Вопросу изучения поведения топлива различных классов крупности в агломерации уделялось достаточно много внимания [76 - 90]. Исследования, выполненные в данной работе, отличаются тем, что твердое топливо исполь­зуется в агломерационной шихте повышенной крупности после рециркуля­ционного окомкования при в спекании в высоком слое. Результаты исследо­ваний положены в основу разработок рационального использования твердого топлива в агломерационном производстве.

Для исследований использовали шихту четвертого состава (табл. 5.6). В аглосмесь дозировали твердое топливо крупностью 5 - 0, 5 - 1, 3 - 0 и 1 - 0 мм. Причем, при использовании топлива 5 - 0 мм в топливной смеси со­держалось 50 % фракции 3 - 0 мм, фракция 3 - 0 мм содержала 50% топлива крупностью 1 - 0 мм.

Несмотря на то, что мелкое топливо отрицательно влияет на комкуе- мость шихты, качество грануляции аглосмеси во всех опытах было высоким и начальная газопроницаемость во всех опытах была примерно одинаковой. При рециркуляционном окомковании с ухудшением комкуемости материала проблема получения аглошихты повышенной крупности при постоянной влажности не стояла. Базовые спекания проводили после традиционного окомкования в слое 350 мм, опытные - после рециркуляционного, в слое 550 мм.

В связи с высоким качеством окомкования удельная производительность в опытных спеканиях при использовании топлива различных классов круп­ности изменялась от 1,77 до 1,46 т/м 2час. Характерным при этом является наибольшая производительность при использовании топливной смеси, состо­ящей из крупных (5 - 1; 3 - 1 мм) и мелких (1 - 0; 0,5 - 0 мм) классов круп­ности. Это говорит о том, что при высоком качестве окомкования агломера­ционной шихты твердое топливо крупностью 0,5 - 0 мм не относится к "вредной" фракции отрицательно влияющей на показатели агломерационного процесса. При использовании в аглосмеси 100 % топлива класса 0,5 - 0 мм снижается выход годного агломерата, но повышается вертикальная скорость спекания (табл. 5.7) по сравнению с опытами с топливом крупностью 5 - 0 и 5 - 1 мм. Увеличение длительности процесса спекания по данным табл. 5.7 связано с использованием части твердого топлива крупностью 5 - 3 мм. Од­нако, это отрицательное явление уменьшается, если в аглосмеси имеется часть топлива крупностью 0,5 - 0 мм.

Наибольшей механической прочностью в опытных спеканиях обладал агломерат из шихты с топливом 3 - 0 мм. Анализ структуры спека показыва­ет, что при использовании топлива 5 - 0 мм агломерат хорошо проплавляется от верха до колосниковой решетки. В верхних горизонтах слоя из-за неболь­шого количества расплава крупные гранулы (5 - 3 мм) только обожжены. В нижних горизонтах слоя, примыкающих непосредственно к колосниковой решетке, окатыши размером 10 - 5 мм также не проплавились. При исполь­зовании топлива 0,5 - 0 мм верхняя часть спека пропекается неравномерно. Термограммы показывают, что температурный уровень верхних горизонтов значительно меньше, чем нижних. Нижняя часть спека имеет высокую меха­ническую прочность.

Спекания крупноокомкованной агломерационной шихты в высоком слое имеют параметры аглопроцесса, отличающиеся от базовых при использова­нии топлива различных классов крупности. Несмотря на высокую начальную газопроницаемость изотермического слоя шихты с топливом 0,5 - 0 мм, га­зопроницаемость неизотермического слоя значительно ниже, чем при ис­пользовании топлива крупностью более 1 мм или топлива классов 5 - 0 мм.

Это связано с закатыванием топлива в крупные гранулы, что тормозит диф­фузию к нему кислорода. С другой стороны, это явление вызывает расшире­ние высокотемпературной зоны, что повышает её аэродинамическое сопро­тивление. Подача в крупноокомкованную шихту твердого топлива поли­фракционного состава (например 5 - 0 мм, 3 - 0 мм) предпочтительнее, чем подача монофрационного топлива. Это связано с тем, что крупные топлив­ные частицы образуют локальные объемы расплава, имеющие высокую тем­пературу, высокую жидкотекучесть и способствуют хорошему растворению тугоплавких компонентов шихты. Мелкие топливные частицы способствуют выравниванию температуры в объемах шихты между горящими крупными топливными частицами, что способствует повышению механической проч­ности агломерата. В особенности это заметно в верхних горизонтах слоя. При использовании монофракционного топлива в верхней части особенно отри­цательно сказывается неравномерность температурного поля в горизонталь­ной плоскости, что проявляет себя в неравномерности проплавления отдель­ных микрообъемов аглосмеси, наблюдаемых визуально. В нижних горизон­тах слоя температурное поле в горизонтальной плоскости выравнивается за счет увеличения высоты зон формирования агломерата и, в частности, высо­котемпературной зоны. Это явление дает возможность использовать при аг­ломерации крупноокомкованной шихты твердое топливо крупностью 5 - 0 мм. Исследования показали, что в этом случае и производительность и ка­чество агломерата остаются на высоком уровне (табл. 5.7).