автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование особенности механизма формирования зоны циркуляции в слоевых металлургических установках с разработкой способа интенсификации в ней процесса теплообмена

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ПО КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ХИМИКО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

РГо ОД

" Г ; На правах рукописи

ИЛЬНИЦКИЙ ПЕТР АЛЕКСЕЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ ЗОНЫ ЦИРКУЛЯЦИИ В СЛОЕВЫХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ С РАЗРАБОТКОЙ СПОСОБА ИНТЕНСИФИКАЦИИ В НЕЙ ПРОЦЕССА ТЕПЛООБМЕНА

05.16.02. -"Металлургия черных металлов"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Караганда, 1995

Работа выполнена в Химико- металлургическом институте . Национального центра по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор с Максимов Е.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Тлеугабулов С.М.

кандидат технических наук, с.н.с. Балапанов М.К,

Ведущая организация: Научно- производственное объединение

"КазчерметаЕтоматика". Защита состоится "26 "имнц 1996г. ъiгt-чac. на заседании Специализированного совета К.53.40.01. при Химико- металлургиче-ком интитуте по адресу: 470032, г. Караганда, ул. Ермекова, 63.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химико- металлургического института.

Автореферат разослан 1996г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат технических __ к.

с.н.с. Н.З. Балтынова

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Развитие черной металлургии в рыночных условиях требует создания экономичных установок при обеспечении высокого качества готовой продукции и минимальном отрицательном воздействии на окружающую среду.В этой связи в настоящее время усовершенствуются и более широко начинают использоваться в различных отраслях промышленности слоевые установки со струйным течением газа. Их преимущества обусловлены высокой надежностью, относительной конструктивной простотой и экологической безопасностью в результате использования гораздо меньших объемов газа и пыли по сравнению с крупногабаритными установками и печами .

Создание новых слоевых установок и эффективное использование существующих шахтных металлургических печей со струйным подводом газа требует решения технологических,конструкторских и проектных задач , при выполнении которых необходимо рассчитать параметры струйных течений , такие . как образование и формирование зоны циркуляции,определение характера циркуляционного движения частиц материала и газа,а также плотность, температуру и скорость газа в обьеме слоя. Исследования выполнялись в соответствии с программой работ Химико-металлургического института по тематическому плану Научного центра по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан " Разработка научных основ и технологии глубокого магнитного обогащения руд Казахстана" (7.1. 4).

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Изучение закономерностей Формирования зоны циркуляции и газовых неоднородностей в плотном слое с разработкой способа интенсификации теплообмена при струйном подводе газа:

- установление особенностей движения материала через зощ циркуляции;

- выявление особенностей образования зоны циркуляции и гг зовых пузырей и математическое описание этих процессов;

- изучение поле$ давления и температуры ь слое материала с зоной циркуляции, расположенной в его нижней части;

- разработка и апробация нового режима сушки и прокалки сыпучих материалов при управлении параметрами теплоносителя.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

- новые данные по механизму образования зоны циркуляции газовых пузырей в плотном слое с зоной циркуляции;

- экспериментальные данные по механизму поступления материала в зону циркуляции;

- результаты исследования по распределению давления и температуры в плотном слое с зоной циркуляции;

- новый режим сушки к прокалки железорудного концентрата \ песка, обеспечивающий экономию теплоносителя.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ ЗАКЛЮЧАЕТСЯ:

- б выявлении новь« данных по механизму формирования i плотном слое сыпучего материала зоны циркуляции и газовых пузырей;

- выведены зависимости для определения скорости начала образования зоны циркуляции к газовых пузырей, учитывающие характер воздействия газового потока на слой сыпучего материала;

- в обнаружении особенностей полей давлений и температуры I зоне циркуляции и вокруг нее в плотном слое сыпучего материала;

- установлено, что зависимость коэффициента теплоотдачи I плотном слое с боной циркуляции носит экстремальный характер,

при этом его максимальная величина приходится на прослойку'движущихся частиц в зоне циркуляции.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. - Установлено, что разработанный способ интенсификации теплообмена может быть использован для сушки и прокалки железорудного концентрата и песка.

Разработанный способ увеличения толщины прослойки частиц, движущихся вокруг газовой каверны принят к использованию в доменном цехе АО "Испат-Кармет".

Данные по механизму образования и формирования зоны циркуляции использованы в учебном процессе на кафедре "Металлургия чугуна и стали" Карагандинского металлургического института.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Основные положения работы были доложены и обсуждены на 2-ом Международном симпозиуме "Проблемы комплексного использования руд" (Санкт-Петербург, 1996) и на научно- технических конференциях профессорско- преподавательского состава и студентов Карагандинского металлургического института (Темиртау, 19941996гг.).

ПУБЛИКАЦИИ:

По результатам работы опубликованы:брошюра, 2 статьи и 1 тезис доклада.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ.

Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста, включая 33 рисунка и 4 таблицы, и состоит из введения, главы литературного обзора, трех экспериментальных глав, заключения, списка литературы из 115 наименований и приложения.

В-первой главе дается краткий обзор работ, посвященных изучению закономерности взаимодействия газа с шихтовыми материалами при струйном и фильтрационном течениях. Показано, что структура слоя во многом зависит от характера движения газового потока и она во многом определяет эффективность протекания"- процессов в слоевых установках и шахтных печах, в частности доменных.

Анализ литературных источников позволил установить, что изменения структуры слоя под воздействием газового потока; образование зоны циркуляции; газовых пузырей^ псевдоожижение частиц и др., в значительной степени влияют на; конструкцию агрегата. В смежных областях науки появились новые данные, которые свидетельствуют о более сложном характере циркуляционных течений и о влиянии последних на распределения газа и температуры в других участках слоя.

В этой связи возникает необходимость более глубокого изучения механизма образования зоны циркуляции и ее строения, тем более, что последнее влияет на поступление частиц в эту зону, а значит определяет характер движения материала в шахтных печах и слоевых установках. Кроме того, механизм поступления материала в зону циркуляции значительно сказывается на объеме и конфигурации зоны вязко-пластичного состояния в доменных печах, а значит на показателях доменного процесса в целом. Следует также отметить, что в литературе практически отсутствуют работы по образованию и движению газовых пузырей в плотном слое материала.

Исходя из сказанного, основные задачи диссертационной работы сформулированы следующим образом.

1. Выявление особенностей движения частиц материала и обра-

зования зоны циркуляции под воздействием струи газа.

2. Изучение процесса формирования газовых пузырей в плотном слое сыпучего материала и .вывод математической зависимости для определения скорости начала образования пузырей.

3. Выявление характера поступления частиц материала в зону циркуляции.

4. Изучение полей давления и температуры в зоне циркуляции и вокруг нее в плотном слое материала.

5. Проведение проверки результатов исследования на укрупненной установке для сушки и прокалки железорудного концентрата и песка.

Во второй главе описаны особенности физико-механических свойств измельченных материалов, широко используемых в черной металлургии. Показано, что они обладают повышенным внутренним трением, силой сцепления и низкой порозностью. Это приводит к повышению сил аутогезии в слое сыпучего материала и способствует образованию в нем агрегатов частиц. Последнее оказывает существенное влияние на структуру слоя и, естественно, на механизм протекания в нем тепло-и массообменных процессов.

Развитие струи газа в слое сыпучего материала изучали на прозрачной установке размерами 400x170x170 мм. со съемной стенкой, позволяющей регулировать толщину слоя, а также на круглой установке высотой 400 и диаметром 80 мм. Размеры и форму зоны циркуляции в слое материала определяли визуально и с помощью фотосъемки.

Характерно, что после фильтрационного режима движения- газа с повышением его скорости вначале наблюдается движение частиц от торца сопла и образование небольшого свободного от материала

участка, а затем формирование двух симметрично расположенных ка верн в слое. Проведенные исследования показывают, что на скорос начала движения частиц материала, находящихся псд Бездействие: газового потока, большое елиянш? оказывает Физико-механически свойства материала, дорознссть слоя г: ме.чаниз;* воздействия газового потока на слой материала. Характерно, что , если частищ расположены в слое материала, а не на ровной поверхности, то необходимо учитывать не коэффициент скольжения, а коэффициент внутреннего трения используемого материала.

Получена зависимость для определения скорости начата движения частиц материала в плотном слое под воздействием газовогс потока, учитывающая указанные параметры.

g pm и. dm Sen. Pr E Scjl.

v2

(2)

где рт,рг и с!т - соответственно плотность частиц материала, газа и диаметр частиц, Бгп. - площадь поперечного сечения газового потока в месте его соприкосновения со слоем, Бел.- площадь участка слоя, на который воздействует газовый поток.

Зависимость (1) с точностью 3,1-9,3 % описывает экспериментальные данные, полученные на плоской и круглой установках.

В ходе экспериментов установлено , что образование зоны циркуляции осуществляется в слое материала практически любой геометрии. При этом высота слоя должна составлять не менее 1,5-3,0 длины зоны циркуляции. Показано, что режим пробоя слоя материала струей газа имеет ограниченный характер и присущ только низким слоям, когда отношение Н/бс<25. Так, при расходе газа, равном 0,8*10~3м3/с, высота слоя из лисаковского гравитацион-

но-магнитного концентрата, при котором наблюдается пробой слоя, доходит* до 0,03 м, с увеличением высоты слоя в нем образуется зона циркуляции.

Размеры и форма зоны циркуляции сильно зависят от импульса струи, размеров и плотности частиц материала и газопроницаемости слоя,причем последняя влияет сильнее, чем плотность частиц. Объем зоны циркуляции при использовании кокса, порозность и, следо-' вательно, газопроницаемость которого намного выше, чем у слоя из агломерата и известняка в 1.5-2 раза больше в случае применения последних.

Показало, что существующие зависимости по определению скорости начала образования зоны циркуляции не учитывают характера воздействия газового потока на слой материала,и это значительно снижает их точность. Поэтому на основе совместного рассмотрения уравнений Стокса и критериальной зависимости, учитывающей характер воздействия гззоеого потока на слой сыпучего материала, разработанной Б.С.Фиалковым и сотрудниками решена задача введения последней з уравнение для определения скорости начала образования зоны циркуляции. Полученное выражение имеет вид:

Уз ц.

е Рт И <3т п• рг £~ Бел.

1/2

(2)

Как видно, зависимость (2) подобна (1), но на скорость начала образования зоны циркуляции большое влияние оказывает газопроницаемость слоя. Это уравнение хорошо описывает результаты экспериментов с самыми различными по своим физико-механическим свойствам сыпучими материалами и позволяет учесть влияние характера воздействия газового потока на слой материала.

В третьей глазе изучена взаимосвязь распределения газа, газовых неоднородностей и температуры в плотном слое с зоной циркуляции. Были исследовании: характер развития струи в слое сыпучего материала; изменения давления и скорости газа, его температуры в зоне циркуляции и ее окрестностях; выявление мест расположения участков, через которые материал поступает из вышерасположенного горизонта в зону циркуляции; определение, скорости и массы циркулирующих частиц в сечениях струи, а также скорости начала образования пузырей в плотном слое. Чтобы исключить фрагментарные характеристики состояния поля давлений и с достаточной точностью отобразить пространственную структуру большого участка в целом, использовались объемные установки, е которых минимальный характерный размер превышал размеры используемых частиц в 5 и более раз. Для измерения осредненных скоростей газа в сечениях струи и слоя применяли пневмометрический метод с использованием как простых цилиндрических насадок, так и трубок Пито-Прандтля, изготовленных в соответствии со стандартными требованиями. В стенках измерительного участка выполнено 64 отверстия диаметром 2,5 мм с продольным шагом, равным 8,1 мм. Часть экспериментов проведена с использованием передвижной стешси и измерения проводили в 288 точках с сопЛами диаметрам 2;4;б;7,8;8 и 10 мм. Скорость струи изменяли от 30 до 280 м/с.

Установлено, что пространственное поле статических давлений на большом рзсстолкпиА'/с/ = 15 отличается значительной неравномерностью как в.продольном, так и в поперечном направлениях.

Следует особо отметить, что конфигурация поперечного распределения статического давления при X/d < 2,5 соответствует М-

«

образному профилю скорости, что можно объяснить дискретным ,

характером истечения газа через сопло. Известно, что между "пор-циями"газа' наблюдаются участки разрежения, в которые поступает окружающая среда, вызывая обратное движение потока. Обычно М-образный профиль наблюдали только при течении закрученных потоков.

Статическое и полное давление определяли как в газовой каверне, так и в слое в целом. Давление газа замеряли в трех плоскостях с шагом 10 мм между точками отбора, серию экспериментов провели на слоях разной высоты 50,80,110,170 и 350 мм.

Установлено, что статическое (рис.1) и полное давление в зоне циркуляции весьма различно и носит сложный характер.

Рис.1. Распределение статического давления (Р,Па) по длине (Ь,м) и высоте (Н,м) зоны циркуляции.

Центральный участок зоны циркуляции (газовая каверна) является разреженной зоной эллипсоидной формы. Центр каверны, как показывают эксперименты, удален от торца сопла, через которое подается газ, на расстояние не менее 8 калибров. Вокруг центра расположен участок пониженного давления также эллипсоидной формы. Характерно, что в каверне практически отсутствуют частицы материала. Затем следует участок с более высоким давлением, в котором наблюдается движение отдельны^ частиц. Далее расположен участок, где формируется устойчивая циркуляция частиц материала, а давление приближается к наблюдаемому внутри слоя. Следует отметить, что разряжение в центре газовой каверны наблюдается при определенной высоте слоя; это указывает на то, что механизм фильтрации газа из зоны циркуляции определяется газопроницаемостью слоя. Так, при небольшой высоте слоя (50,80мм), т.е. при его низком сопротивлении, скорость фильтрации газа из зоны циркуляции становится высокой, что вызывает падение давления в каверне.

Выявлено, что снижение давления газа в каверне ниже атмосферного наступает тогда, когда слой материала, расположенный выше зоны циркуляции, переходит в состояние псевдоожижения. В этом случае повышение высоты слоя вызывает вырождение псевдоожижения и образование пузырей, которые, двигаясь от зоны циркуляции к поверхности слоя, увеличиваются в размерах и, разрываясь на выходе из слоя, выбрасывают частицы материала.

Характерно, что увеличение высоты слоя заметно сказывается на размерах и форме зоны циркуляции» она уменьшается в объеме, а давление газа в каверне повышается.

Установлено, что давление газа в каверне имеет максимальную величину при образовании и отрыве пузырей от зоны циркуляции и

ыинимальк»ю при их охлопывании на поверхности слоя. Выявлено также, что»если скорость газового потока меньше скорости, при достижении которой образуется зона циркуляции, то перепад давления газа в слое всегда положителен.

Показано, что »пробой слоя струей газа возможен только при небольшой высоте слоя; в условиях экспериментов она не превышала 70 мм. Если отношение (Я/с^)/(5сл/5с) < 0,1,в озможен пробой слоя; когда (Н/с^)/(5сл/Бс) < 0,04,- пробо« слоя гарантирован. При значениях отношения (й/йт)/(5сл/ос) > 0,1 пробой'слоя исключен.

На рис.2 приведены экспериментальные данные по влиянию этого отношения на знак и величину перепада давления газа в низком слое агломерата.

Из рисунка следует, что при отношении (И/б^/(Зсл/2с) < 0,04 перепад давления имеет отрицательное значение. В ходе экспериментов было установлено, что .механизм поступления материала в зону циркуляции тесно связан с . газодинамикой е этом участке

слоя. Наличие в области гоны циркуляции участков с пониженным давлением способствует поступлению материала в зону циркуляции.

На рис. 3 показана схема поступления материала в вону циркуляции, из которой следует, что в месте поворота струи газа не происходит захвата частиц материала, формирующих заднюю стенку зоны циркуляции и вовлечения их в вихревое движение.

РисиЗ. 1-газовая каверна; 2-частицы, совершающие движение вокруг каверны; 3-участок неподвижного слоя; ¿^частицы, поступающие в зону циркуляции около сопла; 5-частицы, поступающие в зону циркуляции в ре-

гдх

узультате разрушения и образо-

вания динамически-неустойчивых сводов.

Бри достижении определенной скорости газа в слое измельченного материала возникают газовые пузыри. На образование пузырей большое влияние оказывает коэффициент внутреннего трения, плотность и размеры частиц сыпучего материала, а также механизм воздействия газового потока на слой, т.е. отношение Бгп/Бсл. Причем, равномерный подвод газа в слой материала способствует более раннему образованию пузырей. Специально проведенные эксперименты показали, что чем больше шероховатость стенок, тем быстрее и в большем количестве образуются пузыри. Заметное влияние на механизм образования пузырей оказывают геометрические размеры установки и, в частности, отношение ее характерного поперечного

размера к высоте.

Получена следующая зависимость для определения скорости образования пузырей в плотном слое с зоной циркуляции:

УгЬ.=<(?-р пгИ -¿¡т-Згп.-Осл.)/( Р г"£ ^сл. -Нед. )>1/2 (3) Расчеты по зависимости (3) хорошо согласуются с экспериментальными данными, величина погрешности не превышает 87..

Анализ полученных результатов по изучению теплообмена в плотном слое с зоной циркуляции показывает, что поле температур как в газовой каверне, так и в зоне.циркуляции в целом,носит сложный характер (рис.4). В связи с этим,нуждается в уточнении мнение о том, что температура в зоне циркуляции является посто-

соте (Н) зоны циркуляции.

Установлено, что минимальная ■ температура, наблюдается в центре газовой каверны (рис. 4),т.е. там, где зафиксировано минимальное статическое давление (рис. 1). Другой участок с минимальной температурой расположен нзасе сойла, через которое в слой материала подается теплоноситель, что также соответствует участку слоя с минимальным статическим давлением.

Максимальная температура отмечена на границе газовая каверна-прослойка движущихся частиц, щзи этом повышение температуры распространяется от центра газовой каверны замкнутыми линиями. При переходе к плотному слою температура падает сильно, но остается выше, чем в центре газовой казерны. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в целях повышения интенсивности теплообмена целесообразно, насколько это возможно, увеличить объем частиц, совершавпцэс циркуляцию между газовой каверной и плотным слоем.

В четвертой глазе приводятся экспериментальные результаты по совершенствованию тепловой обработки сыпучих материалов в плотном слое с зоной циркуляции.

Повышение скорости газовой струи увеличивает толщину прослойки частиц, движущихся гокруг газовой каверны, так при изменении скорости от 52 до 250 м/с толщина прослойки повышается с двух до семи частиц. Однако,повышение скорости газовой струи свыше 200 м/с нецелесообразно, так как приводит к образованию крупных пузырей, которые могут привести к формированию газовых поршней, т.е. к нарушению устойчивости слоя.

Можно увеличить прослойку движущихся частиц за счет повышения диаметра сопла. Показано, что при переходе от сопла диаметром 2мм к соплу диаметром бмм при скорости струи газа, равной

150 м/с, толщина прослойки увеличивается от 3 до 8 частиц.

Еще один путь оперативного управления толщиной прослойки движущихся частиц заключается в изменении угла наклона сопла. Как показали эксперименты,максимальные сбьом гены циркуляции и толщина прослойки наблюдаются при наклоне сопла навстречу опускающемуся материалу. При этом увеличение угла наклона сопла от 0 до 25 градусов приводит к повышению толщины прослойки на 12 - 21 X. Дальнейшее повышение угла наклона сопла практически не влияет на толщину прослойки.

Влияние параметров зоны циркуляции на процесс теплообмена изучали на "горячей" установке, изготовленной кг стального нержавеющего листа высотой 400 мм с поперечным 'сечением в верхней части 130 х 90, в нижнейт-100 х 60 мм.

Принципиальные изменения, внесенные в конструкцию этой установки, были следующие: сопла для подачи теплоносителя были вмонтированы в шаровые пяты, с помощью которых могло было изменять угол наклона сопла к днищу установки от 0 до 45 градусов; крепление отбойника к боковой стенке установки выполнено так, чтобы можно было регулировать толщину слоя материала в установке. Тепловые характеристики пгшрялие.}. традиционный*! методами проведения теплофизического эксперимента. В качестве сыпучих материалов использовали полистирол, железорудный концентрат и формовочный песок.

В ходе экспериментов было установлено, что изменение коэффициента теплоотдачи в плотном слое с воней циркуляции косит принципиальный характер (рис. 5). Коэффициент теплоотдачи определяли по известной зависимости Дрейка., справедливой при 1 < Re < 70*10* и 0,0 < Fe < 490:

4Вт/Л 500 3 00

100

Рис.5. Влияние скорости теплоносителя (V,м/с) на коэффициент теплоотдачи («¿'Вт/м2К):1- в плотном слое; 2- в зоне циркуляции.

Как видно из рис.5.,значение коэффициента теплоотдачи в зоне циркуляции намного больше, чем в плотном слое, и растет с повышением скорости струи газа, так как при этом увеличивается толщина прослойки движущихся частиц и, следовательно, их количество.

Проведенные эксперименты по сушке песка показали, что за время пребывания чатиц е установке, равное 2- 5 минутам, из них 0,5-3 секунды в зоне циркуляции, количество удаляемой влаги снижается с 11 до 1,0%. Характерно, что при невысокой температуре процесса количество испаряемой влаги оказывается небольшим, а основное ее количество удаляется механическим путем за счет энергии газового потока. Аналогичные результаты получены при сушке железорудного концентрата.

Проведена серия экспериментов по сушке песка в условиях, когда для"этой же цели использовались вихревая камера и затвор-дозатор. Установлено, что расход теплоносителя в предлагаемой нами установке в 3,4 раза меньше, чем в вихревой камере, где повышенный расход газа требуется для транспортировки всей массы материала по стенкам камеры. По сравнению с затвором- дозатором, расход теплоносителя снижается почти в 1,4 раза. Последнее можно объяснить тем, что при наклоне сопла под углом 20 градусов навстречу опускающемуся материалу количество движущихся вокруг газовой каверны частиц повышается примерно на 20%, что значительно интенсифицирует процесс сушки влажных материалов.

На основе полученных данных разработан способ прокаливания железорудного концентрата и подготовлена техническая документация на установку для его прокаливания в условиях Лисаковского ГОКа.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что формирование зоны циркуляции возможно практически в слое любого материала и не зависит от геометрии установки. При этом высота слоя должна составлять не менее 1,5 -3,0 длины зоны циркуляции. Пробой слоя материала струей газа имеет ограниченный характер и присущ только низким слоям, когда отношение HCJ]/dc< 25.

2. Получена зависимость, удобная для инженерных расчетов, для определения скорости начала образования зоны циркуляции в плотном слое. При этом она в значительной степени зависит от степени равномерности или локальности воздействия газового потока на слой материала.

3. Выявлено, что количество циркулирующих вокруг газово! каверны частиц зависит от скорости струи газа и угла наклона сопла. При увеличении скорости газовой струи от 53 до 200м/с толщина прослойки двежущихся частиц повышается примерно на 20%, а увеличение угла наклона сопла навстречу опускающемуся материалу от 0 до 25 градусов дает рост толвдны прослойки на 12 - 21%.

4. Показано, что поле давлений в зоне циркуляции и вблизк нее носит сложный характер. Минимальные значения полного и статического делений обнаружены в центре газовой кавены и непосредственно ниже торца сопла.

5. Установлено, что поле температур в зоне циркуляции и вблизи нее соответствует распределению давления теплоносителя. При этом максимальная температура наблюдается в прослойке движущихся частиц, а минимальная ниже торца сопла и в центре газовой каверны.

6. Выявлено, что в слоевой системе-¿плотный слой измельченного материала с зоной циркуляции в его нижней части* при определенной скорости газа возникают газовые пузыри. Предложена зависимость для определения скорости начала образования пузырей.

7. При температуре теплоносителя,не превышающей 100 градусов, в установке с плотным слоем и зоной циркуляции значительная часть поверхностной влаги удаляется механическим путем.

8. Разработаный способ увеличения прослойки частиц, движущихся вокруг газовой каверны,принят к использованию в доменном цехе АО "Испат Кармет". Новые данные по механизму образования и формирования зоны циркуляции в плотном слое использованы в учебном процессе на кафедре "Металлургия чугуна и стали" Карагандин-

ского металлургического института.

Основные материалы диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Максимов Е. В. , Ильницкий Е А. Тепловая обработка сыпучего материала в вихревом потоке теплоносителя. Караганда, ТОО "Интел", 1995. 50.с.

2. Ильницкий П. А. , Борисенко В. А. , Печеркин А. М. и др. Нагрев сыпучих материалов в плотном слое с зоной циркуляции. /Химико-металлургический ин-т Щ К1МС РК, Караганда, 12с. Деп. в КазГосИНТИ. 29.04.96. N 6938-Ка, 96.

3. Максимов Е. В. , Альжанов М. X. , Ильницкий П. А. и др. О механизме формирования зоны циркуляции в слое измельченного материала. /Химико-металлургический ин-т НЦ КШС РК, Караганда, 12с. Деп. в КазГосИНТИ 29. 04.96. N 6939-Ка, 96.

4. Максимов Е. В. , Альжанов М. X. , Ильницкий Е А. и др. Распределение температуры в установке для сушки и обжига минерального сырья. "Проблемы комплексного использования руд". // Тезисы докладов 11 Международного симпозиума. Санкт-Петербург. 1996. С. 153.

ТУЯ1НДЕМЕ 05. 16. 02. "Ядра металлдар металдургиясы" мамандыгы бойынша техника гылымдарыныц кандидаты гылыми дэрежесш алуга *сынылган Петр Алексеевич Ильницкийдщ "Жылу алмасу процесс1Н интенсифи-кациялау еу1с1н жтзеге асырумен катар кабатты металлургиялык кондыргыларда айналмалы аймак,тын, кдлыптасу механизм! ерек-шел1ктер1н зерттеу" диссертациялык ж*мысы".

Диссертациялык ж?мыс сусылдай; материалдьщ тыгыз кабатындг айналмалы аймактыц калыптасу зацдылыктарын аныктауга арналган. Теменп жагында айналмалы аймагы бар тыгыз кабаттг кеп1рш1ктерд1ц пайда болу жагдайлары зерттелген. Га; кеп1рпПктер1 мен айналмалы аймактыц пайда болу сэт1 жылдандыгьп аныктайтын математикалык тэуелд1л1ктер алынган. Газ кавернасы-ныц айналасында жогары жылдамдыкпен казгалатын материал белшек-тер! кабатшасыныц параметрлер! аныкталган. Крзгалатын белшекте] кабатшасы келекан1ц тлгаюы материал кабатыньщ жылу алмасуы: едэухр жандандыратыны керсет1лген. Айналмалы аймака материа. белсектерхн тус1рет1н кабат учаскелер1 табылган. Айналмалы ай макта температура мен кысым алацдары кг рдел; к*былыска ие бола тыны т*н,гыш рет аныкталган.

Зерттеу нэтижелер1 нег1з1нде домналы балкытудын, жане д К*м мен тем^р концентратын кабатты кондыргыларда кепт^ру ме кацтаудыц куат унемдейт;н жан,а режимдер1 *сынылган.

Кдраганды, 1996.

- 23 -

Author's abstract

The dissertation work of linitsky Peter Alexeyevicn "Investigation of peculiarities of the mechanism of the circulation zone formation in layer metallurgical plants with a development of the intensification method in it of the heat exchange process" for a candidate's of technical sciences degree by speciality 05.16.02 - "Metallurgy of ferrous metals".

The thesis is devoted to revealing of regularities of the circulation zone formation in a dense laver of loose material. The are studied conditions at which there are formed bubbles in the dense layer with the circulation zone in its bottom part. There are obtained mathematical dependencies to determine the rate of the beginnin of the a circulation zone formation and gas bubbles. There are established the parameters of an interlaver of rr,oving with a high velority particles of the material around the gas cavity. It is shown that the increase of the volume of the interlaver of moving particles considerably intensifies the heat exchange in the material layer. There are brought out the layer sections through wnich material particles come into the circulation zone. Far the first time it is established that the field of pressures and temperatures in the circulation zone bears the complex character.

On the basis of investigation results there are offered new conditions by blast- furnace smelting, arid also drying and calcination of iron- ore concentrate and th= sand in layer plants providing the economy ci power carrier.

Karaganca. 195o