Conducibilità termica delle materie prime
Principio: diverse materie prime hanno diverse conduttività termiche. Maggiore è la conduttività termica, più velocemente il calore può essere trasferito all'interno delle materie prime. Ad esempio, il ferro metallico ha una conduttività termica relativamente buona, mentre alcuni materiali minerali hanno una conduttività termica relativamente scarsa. Durante il processo di produzione dell'acciaio, se le materie prime sono principalmente rottami di acciaio, il calore può essere trasferito in tempi relativamente brevi all'interno dei rottami di acciaio, il che aiuta ad accelerare la velocità di fusione. Tuttavia, se si aggiunge una grande quantità di minerale o altre materie prime con scarsa conduttività termica, il trasferimento di calore all'interno di queste materie prime verrà bloccato, influenzando l'efficienza complessiva del trasferimento di calore.
Esempio: prendiamo come esempi il ferro puro e il minerale di quarzo. La conduttività termica del ferro puro è di circa 80 W/(m·K), mentre quella del minerale di quarzo è di circa 1 - 2W/(m·K). Alle stesse condizioni di riscaldamento, il ferro puro può condurre rapidamente il calore assorbito sulla sua superficie verso l’interno, mentre il minerale di quarzo richiede più tempo per ottenere lo stesso trasferimento di calore, riducendo così l’efficienza del trasferimento di calore nel processo di produzione dell’acciaio.

Modalità di impilamento delle materie prime
Influenza della compattezza: la compattezza dell'impilamento delle materie prime nel forno influenzerà l'efficienza del trasferimento di calore. Se le materie prime sono impilate molto vicine, il trasferimento di calore negli spazi tra le materie prime sarà ostacolato. Ad esempio, nella produzione dell'acciaio con forni elettrici, quando i rottami di acciaio sono strettamente compattati, è difficile che i gas ad alta temperatura o il calore entrino completamente all'interno della pila di rottami di acciaio, con il risultato che i rottami di acciaio interni non sono in grado di assorbire il calore in un modo tempestivo e la velocità di fusione diventa più lenta. Al contrario, se le materie prime sono impilate in modo relativamente sciolto, il calore può fluire più facilmente negli spazi tra le materie prime, consentendo a più superfici delle materie prime di entrare in contatto con il calore e migliorando l’efficienza del trasferimento di calore.
Influenza dell'impilamento a strati: anche la modalità di impilamento a strati delle materie prime è importante. Ad esempio, disponendo a strati materie prime con diverse conduttività termiche, le materie prime che si sciolgono per prime possono sfruttare meglio la loro fluidità dopo la fusione per avvolgere altre materie prime non fuse, migliorando così l'efficienza del trasferimento di calore. Ad esempio, nella produzione di acciaio da convertitore, quando minerali e rottami di acciaio vengono aggiunti a strati, le scorie generate durante la fusione dei minerali possono scorrere lungo gli spazi dei rottami di acciaio e trasferire calore ai rottami di acciaio, accelerando la fusione dei rottami di acciaio. .

 

 

 

Atmosfera del forno e distribuzione della temperatura
Influenza dell'atmosfera: la natura dell'atmosfera del forno influenzerà l'efficienza del trasferimento di calore. Ad esempio, un'atmosfera ossidante causerà reazioni di ossidazione sulla superficie delle materie prime e lo strato di ossido risultante potrebbe influenzare il trasferimento di calore. Prendendo come esempio il riscaldamento delle billette di acciaio, in un'atmosfera ossidante si formerà una scaglia di ossido sulla superficie della billetta di acciaio. La conduttività termica di questa scaglia di ossido è inferiore a quella della billetta di acciaio stessa, il che ostacolerà il trasferimento di calore dal gas del forno all'interno della billetta di acciaio. In un'atmosfera riducente, questo fenomeno di ossidazione sarà ridotto, il che è vantaggioso per migliorare l'efficienza del trasferimento di calore.
Influenza della distribuzione della temperatura: anche una distribuzione non uniforme della temperatura nel forno influirà sull'efficienza del trasferimento di calore. Se nel forno sono presenti aree locali ad alta temperatura e aree a bassa temperatura, il calore verrà trasferito dalle aree ad alta temperatura a quelle a bassa temperatura. Tuttavia, se il gradiente di temperatura è irragionevole, ad esempio, se la differenza di temperatura tra l'area ad alta temperatura e l'area a bassa temperatura è troppo grande, ciò potrebbe portare a problemi di stress termico e influenzare la normale fusione delle materie prime. Una distribuzione ragionevole della temperatura nel forno dovrebbe essere relativamente delicata in termini di gradiente di temperatura con la premessa di garantire che le materie prime possano assorbire continuamente calore e sciogliersi, in modo che il calore possa essere trasferito uniformemente a tutte le parti delle materie prime e il calore l'efficienza del trasferimento può essere migliorata.

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