그림 4.36은 Hx의 높이를 사용하여 얻어진 Heat pattern 그래프이다. 실험을 통 해 얻은 고체연료의 연소 속도 데이터와 온도 측정 데이터 및 압력손실 데이터를 Input으로 대입하여 최종적으로 그림 4.37과 같은 소결 대차 이미지와 비슷한 Heat pattern 이미지를 도출하였다.
Fig. 4.36 Effect of time and temperature by height of simulation data
Fig. 4.37 Heat pattern image by simulation results.
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-제 5장 결 론
본 연구에서는 소결 층의 온도 분포를 예측하기 위하여 소결 공정의 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 또한 시뮬레이션 모델에 적용하기 위하여 불활성 분위기로 목 표 온도까지 승온 후 Dried Air로 변경한 뒤 고체연료의 연소 실험과 온도 측정 실험 및 압력손실 실험을 진행하였으며, 고체연료의 연소 속도 상수인 kc의 값을 도출하였다. 최종적으로 시뮬레이션 모델에 Input으로 대입하여 모델을 구축하였다.
실험결과는 다음과 같다.
1) 코크스의 연소 속도는 TGA 분석법을 사용하였고, 불활성 분위기로 목표 온도까
지 승온 후 Air로 변경 후 연소 속도 측정 실험을 진행하였다. 그리하여 온도와 관계된 연소 속도를 얻었다.
2) 모델의 계산 순서를 알고리즘으로 만들어 Δt 시간과 Δz 거리를 거쳐 열화학적
& 물리학적 특성과 연소 속도, 온도 데이터, 압력손실 데이터와, 석회석 분해반응, Runge-Kutta 식을 사용하여 소결 공정에서 온도를 측정하기 위한 시뮬레이션 모 델을 개발하였다.
3) 저유량에서의 온도 실험은 코크스는 1423K에서 1463K까지 온도가 상승함을 확인하였으며, 온도 측정 시간 또한 무연탄보다 매우 짧음을 확인하였다. 무연탄은 1423K에서 1453K까지 온도가 상승함을 확인하였다. 또한 소결광 내 상분석을 통해 염기도가 증가함에 따라 슬래그상과 Calcium-Ferrite상은 증가하지만 Matrix상은 감소함을 확인하였다.
4) 고유량에서의 온도 실험은 코크스는 최대 온도까지 상승하는 시간이 빠르며 최대 온도가 1673K까지 측정되었다. 최대 온도는 코크스, 혼합원료, 무연탄 순서로 가장 높게 측정되었다. 또한 소결광 내 상분석을 통해 염기도가 증가함에 따라 슬 래그상과 Calcium-Ferrite상은 증가하지만 Matrix상은 감소함을 확인하였다.
5) 공극률은 염기도가 증가함에 따라 증가하며, 코크스가 무연탄보다 공극률이 더 높게 측정되었다.
6) 실험을 통해 얻은 고체연료의 연소 속도 데이터와 온도 측정 데이터 및 압력 손실 데이터를 Input으로 대입하여 최종적으로 그림 4.37과 같은 소결 대차 이미지 와 비슷한 Heat pattern 이미지를 도출하였다.
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