8.1.4. Газопроникність стовпа шихти

Рух газів в доменній печі відбувається в протитечії зі стовпом шихти, що опускається вниз, крізь канали складної конфігурації, які утворюються пустками між окремими кусками шихтових матеріалів. Оскільки стовп шихти має складну структуру, як по висоті, так і в горизонтальному перетині то газопроникність окремих зон визначається різними факторами.

В області низьких та помірних температур, що містить сипучі матеріали в твердому стані газопроникність шару визначають зазвичай за допомогою рівняння С. Егана (S.Ergun):

(8.7)

де: ΔР – втрати тиску в шарі, Па; Н – висота шару, м; – порознуватість шару, м³/м³; _g – густина газу, кг/м³; D_e – еквівалентний діаметр кусків шару,м; Ф – коефіцієнт форми кусків, що кількісно характеризує степінь наближення форми кусків до форми сфери;

Еквівалентний діаметр кусків розраховують за формулою

, (8.8)

де: Х_і – маса і-тої фракції в шарі шихти; D_і – середній діаметр кусків і-тої фракції; ΣХ_і – маса всіх фракцій, що містяться в дослідному матеріалі.

Встановлено, що відношення (1– )/ при інших постійних умовах справляє суттєвий вплив на втрати напору в шарі, оскільки це відношення, як фактор опору шару залежить від величини порознуватості (рис.8.8).

Рис. 8.8. Залежність фактора опору шару від його порознуватості для різних сипучих матеріалів: 1 – суміш куль двох різних діаметрів; 2 –кулі одного діаметра; 3- рудна суміш; 4 – однофракційна руда; 5 – агломераційна суміш; 6 – однофракційний агломерат.

Аналізуючи вираз 8.6 видно, що втрата напору газів під час руху їх крізь шар сипучого матеріалу залежить від швидкості руху і густини газів, висоти шару і фізичних характеристик матеріалів, що входять до його складу.

Питання з теми для самостійного вивчення та осмислення

1. Назвіть причини опускання шихти в доменній печі.

2. Нарисуйте і поясніть схему балансу сил що діють на плаваючий коксовий тотерман.

3. Поясніть, яку роль відіграє зона пластичності у формуванні газових потоків.

4. В чому полягає сутність концепції вісьвого ходу печі?

5. Перелічіть фактори, що впливають на газопроникність стовпа шихти.

9 Розрахунковий аналіз доменного процесу

1. Розрахунок шихти, дуття і колошникового газу

9.1.1 Суттєвість методів розрахунку шихти

Розрахунок шихти проводять у таких випадках:

• при переведенні печі на виплавку іншого виду чавуну;

• при зміні умов плавки і заміні в шихті одних матеріалів іншими;

• для визначення витрат матеріалів при проектуванні доменної печі і цеху.

Відомі методи розрахунку доменних шихт зводяться до визначення витрати окремих матеріалів для виплавки одиниці чавуну заданого складу, визначення шлаку, що забезпечує властивості, необхідні для плавки заданого виду чавуну і рівної продуктивної роботи печі.