalarni aglomeratsiyalashda issiqlik almashuv jarayonlari “

Bajardi : Yusupov . N

Reja :
1. Aglomeratsiya jarayonida issiqlik almashinuvi jarayonlari.
2. Sinterlash jarayonining umumiy va zonal issiqlik balanslari

Ruda materiallarini aglomeratsiya qilish termal jihatdan eng rivojlangan metallurgiya jarayonidir. Ajablanarli darajada kam yonilg'i sarfi bilan - sinterlangan zaryad massasining atigi 3-4%, uni 1250-1400 ^° S ga qadar qizdirib, eritishga keltirish mumkin. Sinterlash jarayonida issiqlik uzatishning o'ta ijobiy xususiyatlari zaryadning erishi va hosil bo'lgan eritmaning kristallanishi bilan ifodalanadigan kuchli sinter olish uchun muhim shart-sharoitlarni ta'minlaydi.
Bunday natijalarga erishish quyidagi omillarning ta'siri bilan izohlanadi:
1. Zaryadlangan yoqilg'ining yonishi minimal tashqi issiqlik yo'qotilishi bilan qatlam ichida sodir bo'ladi.
2. Zaryadning katta o'ziga xos yuzasi (taxminan 3000 m ² / m ³ ) material va gaz o'rtasidagi issiqlik almashinuvining yuqori intensivligini ta'minlaydi, bu boshqa metallurgiya jarayonlari uchun odatiy emas, buning natijasida issiqlik kichik qatlamda to'planadi. qalinligi. Yonish zonasi ostida intensiv zaryadli isitish zonasining balandligi atigi 20-70 mm, yonilg'i yonish zonasi esa 10-35 mm.
3. Yonish mahsulotlari, zaryad qatlamining kanallari va gözenekleri orqali filtrlash, unga deyarli barcha issiqlikni beradi, yonish zonasining maksimal haroratidan (1250-1400 ° C) 50-60 ^° S ^{gacha sovutadi.} sinterlashning yakuniy davri, qizdirilgan qatlamning qalinligi zaryad kichik bo'lganda, chiqindi gazlarning harorati 300-350 ^° S gacha ko'tariladi.
Aglomeratsiya jarayonida issiqlikning asosiy manbai zaryad qatlamidagi yoqilg'ining yonishi bo'lib, u sinterlashning umumiy issiqlik balansida umumiy issiqlik sarfining 80-90% ni tashkil qiladi (4.1-jadval). Qolgan 10-20% qo'shimcha issiqlik manbalariga tegishli: zaryad qatlamini yoqish va tashqi isitish, sinterlashdan oldin zaryad va havoning mumkin bo'lgan isishi.
E'tibor bering, aglomeratsiyaning issiqlik balansi issiqlik energiyasini chiqaradigan va iste'mol qiladigan tizimning dastlabki va yakuniy holatini tavsiflaydi.
4.1-jadval - Sinterlash jarayonining issiqlik balansi

Balans ob'ektlari	umumiy issiqlik iste'molining %
Kelyapti Yonayotgan uglerod Oltingugurtning yonishi yonishning jismoniy issiqligi Zaryadning fizik issiqligi havoning jismoniy issiqligi Yangi kimyoviy birikmalar hosil bo'lishining ekzotermik reaktsiyalarining issiqligi Iste'mol Tayyor aglomeratning issiqligi Chiqarilgan issiqlik Endotermik jarayonlar uchun issiqlik sarfi Tashqi issiqlik yo'qotilishi	80-90 1-10 7-15 1-4 0,5-1,5 1-3 30-60 30-60 7-10
Umumiy issiqlik iste'moli 1470-2940 MJ yoki 1,47 - 2,942 GJ / t ni tashkil qiladi. aglomerat

Amaliyot holatlarining ko'pchiligida umumiy issiqlik balansida oltingugurtning yonishi natijasida olinadigan issiqlik 1-5% ni tashkil qiladi, ya'ni qattiq yoqilg'i uglerodining yonishi natijasida olingan issiqlikning umumiy issiqlik miqdoridagi ulushi 80-90% ga etadi, boshqa . manbalar 10-20% issiqlik bilan ta'minlaydi va asosan zaryadni yoqish va qatlamning tashqi isishi paytida.
Har bir elementar yonish zonasining (elementar qatlam) zonal issiqlik balansi o'rtasidagi tub farq shundaki, kiruvchi balans elementlarida qayta tiklanadigan issiqlik (yonish zonasidan chiqindi gazlarining issiqlik oqimini sezadigan zaryadning issiqlik tarkibi va issiqlik) issiq sinter orqali so'rilgan havo tarkibi ) shartli ravishda mustaqil issiqlik manbai sifatida ishlaydi. Shunday qilib, zonal issiqlik balanslarida qatlamning balandligi bo'ylab issiqlik harakatini kuzatish va regeneratsiyaning ijobiy natijalarini aniqlash mumkin.
4.2-jadval - Sinterlash jarayonining zonal issiqlik balansining tuzilishi ( 1000 kg quruq zaryad uchun)

Yo'q. pp	cherkov maqolasi		MJ		%		Yo'q. pp	Xarajatlar		MJ		%
bitta 2 3 4 besh 6 7	Zaryad entalpiyasi Havo entalpiyasi Uglerod zaryadining yonishi Yonayotgan sulfidli oltingugurt Bilvosita tiklash Oksidlanish Shlak hosil bo'lishining ekzotermik reaktsiyalari		690 500 700 13.2 52.5 187 25		31.8 23.1 32.3 0,6 2.4 8.6 1.2		sakkiz 9 o'n	Sinterning entalpiyasi Gazning entalpiyasi Ohaktoshning dissotsiatsiyasi		1300 689 178		60.1 31.7 8.2
Jami		2167.7		100		Jami			2167		100

Eslatma: 1 va 2-moddalar - regeneratsiya issiqlik kiritish
Yonilg'ining yonishidan olingan issiqlik yonish zonasining ketma-ket harakati paytida qatlamda chiqariladi. Bunday holda, har bir elementar qatlamning zaryadini isitish va eritish (balandligi yonish zonasining o'rtacha balandligiga teng - 20 mm olinadi) nafaqat ushbu qatlamda to'plangan yoqilg'ining yonishi tufayli erishiladi. , balki regeneratsiya issiqligi tufayli ham. Qayta tiklangan issiqlik zaryadning yonishi va yonish zonasi ustida joylashgan elementar qatlamlarda yoqilg'ining yonishi paytida chiqarilgan issiqlikning bir qismidir. Bu issiqlik faqat zonal issiqlik balanslarida hisobga olinadi, ulardan birining tuzilishi Jadvalda ko'rsatilgan. 4.2.
Pastki elementar qatlamlarning zaryadini sinterlash uchun umumiy issiqlik iste'molining faqat uchdan bir qismi (No 8-30, 4.4-rasm) yoqilg'ining yonish issiqligidir. Qolganlari qayta tiklangan issiqlikka tegishli.
Sinterlash jarayonida issiqlik uzatishda regeneratsiya hal qiluvchi omil bo'lib , bu jarayonning past energiya intensivligini tushuntiradi .
Yonish zonasi yuqoridan pastgacha harakat qilganda, regeneratsiya issiqligining ulushi noldan (birinchi elementar qatlam uchun, bu erda regeneratsiya issiqlik manbai bo'lmagan) o'ta yuqori qatlamlarning pastki elementar zonalari uchun 60-63 % gacha oshadi.
Issiqlik qayta tiklanishining bunday sxemasi dastlab sovuq havoning qizg'in sinterning elementar qatlamlaridan o'tib qizg'in isishi bilan bog'liq bo'lib, uning harorati tepada 1150 ^{o C dan} o'rtalarida 1400 ^{o C gacha ko'tariladi.} qatlam. Bundan tashqari, isitiladigan havo va aglomerat o'rtasidagi harorat farqi kamayadi va regeneratsiya issiqlik miqdori qatlam yuzasidan taxminan 130-150 mm bo'lgan maksimal darajada deyarli barqarorlashadi. Sinterlangan qatlam qanchalik baland bo'lsa, qayta tiklangan issiqlikning yonish zonalariga maksimal etib borishi bilan elementar qatlamlarning ulushi shunchalik ko'p bo'ladi. Shu sababli, qatlamda, masalan, balandligi 500 mm bo'lgan qatlamda sinterlash paytida yoqilg'i sarfi 250 mm balandlikdagi qatlamga qaraganda 20-25% kamroq.
Qattiq yoqilg'ining iste'moli empirik tarzda tanlanadi, aglomeratning kuchini nazorat qiladi. Aynan zaryaddagi qattiq yoqilg'ining uglerod miqdori sinterlangan mahsulotning boshqa qattiq jarayon parametrlari bilan mustahkamligiga hal qiluvchi ta'sir ko'rsatadi.
Sinterlash uchun havoning solishtirma iste'moli amalda zaryaddagi yoqilg'ining uglerod tarkibiga bog'liq emas va faqat zaryaddagi yonuvchi uglerod ( Cg _{) miqdori} 5-6% yoki undan ko'proqqa ko'payishi bilan havoning ko'payishi kuzatiladi. iste'moli kuzatildi. Odatda, real sharoitda bu ko'rsatkich tor diapazonda (0,45-0,55) o'zgarib turadi va o'rtacha 0,5 kg / kg quruq zaryad yoki taxminan 1000 m ³ / t sinterni tashkil qiladi. Zaryaddagi yoqilg'i miqdori ortishi bilan havo kislorodi to'liqroq ishlatiladi. Bu qatlamdan chiqadigan aglomeratsiya gazining kimyoviy tahlili bilan tasdiqlanadi - undagi kislorod miqdori kamayadi.
Qatlamga so'rilgan havo tomonidan bajariladigan ikkita funktsiyaga e'tibor qaratish lozim. Birinchisi, yonilg'i yonishi uchun qatlamga kislorod etkazib berish, ikkinchisi - issiqlikni sinterning yuqori, issiq qatlamlaridan sovuq zaryadning pastki qatlamlariga o'tkazishni ta'minlash. Tegishli tajribalar va hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, oddiy aglomeratsiya sharoitida, yoqilg'i tarkibidagi uglerod miqdori 3-4% bo'lganda, jarayon yoqilg'i uglerodini oksidlovchi sifatidagidan ko'ra issiqlik tashuvchisi sifatida ko'proq havo talab qiladi.
⁾ va issiqlik to'lqinining old tomonining tezligini ( zaryadni quritish intensivligini ^{tavsiflovchi 100 yoki 200 ° C izotermlari)} farqlash kerak. ). Aglomeratsiyaning umumiy holatlarida bu tezliklar kattaligi bo'yicha mos kelmasligi mumkin. Shunday qilib, yoqilg'i sarfi ortib ketganda, zaryadni sinterlash tezligi uglerodning yonish tezligi bilan belgilanadi, chunki yonish zonasida kislorod tanqisligi mavjud va yonish jabhasi termal to'lqin old qismidan orqada qoladi. Zaryadlash qatlamining isitish egri chizig'idagi maksimal harorat keskin pasayadi va biroz cho'ziladi. Bu sinterlash tezligining pasayishiga, aglomeratning mustahkamligining pasayishiga, mos mahsulotning hosildorligining pasayishiga va oxir-oqibat, sinterlash jarayoni uchun o'ziga xos yoqilg'i sarfini oshirishga olib kelishi mumkin.
Yoqilg'i iste'moli kam bo'lgan sinterlash jarayonida yonish zonasida ortiqcha kislorod mavjud bo'lib, unda ateşleme haroratiga qizdirilgan barcha yoqilg'i zarralari yonib ketadi. Bu erda sinterlash tezligi butunlay issiqlik uzatish jabhasining tezligiga bog'liq.
Ushbu tezlikning qiymati formula bilan aniqlanadi
(4.6)
bu erda V - issiqlik uzatish jabhasining tezligi - qatlamdagi issiqlik to'lqini (to'lqinga o'xshash harorat o'zgarishi), mm / min;
K - mutanosiblik koeffitsienti;
Sg - gazning solishtirma issiqlik sig'imi, kJ/m ³ ∙deg;
Sk.sh. _ - zaryadning ko'rinadigan issiqlik sig'imi - endotermik jarayonlar (namlikning bug'lanishi, gidratlar, karbonatlarning parchalanishi) uchun issiqlik xarajatlarini qoplagan holda zaryadning 1 m ^{3 qismini 1 ° C ga isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori.} qattiq holat reaktsiyalarining issiqlik chiqishi, mineral hosil bo'lishi , magnetit oksidlanishi va boshqalar., kJ/m ³ ∙deg
ō _f - zaryadning sinterlangan qatlamida gaz filtrlash tezligi, m / s.
Issiqlik almashinuvi zonasining harakat tezligiga o'ziga xos issiqlik sig'imi va gaz filtrlash tezligi hal qiluvchi ta'sir ko'rsatadi. Nisbatan barqaror sinterlashning haqiqiy sharoitida formulaga kiritilgan barcha parametrlar kuchli o'zgarishlarga duch kelmaydi. Shunga qaramay, gazni filtrlash tezligida sezilarli o'zgarishlar bo'lishi mumkin.
Gazlarning issiqlik sig'imi va zaryadning ko'rinadigan issiqlik sig'imi xom ohaktosh iste'molidagi dalgalanmalar tufayli o'zgarishi mumkin. Bundan tashqari, ohaktosh qo'shilganda gaz aralashmasining issiqlik sig'imi ortadi (chunki ohaktoshdan qo'shimcha ravishda chiqarilgan CO ₂ ning issiqlik sig'imi, masalan, havoning issiqlik sig'imi 35% ga yuqori) va ko'rinadigan issiqlik sig'imi. zaryad ham ortadi. Birgalikda bunday o'zgarishlar issiqlik to'lqinining tezligini pasayishiga olib kelishi mumkin. Qattiq yoqilg'ining issiqlik o'tkazuvchanligi va yonish tezligi kattaligiga to'g'ri kelishi juda muhim va zarurdir. Bunday holda, yonish zonasida maksimal haroratlarga erishiladi va aglomeratning sovish va kristallanish davrlari uzoqroq bo'ladi. Tegishli mahsulotning mustahkamligi va rentabelligi oshadi va sinterlash uchun o'ziga xos yoqilg'i sarfi kamayadi.
Shuni alohida ta'kidlash kerakki, barcha ta'sir etuvchi omillardan zaryaddagi yoqilg'ining uglerod miqdori sinterning kuchiga eng katta ta'sir ko'rsatadi. Albatta , boshqa narsalar teng.
Foydalanilgan adabiyotlar ro’yhati :
(studfile.net)