2*Опл — ‘и)
Gmm= —;—————— nn^+ C»m*(t* » ® + ‘
‘i — h
+ m^ + КЗ/А) + (1/а) ДЖ/С’ ‘ 6 (262)
Часть тепла Qv выделяется при неполном горении природного газа (плазмаобразующий газ— природный газ и кислород), остальное тепло должно быть получено при нагреве газа в плазменном генераторе. Следовательно, минимальная мощность плазматрона, обеспечивающая получение необходимого количества тепла, с учетом его к. п.д. (у),
Ntin mm
При заданной крупности железорудного материала и -вго теплофизических свойств производительность шахтной печи по расплаву при нагреве восстановительного газа в плазменном генераторе мощностью N определится как
Min
Р = —————————————————- т/ч (264)
Min KC1Om — f„) + 9уд + C2Oр — 1ПЛ)] ‘ _
Где C1 — теплоемкость железорудного материала, зависящая от вида материала и степени его восстановления до прихода в область плавления; C2- теплоемкость расплава; qya — удельная теплота плавления материала; tp — температура расплава.
Задавая производительность шахтной печи, из уравнений
309
(263) и (264) можно определить необходимую суммарную мощность плазматронов:
+ qya + Cjtp — Гпл)] +
С.
(265)
Где P — заданная производительность. Методы расчета шахтных плазменных печей
При осуществлении технологических процессов в шахтных печах важное значение имеет правильный выбор параметров шахты (диаметров, высоты, количества и размеров зон горения). Правильный выбор параметров печей определяет распределение газового потока по горизонтальным сечениям шахты, движение материалов, эффективность тепло — и массооб — мена.
Соотношение размеров профиля доменных печей определяется по известным эмпирическим формулам, а количество и протяженность зон горения — количеством и размерами воздушных фурм, параметрами комбинированного дутья. Малоактивная зона в центре печи с увеличением ее объема непрерывно возрастает. Даже при отсутствии в центральной области доменной печи железорудных материалов увеличение малоактивной зоны ухудшает ее работу.
Особое значение приобретает выбор размеров шахтных печей, работающих в таком режиме, при котором в зоне плавления железорудных материалов твердая фаза— кокс отсутствует. В процессе прямого получения железа, в котором тепло и восстановитель получают в плазменных генераторах, благодаря наличию больших удельных тепловых потоков, интенсивное плавление железорудных материалов происходит в локальных объемах присопловой области плазматронов. Зоны плавления в этом случае выполняют функции отверстий истечения. За зонами плавления и между ними плавления не происходит. Железорудные материалы, лежащие между зонами плавления и ближе к центру печи, подвергаются воздействию восстановительных газов и нагреву, размягчаются, образуя слипшуюся массу, и их движение невозможно. Процессы, связанные с восстановлением материалов и теплопереносом, неодинаково развиваются по горизонтальному сечению шахты. Лучших условий для восстановления материалов и теплопере — носа можно достичь, когда горизонтальное сечение нижней части шихты максимально перекрыто зонами плавления. Это обеспечивается установкой такого числа плазменных генераторов, которое делает возможным касание зон плавления в горизонтальной плоскости.