Процесс агломерации связан с просасыванием или продувом газов через спекаемый слой. Количество воздуха, подведенного к зоне горения твердого топлива, определяет скорость горения частиц коксовой мелочи, а количество и температура отходящих из зоны горения газообразных продуктов реакций — интенсивность теплопередачи под этой зоной. В связи с этим вертикальная скорость спекания при вакуумной агломерации в подавляющем большинстве случаев прямо пропорциональна газопроницаемости спекаемого слоя. Следовательно, при подготовке шихты к спеканию инженерный персонал аглофабрик должен больше внимания уделять повышению ее газопроницаемости.
Зависимость между разрежением Др под колосниковой решеткой, скоростью фильтрации воздуха W, м3/(м2-с), просасываемого через слой высотой Я, м, описывается уравнением Л. К. Рамзина (1928 г.):
р =AHWn.
Иногда используют также уравнение Дарси—Вейсбаха:
р = H(aW + bW2).
Величина коэффициентов a, b, А, n зависит от фракционного состава окомкованной шихты и газодинамических особенностей слоя шихты после его укладки на паллеты. Значения а, b, А увеличиваются по мере уменьшения крупности комков шихты, ухудшения условий окомкования, снижения количества добавок извести или других веществ, способствующих интенсификации процесса окомкования шихты. Рост этих коэффициентов приводит к снижению скорости фильтрации воздуха через слой и производительности агломерационной ленты.
Ниже приведены газодинамические характеристики агломерационных шихт, которые расположены в порядке возрастания удельного газодинамического сопротивления р/H, а также фактические скорости фильтрации воздуха на действующих агломерационных фабриках, коэффициенты уравнений Дарси-Вейсбаха и Рамзина:
Предприятие
W, м3/(м2-с)
Н, м м
Ар, Па
а
b
А
n
Бакальская аглофабрика
0,294
0,300
2590
14460
50695
54488
1,505
«Запорожсталь»
0,366
0,390
7818
14570
109850
114315
1,732
Челябинский комбинат
0,281
0,240
3895
14874
152580
147741
1,740
Карагандинский комбинат
0,290
0,450
10899
28286
190456
188823
1,659
Магнитогорский комбинат
0,336
0,198
6259
63257
91727
134245
1,326
Орско-Халиловский комбинат
0,309
0,240
6896
51363
134724
156825
1,445
«Тулачермет»
0,340
0,220
7495
42767
168920
185316
1,570
Высокогорская аглофабрика
0,310
0,195
6239
39984
203965
210815
1,610
Коммунарский комбинат
0,253
0,320
7730
14572
319806
305411
1,846
НКГОК
0,240
0,260
6622
68752
155688
174868
1,350
Горноблагодатская фабрика
0,280
0,150
6063
52480
328095
323525
1,634
Качканарский ГОК
0,190
0,200
6769
70697
565433
482487
1,600
Лебяжинская фабрика
0,164
0,180
5690
93189
607045
488147
1,514
При спекании картина движения газа осложняется появлением расплава в зоне горения твердого топлива, рассыпанием в пыль комков шихты при нагреве их под зоной горения, появлением зоны переувлажненной шихты, в которой протекает интенсивная конденсация воды из газа, отходящего вниз из зоны подогрева шихты. Как показали результаты исследований и расчетов, при агломерации минимальные потери напора газа имеют место в слое агломерата, порозность которого велика.
