Статьи автора

Разработка методик и экспериментальных установок для определения теплоемкости железорудных материалов

Номер выпуска 5 от 01.05.2023

Рассмотрена одна из важнейших теплофизических характеристик окатышей - их теплоемкость, влияющая на технологический процесс производства железорудных окатышей на стадии их термической обработки в слое на ленте конвейерной машины. Так как физическая теплоемкость материалов определяется величиной энтальпии, для измерения последней использован метод смешения, который реализован на установке с адиабатическим калориметром. Объект исследования - качканарские окатыши разной основности. Средние значения энтальпии окатышей и их физической теплоемкости с учетом изменения фазового и химического состава материала представлены в виде интерполяционных уравнений. С использованием вновь созданной экспериментальной установки, позволяющей определять комплекс теплофизических характеристик, определены температурные зависимости кажущейся теплоемкости окатышей разной основности при разных скоростях нагрева. На экспериментальной установке с использованием метода количественного термического анализа выполнены оценки изменения энтальпии и зависимости кажущейся теплоемкости от температуры для неофлюсованного и офлюсованного концентратов Соколовско-Сарбайского ГОКа. Представленные методики определения энтальпии и теплоемкости железорудных окатышей и концентратов, а также созданные конструкции для реализации этих методик могут быть использованы для определения теплоемкостей разных материалов металлургического производства и для оптимизации режимных параметров их термической обработки.

17 0

РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА ТЕПЛООБМЕНА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ОБЖИГУ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ НА КОНВЕЙЕРНОЙ МАШИНЕ

Номер выпуска 2 от 01.02.2024

Выполнен анализ приведенного в литературе аналитического решения задачи о нагреве слоя материала движущимся газом. Установлено, что недостатком такого решения является постоянство теплофизических свойств материала и газа, а также коэффициента теплопередачи, что не позволяет учитывать их изменение в процессе нагрева слоя, а также различное развитие химических реакций. В реальных условиях в обжигаемых окатышах протекает комплекс физико-химических процессов: окисление магнетита, разложение карбонатов, образование новых химических соединений и др. Отмечается, что расчет окислительного нагрева железорудных окатышей основан на закономерностях передачи теплоты в неподвижном слое. При этом длительность нагрева слоя зависит от многих факторов и определяется в основном длительностью теплообмена между слоем окатышей и газом. Разработана методика расчета теплообмена в слое обжигаемых офлюсованных окатышей применительно к конвейерной машине. Достоинство методики состоит в том, что она позволяет проводить расчет окислительного обжига окатышей с учетом кинетики процессов, происходящих в окатышах при нагреве. С ее использованием можно определять температуры материала и газа в слое окатышей не только в начальный, но и в любой момент времени, что достигается использованием граничных условий и путем интегрирования дифференциальных уравнений, описывающих теплообмен в неподвижном слое. Причем теплофизические свойства газа и материала, а также коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи принимались в виде функций от температуры, а не постоянными, как отмечается в предлагаемых решениях аналогичной задачи. Полученные в работе результаты имеют большое практическое значение, так как позволяют проводить анализ влияния разных параметров обжига на степень завершенности процессов в слое и получать обожженные окатыши с требуемыми металлургическими свойствами, а также определять размеры зоны обжига и оптимальную длину конвейерной машины, а следовательно, и ее производительность.

21 0