Рже. 72. Изменение температуры газа по высоте шахты при работе плазменных генераторов, одновременной подаче горячего газа через фурмы Ф, н Ф2: 1 — при работе только плазменных генераторов (остальные обозначения в тексте)
Высоте шахты при подаче
FM fH 1IKf,) 1M
Газовые потоки, истекающие из плазменных генераторов и фурм Wm температура материала в результате теплообмена достигнет температуры теплоносителя, и газ будет уходить из реактора с высокой температурой. Если температура газа выше температуры плавления материала, то материал начинает плавится на уровне фурм Ф„ что приведет к увеличению толщины слоя размягчения материалов, и движение материалов прекратится (рис. 72, а, кривая 3), если же температура газового потока меньше критической температуры нагрева материала, то в этом случае температура шихты после теплообмена будет ниже, чем это позволяют условия движения материалов. При подводе дополнительного количества высоконагретого восстановительного газа через фурмы Фоптимальные. условия теплообмена будут в случае, когда температура газового потока равна f?p (рис. 72, а, кривая 4).
Однако при подводе горного газа через фурмы Ф2> в любом рассмотренном случае не обеспечиваются необходимые условия тепломассопереноса, так как на значительном участке высоты шахты температура материалов низкая, и процессы восстановления при такой температуре идут медленно. При вдувании нагретого восстановительного газа через фурмы Ф2, расположенные на расстоянии h от оси плазматронов, характер изменения температуры показывает, что в слое шихты высоты Ii2 образуется зона интенсивного теплообмена (рис. 74, б, кривая 2). В зависимости от соотношения теплоемкостей потоков материала и газа (после его смешения с газом, вытекающим из плазменных генераторов) температура материала, выходящего из области интенсивного теплообмена, может быть различной. При изменении высоты установки этого ряда фурм возможно добиться получения заданной температуры материалов.
Допустим, что материал, пройдя участок шахты высотой h2, нагрелся до критической температуры ^p Опускаясь ниже, он будет охлаждаться газом, истекающим из плазменных генераторов. На участке высоты шахты hv материал будет недостаточно нагрет, и скорость восстановления будет недостаточной (рис. 74, б, кривая 3). Для повышения температуры в шихте необходимо увеличить высоту h2 за счет уменьшения высоты A1, либо увеличения общей высоты шахты. Распределение температур в шахте для этого случая представлено на рис. 74, б, кривая 4.