Исследование процессов теплообмена при обжиге железорудных окатышей

Abstract

A method for approximate calculation of heat exchange in a layer of iron ore pellets is developed, based on the patterns of heat transfer in a fixed bed. It was noted that the duration of oxidizing roasting of iron ore pellets on the belt of the conveyor machine is affected by the conditions of heat exchange, the distribution of gas and material temperatures over the height of the layer, and the physical and chemical processes that occur in the layer of pellets upon heating (oxidation of magnetite, decomposition of carbonates and others). Most of them flow with the release or absorption of heat. As a result, the calculation of heat transfer in the fired layer of pellets is a complex task. It is shown that it is not possible to obtain a solution of the system of equations describing the heat transfer in the layer of okay in the general case, but only approximately using stepwise approximation of the boundary conditions and parameters of the problem, or by a numerical method with the help of a computer, which is considered in the work. With the help of the compiled program, the calculation of heat exchange in the layer of pellets was carried out with respect to the mode of roasting them on a conveyor machine. The considered technique has a great practical application, since it allows to determine the optimal duration of the pellet roasting process, taking into account the influence of various factors on the heat exchange, and, consequently, the specified degree of completeness of all physical and chemical transformations in the treated layer with obtaining a quality product.

Разработана методика приближенного расчета теплообмена в слое железорудных окатышей, основанная на закономерностях передачи теплоты в неподвижном слое. Отмечено, что на продолжительность окислительного обжига железорудных окатышей на ленте конвейерной машины влияют условия теплообмена, распределение температур газа и материала по высоте слоя, большое влияние оказывают физико-химические процессы, протекающие в слое окатышей при его нагреве (окисление магнетита, разложение карбонатов и другие). Большая часть из них протекает с выделением или поглощением теплоты. В результате расчет теплообмена в обжигаемом слое окатышей представляет собой сложную задачу. Показано, что получить решение системы уравнений, описывающих теплообмен в слое окатышей, в общем случае, не представляется возможным, а можно лишь приближенно с использованием ступенчатой аппроксимации краевых условий и параметров задачи, либо численным методом с помощью ЭВМ, который и рассмотрен в работе. С помощью составленной программы проведен расчет теплообмена в слое окатышей применительно к режиму обжига их на конвейерной машине. Рассмотренная методика имеет большое практическое применение, так как позволяет определять оптимальную продолжительность процесса обжига окатышей с учетом влияния на теплообмен различных факторов, а следовательно, заданную степень завершенности всех физико-химических превращений в обрабатываемом слое с получением качественного продукта.