Все о металле, его обработке и переработке
Партнеры
  • .

МЕТАЛЛУРГИЯ ЖЕЛЕЗА — Часть 144

I = ISJ S или I = G/SWkp. (266)

Диаметр верхней части шахты должен быть определен из условия, при котором не превышается критическая скорость газа в верхней части шахты. Диаметр верхней части шахты находится из уравнения

4G’/itW’KP, м, (267)

Где Wkр — критическая скорость газа на свободном сечении в верхней части шахты, м/с; G’ — количество газа, прохо­дящего через верхнюю часть шахты с учетом температуры газа, M3Zc.

Угол наклона шахты определяется из соотношения диамет­ров и высоты шахты. Ниже приведены результаты расчетов горизонтальных размеров шахтного плазменного реактора для прямого получения железа:

Производительность, т/сут. . 2000 3000 4000 5000 Оптимальное число плазменных ге­нераторов при заданной форме зон

TOC \o "1-3" \h \z плавления…………………………………………………… 16 16 16 16

Мощность одного плазменного гене­ратора, МВт 2,45 3,68 4,90 , 6,13

Расход газов (природный газ и кислород) через одни плазменный

Генератор, м3/ч …………………………………………. 391,7 587,5 783,3 972,2

Длина зон плавления, м…. 0,65 0,79 0,92 1,02 Ширина зон плавления, м… 0,32 0,40 0,46 0,51 Диаметр нижней части шахты на уровне установки плазменных гене­раторов, м 2,38 2,90 3,35 3,75

Диаметр верхней части, м… 2,19 2,69 3,10 3,46

В расчете принято: работа реактора на железорудных окатышах размером 5-20 мм; температура окатышей, приходя­щих в зону плавления, 850 0C: степень использования газа, тепловые потери реактора, к. п.д. плазматронов 40, 20 и 75 % соответственно; критическая скорость фильтрации газа через верхнюю часть шахты 56,9 м/с, нижнюю — 87,7 м/с; плотность газа соответственно 0,22 и 0,091 кг/м3.

Особенности теплообмена в шахтных плазменных печах, вызванные большими удельными тепловыми потоками, интен­сивной теплопередачей от газа к материалу в зонах плав­лениях и большой скоростью плавления, приводит к резкому снижению температур по высоте шахты. Это обусловливает минимальные размеры зоны, в которой железорудные материа­лы находятся в размягченном состоянии, но, с другой стороны, приводит к тому, что в значительной по высоте части шахты температура относительно низкая.

В шахте должен быть выполнен основной объем восстано­вительной работы, что становится невозможным из-за малого времени пребывания материалов в шахте до момента их плав­ления и относительно низкой их температуры. Для увеличе­ния скорости восстановления необходимо повысить темпера­туру в шахте, на горизонтах, находящихся выше области плавления. Температура в шахте может быть повышена пода­чей в нее горячего восстановительного газа.

На рис. 72 показано изменение температуры газа по

Горячего восстановительного газа на различных* горизонтах. При вдувании газа через фурмы <PV расположенные на расстоянии h от оси плазматронов, изменения температуры по высоте шахты показывает (74, а, кривая 2), что процесс теплообмена идет неравномерно: сначала интен­сивно, а затем медленно.