Modelling on melting of sponge iron particles in iron-bath

In this work the melting process of sponge iron particles in iron-bath is mathematically modelled. Based on the fact that the heat conductivity of sponge iron is much smaller than that of dense iron, a simplified analytical solution for the system has been derived. This solution agrees very well with the exact one from numerical calculation. The melting time and melting course of sponge iron particles are calculated. The melting time depends mostly on the particle radius. The amount of un-molten substance in the iron-bath at continuous feeding of sponge iron is estimated. The results show that under smelting reduction conditions the melting runs fast and must not be the rate determining step of the whole process. In der vorliegenden Arbeit wurde der Aufschmelzprozeß von Eisenschwammpartikeln im Eisenbad mathematisch modelliert. Mit der Tatsache, daß die Wärmeleitzahl des Eisenschwamms viel kleiner als die des dichten Eisens ist, wurde eine vereinfachte analytische Lösung für das System abgeleitet. Die Lösung stimmt sehr gut mit der genauen numerischen Berechnung überein. Die Aufschmelzzeit und die Aufschmelzkurve der Partikel sind berechnet. Die Aufschmelzzeit ist hauptsächlich vom Partikelradius abhängig. Die Menge des ungeschmolzenen Materials im Eisenbad bei kontinuierlicher Zugabe von Eisenschwamm ist geschätzt. Die Ergebnisse zeigen, daß -unter den Bedingungen der Schmelzreduktion- das Aufschmelzen der Eisenschwammpartikel nicht der geschwindigkeitsbestimmende Schritt des Gesamtprozesses ist.