ОСНОВЫ АГЛОМЕРАЦИИ. ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

ПОДГОТОВКА ШИХТЫ К спеканию

Необходимым условием спекания рудной мелочи методом: просасывания воздуха является достаточная газопроницаемость спекаемого материала, обеспечивающая подвод кислорода воз­духа к очагам горения, которыми являются частицы топлива, бо­лее или менее равномерно распределенные в массе спекаемой руды.

Газопроницаемость шихгы

Газопроницаемость, крупность и пористость шихт — функ­ционально зависимые факторы, определяющие физическое и аэ­родинамическое состояние шихты.

Газопроницаемость определенного слоя шихты характери­зуется количеством воздуха или газа, проходящего через шихту в единицу времени при данном вакууме, т. е.

где g— газопроницаемость м3/м2 ■ мин

Q — количество воздуха или газа, л«3;

t — время, мин.;

F— поверхность слоя шихты, м2.

Формула (1) численно выражает также условную скорость прохождения воздуха или газа через слой шихты, так как при F = 1 м2 и t = 1 сек. имеем

g — Q мя/м2 ■ сек = Q м/сек. (2)

Эта скорость не будет совпадать с истинной скоростью дви­жения газа, она будет всегда значительно ниже ее, так как рас­считывается по площади спекательного устройства без шихты, а не по живому сечению шихты, определяющему истинную ско­рость.

Газопроницаемость шихты можно характеризовать потерей напора воздуха (в мм водяного столба) при прохождении его через слой шихты определенной высотой, что так же будет харак­теризовать и сопротивление шихты.

Но выражение газопроницаемости в виде скорости воздуха без указания вакуумного режима, равно как и выражение газо проницаемости через потерю напора воздуха без указания высо­ты столба шихты недостаточны для суждения о газопроницае­мости той или иной шихты.

Скорость и потери напора воздуха зависят от природы и свойств входящих в шихту компонентов и способов подготовки шихты к спеканию, от высоты спекаемого слоя и режима вакуу­ма под колосниковой решеткой спекательного устройства.

Меняя вакуум, можно изменять и количество просасываемого, воздуха через одну и ту же шихту.

Вакуумный режим зависит от характеристики эксгаустера и аэродинамической характеристики слоя шихты, зная которые,, можно составить представление о действительной газопроницае мости шихты. Но определение величин аэродинамической харак теристики шихты достаточно сложно, так как они зависят от ря­да переменных факторов, не всегда поддающихся определению. Попытки некоторых исследователей выразить математически за­висимость газопроницаемости от специфических свойств мате­риала (величина и форма зерен, влажность, плотность и др.) приводили к созданию формул, по существу не представляющих для агломерации практической ценности. Обьясняется это тем. что в формулы входят эмпирические константы, которые по хо­ду спекания непрерывно изменяются, в связи с «ем определе­ние их не представляется возможным. Наибольшей известно­стью пользуется формула проф. Л. К - Рамзина, имеющая сле­дующий вид:

P = Ahg (3)

где р — сопротивление слоя сыпучего материала, мм вод. ст.; h — высота слоя, мм g — условная скорость газа, м/сек-,

Лип — эмпирические константы.

Формула выведена Рамзиным при исследовании сопротивле­ния воздушной струе таких сыпучих материалов, как зерна ку­курузы, пшеницы, мака, антрацита и др. В опытах Рамзина ве­личина зерен была от 1 до 20 мм, скорость воздуха 0,1—2,0 м/сек, высота слоя 50—500 мм. При этих условиях константы А и п имели следующие значения:

Размер зерна, мм 1 2 4 6 10 15 20

А 4,2 2,4 1,33 0,82 0,33 0,15 0,10

п . . 1,35 1,37 1,44 1,51 1,64 1,76 1,85

Формулу Л. К. Рамзина для исследования газопроницаемости

рулы различной крупности применил Бааке [8], получивший сле­дующие значения для констант Ann:

Размер зерна, мм. 5—3 3—1 1—0,5 0,5—0,3 0,3—0,1

А. . . 0—30 0,66 1,43 3,4 6,5

п 1,77 1,51 1,39 1,30 1,16

где Q — количество воздуха, м3/м2 сек-,

Р — вакуум, мм вод. ст.; h —- высота слоя, лш;

Ann — эмпирические константы.

Были предложены и другие формулы для выражения газопро­ницаемости руд, но по существу все они в том или другом виде повторяли формулу Л. К - Рамзина.

Изменение напора или вакуума при прохождении воздуха через слой загрузки характеризует сопротивление шихты про­хождению воздуха и поэтому формула Л. К. Рамзина наиболее точно определяет физический смысл понятия «газопрони­цаемость».

Сопротивление шихты может быть выражено в виде потери напора или повышения вакуума. В первом случае при производ­стве опытов требуется продувать воздух через слой шихты, во втором — просасывать под действием вакуума.

Результаты опытов в том и другом случае могут существен­но отличаться. Для равномерного продувания сверху необходи­мо создать условия, исключающие удар струи воздуха о поверх­ность шихты, иначе неизбежно нарушение однородности слоя загрузки, а при продувании снизу неизбежно некоторое разрых­ление шихты, поскольку воздушный поток действует противо­положно силе тяжести зерен шихты. Тот и другой случаи отлич­ны от действия воздуха и газов при просасывании через шихту под действием вакуума, что имеет место при агломерации руд, и поэтому правильнее судить об изменении сопротивления шихты не по. потере напора струи воздуха при дутье через определен­ный слой загрузки, а по изменению вакуума при просасывании воздуха. При увеличении сопротивления вакуум будет повы­шаться, что служит показателем изменения сопротивления шихты.

Газопроницаемость шихты изменяется сейчас же после зажи­гания, и это изменение имеет место на всем протяжении процес-