Колбін М. О. Раціональні режими металізації залізорудних окатишів при газовому відновленні в умовах шару

Дисертація присвячена дослідженню процесів, що відбуваються при газовому відновленні залізорудних окатишів в умовах шару. На підставі термодинамічних розрахунків визначена структура процесу відновлення в шарі. Виявлені реакційні зони, що виникають в шарі при відновленні воднем, і визначені три температурні області в інтервалі 500-1100оС, які відрізняються кількістю і типом зон реагування, визначена ланка, що лімітує процес відновлення в шарі. Розроблено методику вивчення процесів, що відбуваються у шарі при газовому відновленні, яка дозволяє деталізувати процес відновлення по висоті шару. Отримано експериментальні дані, які підтверджують правильність теоретичних розрахунків. Проведено експерименти по вивченню впливу технологічних факторів на параметри зон реагування. Встановлено, що швидкість просування зон реагування по висоті шару для одного типу залізорудних окатишів однозначно визначається швидкістю підведення та рівноважними характеристиками газу-відновлювача. Виведено рівняння, яке дозволяє розраховувати швидкість просування зони реагування. Проведені дослідження впливу витрати газу-відновлювача і температури на розміри зони реагування. Одержано аналітичний вираз, що дозволяє розраховувати розмір зони реагування. Дані отримані з використанням математичної моделі, яка створена на базі ПФМ, співпадають з експериментальними даними. Проведено серію експериментів, що дозволяє оцінити зміну міцності залізорудних окатишів по висоті шару при відновленні. Встановлено, що зміна міцності й об’єму окатишів перебувають у антібатній залежності. Показано зв'язок змінення об’єму й ступеню відновлення окатишів. Розрахунками доведено, що залежно від типу укладання окатишів в умовах шару існують різні за величиною статичні навантаження. Визначено залежність статичного навантаження від висоти шару. Статичні навантаження, що виникають у шарі невеликі, і міцність окатишів визначається не їх вихідною міцністю, а процесами, що відбуваються з ними при відновленні. Ключові слова: відновлення, структура шару, лінійний шар, зона реагування, параметри зони реагування, міцність, зміна об’єму, статичні навантаження, математична модель.