ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе проведения комплекса теоретических исследований и холодного физического моделирования шлакоу гольной суспензии в процессе Ромелт, а также высокотемпературных лабораторных исследований восстановления железа в шлакоутлеродистых суспензиях, получены следующие основные научные результаты и практические рекомендации:

Разработана мегодика обеспечения динамического подобия при физическом моделировании продувки ванны печи Ромелт.

Рассчитаны параметры и создана физическая модель, разработана мегодика .экспериментального исследования структуры барботиру емой шлакоугольной суспензии;

Установлено, что при малых количествах (1-3% от массы ванны) частиц (что характерно для процесса Ромелт). эффективность замешивания частиц в объем ванны возрастает при увеличении высоты ванны над фурмами; увеличении расхода дутья на фурму; увеличении скорости дутья (при постоянном его расходе): при использовании частиц мелкой фракции (при количестве модельных частиц в ванне до 5% (от массы ванны)); а также при пониженной вязкости жидкости.

Установлено, что при высоком содержании частиц в поверхностном слое (Сг„8>9% (масс.)) в центральных областях ванны частицы суспензии образуют сплошной слабо перемешиваемый слой в верхней части ванны. Критическое на-

г.кршп.

сыщение поверхностного слоя появлялось при оощем содержании частиц

.ГП г-крит

в ванне С05Ш>5%. Конкретное значение определялось гидродинамическим

режимом ванны. 11ри одновременном увеличении высоты ванны и ннтенсифнка- ции ее продувки в суспензиях из модельных частиц мелкой и средней фракций сплошной слой не образовывался при любых насыщениях суспензии.

Установлено, что в барботажных столбах содержание модельных частиц ниже, чем в остальном объеме ванны. Это различие более выражено в верхних горизонтах ванны. Во всем диапазоне содержаний частиц в жидкости с увеличением высоты ванны над фурмами (при одинаковом расходе дутья) содержание частиц в верхней части барботажных столбов уменьшается, а на уровне фурм практически не изменяется. Увеличение расхода дутья влечет за собой незначительное снижение содержания чаешц в верхней части барботажных столбов:

Экспериментально нод1верждена определяющая роль в восстановлении железа в шлакоугольных суспензиях схемы прямого восстановления в одну стадию;

Разработана методика анализа кинешки жидкофазного восстановления железа дисперсным твердым восстановителем с определением константы скорости реакции, отнесенной к одной частице восстановителя;

Экспериментально установлено, что реакция восстановления железа из шлака дисперсным трафиюм имеет первый порядок по (FeO). Кажущиеся константы скорости восстановления железа в шлакографиговых суспензиях при Т—1723 К и расходе газа на продувку 0.6 нл/мин составили: для фракции 0,63-0.80 мм - 2.27*10'10 (KF(FeOVc), для фракции 1,60-2,00 мм - 2.60*10""(KI{FCQ)'C);

Установлено, что кажущиеся константы скорости восстановления в шла- кографнтовых суспензиях зависят не только от размеров частиц и температуры, но и от интенсивности перемешивания расплава. При Т=1723 для фракции 0,63- 0,80 мм они составили: при расходе дутья 0.3 л .'мин - 1,86* 10'10 (KR(FeO).'c), при расходе дутья 0,6 л/мин - 2.27*10'|и (KT(FCO)'C) И при расходе дутья 1.2 л/мин - 2,68* ]0"'° (Kr(FeO).'c);

10. Разработаны практические рекомендации по у величению производи-тельности процесса Ромелт на основе совершенствования гидродинамического режима шлакоугольной суспензии:

Уровень спокойного шлака нал барботажными фурмами целесообразно увеличить с 0.7-0,8 до 1,4-1.6 м;

Расход дутья на фурму следует увеличить с 600-650 нм3/ч до 950- 1000 нм7ч;

Диаметр сопел барботажных фурм следует оставить неизменным - 30 мм, при этом скорость дутья на выходе из фурмы увеличится с 205 до 265 м/с:

Размеры угольных частиц в ванне должны быть менее 20 мм:

Содержание угля в ванне должно быгь 5-9% от массы ванны;

Концентрация FeO в шлаке должна быгь 5-6%;

Вязкость шлака в печи целесообразно поддерживать на уровне 0,2-0,4 Па*с, повышение вязкости шлака выше 3,0 Па*с нежелательно.