| 초록 |
고로는 풍구에서 취입되어 상승하는 가스가, 노정에서 번갈아 장입되어 하강하는 철광석 및 코크스와 각기 다른 반응을 하면서, 열전달 및 물질전달이 일어나는 매우 복잡한 반응기이다. 이를 수치적으로 해석하는 여러 방법중에서 고로조업에 상당한 영향을 미치는 것으로 알려진 철광석층에 형성되는 융착대의 형태를 고려하여, 고체층들을 구별하고 그 층에 따라 반응을 달리하여 고로 내부의 현상들을 해석하는 것은 매우 어려운 것으로 알려져있다. 따라서 본 연구는 유한요소법을 사용하여, 고로의 실제 규격을 유한요소망으로 분할하여 각 요소에 해당하는 고체층들을 정의하고, 각 요소에 정의된 기체흐름의 저항에 따라 Ergun식을 풀어서 고로내부의 기체 흐름을 해석하였다. 또, 이를 바탕으로 각 요소망의 고체 물질과 철광석환원율에 따라 화학반응을 선택하여 정상상태의 연속방정식을 풀어서 기체 및 고체온도와 반응성분들( CO, CO2, H2, H2O )의 농도를 구하고, 그 결과에 따라 철광석의 환원율들을 재계산하여 복잡한 고로 내부의 현상들을 해석하였다.
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