Файл: Применение радиоизотопной техники в коксохимическом производстве..pdf

усилий при сортировке, транспортировке, загрузке в до­ менные печи и взаимодействии с железорудными шихто­ выми материалами в доменной печи.

Мерой газопроницаемости кусковых материалов, в том числе доменного кокса, служит величина, обратная гид­ равлическому сопротивлению или потере напора газовых потоков при движении сквозь насыпную массу материала.

Закономерности движения газовых потоков сквозь на­ сыпные массы кусковых материалов в общем виде описы­ ваются уравнением Дарси — Вейсбаха:

фициента Я зависят от большого числа факторов, обуслов­ ленных свойствами кусковых материалов (размерами и формой кусков, количественным соотношением кусков раз­ личной крупности, состоянием их поверхности, характером взаимной ориентации в слое и др.), а также гидродинами­ ческими характеристиками газового потока (скоростью движения, давлением, температурой, плотностью и др.). Аналитический учет влияния всех факторов на газопрони­ цаемость доменного кокса в практических условиях не представляется возможным. Поэтому для оценки газо­ проницаемости кокса и других кусковых материалов ис­ пользуют величину потери напора газового потока, изме­ ряемую экспериментально в условиях стабильности гид­ родинамических характеристик последнего.

На принципе прямого определения величины гидрав­ лического сопротивления, оказываемого движущемуся

105

определения газодинамических характеристик доменного кокса в комплексной автоматизированной системе конт­ роля физико-механических свойств кокса, предусматри­ вающей автоматический отбор, разделку и испытание представительного числа проб доменного кокса [1; 70].

Применительно к условиям современного технологиче­ ского контроля (ГССТ 8929—65, ГОСТ 5953—72) проф. К. И. Сысковым разработан расчетный метод оцен­ ки газодинамических свойств доменного кокса [90]. Метод основан на приложении закона Дарси — Вейсбаха к дви­ жению газов в принятой автором модели слоя доменного кокса. Он предусматривает определение величины крите­ рия подобия гидравлических свойств h и коэффициента газопроницаемости Г насыпных масс кокса по данным си­ тового анализа и может быть применен для оценки газо­ проницаемости проб кокса в исходном состоянии, а также после разрушения в испытательном аппарате.

При этом необходимо выполнение довольно громозд­ ких вычислительных операций. По специальным формулам в соответствии с данными ситового анализа вычисляются значения суммарной поверхности S и объема межкусковых промежутков V насыпной массы кокса. Затем из таблиц определяются значения параметров А и В, имеющих сле­ дующее аналитическое выражение:

По таблицам определяется величина коэффициента газо­ проницаемости Г, связанного с критерием h соотношением

Испытаниям подвергаются единичные пробы кокса,

107

вследствие чего также не полностью удовлетворяются современные требования к оперативности и представи­ тельности информации о свойствах доменного кокса.

Закономерности взаимодействия ионизирующих излу­ чений с кусковыми материалами, в том числе с доменным коксом, позволяют осуществлять бесконтактный автома­ тизированный контроль газопроницаемости доменного кок­ са, исключающий выполнение трудоемких операций, а также успешно решать задачи непрерывного автоматиче­ ского контроля свойств кокса в технологическом потоке.

Применительно к слою кусковых материалов уравнение Дарси — Вейсбаха может быть представлено в следую­ щем виде:

Величины этих коэффициентов определяются следую­

ный размер зерен, который может быть определен по дан­

Таким образом, величина гидравлического сопротив­ ления зависит от порозности, а также размеров и формы кусков кокса, которые, в свою очередь, также влияют на величину и распределение межкусковых пустот в насып­ ной массе.

108

Величина порозности материалов описывается соот­ ношением

где 8 — отношение объема пустот к величине объема, за­ нимаемого кусковым материалом, м3/м3; уна1. и укаж — соответственно объемная масса и кажущаяся плотность материала, кг/м3.

Поскольку химический состав и пористость, а следо вательно и кажущаяся плотность доменного кокса в усло­ виях одного и того же производства изменяются незна­ чительно, порозность насыпных масс кокса практически однозначно определяется величиной его объемной массы.

В свою очередь, величина объемной массы обусловли­ вает степень ослабления ионизирующего излучения при

Поэтому степень ослабления у-квантов при взаимо­ действии с доменным коксом может служить характери­ стикой его объемной массы или порозности и, таким об­ разом, характеристикой газопроницаемости доменного кокса

Исследователи и практики различных стран неодно­ кратно обращались к показателю объемной массы кокса как характеристике его газопроницаемости [14]. Величина объемной массы кокса введена в комплексный показатель, используемый на металлургических заводах Франции для оценки качества доменного кокса.

Приняв величий объемной массы в качестве харак­ теристики газопроницаемости доменного кокса, И. Г. По ловченко [60] разработал принципиальную схему радио­ изотопного контроля качества доменного кокса, основан­ ную на зависимости ослабления у-излучения от плотности

109