A Model of the Dynamics of Heat Exchange and Control of the Cooling Process in a Moving Dense Layer of Hot Blast Furnace Slag

Der Artikel vertieft die Dynamik des Wärmeaustauschs und der Kontrolle bei der Kühlung von heißer Hochofenschlacke, wobei der Schwerpunkt auf trockenen Granulationsprozessen liegt. Im Gegensatz zur Nassgranulierung ermöglicht die Trockengranulierung die sinnvolle Nutzung von Wärme aus flüssiger Schlacke, was sie umweltfreundlicher und effizienter macht. Die Studie präsentiert ein mathematisches Modell, das die Wärmebilanz und das Temperaturfeld in einer beweglichen, dichten Schlackenschicht beschreibt, die einem Querstrom kalter Luft ausgesetzt ist. Dieses Modell ist für die Konstruktion von Wärmetauschern und die Steuerung des Kühlprozesses von entscheidender Bedeutung, um die Produktion von hochwertiger, trockener granulierter Schlacke sicherzustellen. Das Modell wird anhand eines Rechenbeispiels validiert, das seine praktische Anwendbarkeit demonstriert. Darüber hinaus skizziert der Artikel die Entwicklung eines automatischen Kontrollsystems (ACS) unter Verwendung des Modells und hebt das Potenzial für eine Temperaturregelung in Echtzeit und die Optimierung des Kühlprozesses hervor. Das ACS wurde entwickelt, um eine konstante Schlackentemperatur am Ausgang des Wärmetauschers aufrechtzuerhalten und den Durchfluss der Kühlluft basierend auf Temperaturschwankungen in der Umgebung anzupassen. Der Artikel schließt mit einer Diskussion über die Weiterentwicklung des Modells und sein Potenzial zur operativen Analyse und Prozesskontrolle in der Branche.