МЕТАЛЛУРГИЯ ЖЕЛЕЗА – Часть 67

P

Ар

77 (Af*/SA) ‘ ? (225)

Этот комплекс имеет размерность коэффициента теплопе­редачи, поэтому его называют суммарным коэффициентом теплопередачи а^,, поскольку он суммирует действие внешне­го и внутреннего тепловых сопротивлений. Предположим, что aF

OLpR

1 +

SX t rJ

И выразим эту формулу через Тепловые сопротивления:

L/az = (1 /ар) + (Л/5Х), (227)

Где Up и относятся к 1 м2.

Согласно последнему выражению общее тепловое сопротив­ление увеличивается для шара на 1/5 его внутреннего теп­лового сопротивления. Приведенную выше формулу (221) мож­но представить в общем виде:

Где Ф— коэффициент формы тела, величина которого зависит от отношения поверхности к объему тела.

Введение в расчет коэффициента формы тела позволяет, пользуясь одной формулой, рассчитывать нагрев тел различ­ной формы.

Следует отметить, что для температурных перепадов внутри нагревающегося и охлаждающегося тела его формы существенно практического значения не имеют.

Разность между температурами поверхности и середины кУска определяют по уравнению ч

Fn ~ ^ – qR/2Х, (229)

Где R – радиус куска, м; X – теплопроводность материала

149

Куска, Вт/(м • К); q — тепловой поток через поверхность

Куска, Вт/м2, который может быть определен по кривой нагрева:

Q = (MjAx)(WjFvl), , ‘ (230)

Где Fiu – поверхность куска, м2.

Для определения температуры поверхности и середины нагревающегося куска шарообразной формы можно воспользо­ваться формулами, связывающими эти температуры со средней по массе температурой куска 0Ш):

‘п = ‘ш + 0,4(f„ – tn); U = tm – 0,6(tn – tu);

U = ‘r – (g/*F)- (231)

Учитывая принятые упрощения, необходимо отметить, что погрешность для верхней ступени нагрева шахтной печи практически не будет превышать 10 %. Она невелика по сравнению с теми, которые допускаем, принимая, например, форму кусков сферической.

Исследовали тепловые характеристики агломерата и кок­са. Влияние пористости на теплопроводность кокса можно оценить по следующему выражению:

Xn = Хк(1 – у)/(1 + 0,5*), (232)

Где Xn — теплопроводность пористого куска; Xk — тепло­проводность компактного куска; у — объемная доля пор в куске.

Для руды и кокса, по Бееру, действительно выражение

TOC \o "1-3" \h \z 1 R

+ Т7Г. < > (233)

OC2 Oly 14Х ‘

Где <Иу— коэффициент теплопередачи, отнесенный к объему и температуре поверхности.

Для свободно омываемого газом окатыша Nu = О. ЗбЯе0,36- Для слоя окатышей Nu’ = 0,28Re’0,7, для слоя кусков руды, агломерата и кокса Nu’ = 0,30Re’0,7.

Используя эти зависимости, можно подсчитать значения а

Для шихтовых материалов и получить для нагрева кусков значения общего коэффициента теплопередачи.

Глава 3. СЫРЫЕ МАТЕРИАЛЫ МЕТАЛЛУРГИИ ЖЕЛЕЗА

§10. ЖЕЛЕЗОРУДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПОДГОТОВКА К ПРОЦЕССУ

Выбор сырья для металлизации проводят в соответствии с требованиями, предъявляемыми к качеству металлизованкиго продукта со стороны его дальнейшего передела (доменное или сталеплавильное производство), а также с учетом физико-химических изменений, которым оно подвергается в процессе металлизации.

Железорудные материалы для производства губчатого же­леза должны удовлетворять следующим основным требованиям: по возможности высокому содержанию железа при низком со­держании серы, фосфора, щелочей и примесей цветных метал­лов (медь, никель, хром, цинк, свинец и др.), оказывающих большое влияние на качество стали и технико-экономические показатели выплавки ее в электропечах; высокой газопрони­цаемости шихты в восстановительном агрегате; высокой вос – становимости; отсутствию склонности шихты к слипанию ври достаточно высоких температурах восстановления; высокой прочности при восстановлении.

Химический состав. В связи с тем, что процессы метал­лизации при получении губчатого железа протекают при уме­ренных температурах (без расплавления), пустая порода и примеси в исходном сырье полностью переходят в металли- зованный продукт. Известно, что содержание железа и кис­лой пустой породы в губчатом железе существенно влияет на : стоимость выплавки стали, так как они влияют на расход Металлизованного продукта для выплавки 1 т стали, расход электроэнергии для расплавления образующегося шлака, рас­ход извести, потери железа со шлаком. С этих позиций со­держание железа должно быть максимальным, а содержание кремнезема – минимальным.

Расчет и практика производства показали, что содержа – ние железа в железорудных материалах желательно иметь в пределах * 68-69 %, а количество кислых оксидов не должно превышать 3 % (в металлизованном 5 %), так как в против­ном случае использование методов бездоменного получения металла становится экономически невыгодным. Однако очень низкое содержание кремнезема может привести к разрушению, разбуханию и слипанию шихты при восстановлении, что сни­жает эффективность процесса.