【摘要】：摘要：底吹煉鉛熔池熔煉工藝為我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代先進(jìn)煉鉛工藝,底吹熔煉爐為該工藝的關(guān)鍵設(shè)備,爐內(nèi)高溫熔體與富氧空氣間的多相流動行為對于底吹煉鉛熔池熔煉過程至關(guān)重要。因此,對爐內(nèi)高溫熔體與富氧空氣間多相流動行為進(jìn)行系統(tǒng)研究與優(yōu)化,對于提高工藝冶金反應(yīng)強(qiáng)度及能源利用效率,具有重要的理論及實(shí)際意義。 本文以底吹煉鉛熔煉爐為原型,經(jīng)過合理的簡化與假設(shè)建立熔煉爐物理模型,選擇VOF多相流模型和Realizable k-ε模型,構(gòu)建了熔煉爐內(nèi)氣-液兩相流動的數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了底吹煉鉛熔煉爐內(nèi)多相流動行為的非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬。通過單因素分析的方法,得到了氧槍傾角、熔池深度、氧槍直徑及氧槍間距等熔煉爐關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及操作參數(shù)的最優(yōu)化影響區(qū)間,進(jìn)而使用正交實(shí)驗(yàn)方法以及矩陣分析方法對熔煉爐進(jìn)行多因素、多目標(biāo)的優(yōu)化分析,得到了各參數(shù)影響權(quán)重及最優(yōu)化組合。本文的主要結(jié)論有： (1)通過合理的簡化與假設(shè)完成了底吹煉鉛熔煉爐的物理模型及數(shù)學(xué)模型的建立,完成了網(wǎng)格無關(guān)性檢查并選擇了合適的網(wǎng)格尺寸,且采用水模型實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的可靠性； (2)基準(zhǔn)工況的數(shù)值模擬研究表明：富氧空氣在熔池中的平均停留時間為0.35s；熔池區(qū)域的流體平均運(yùn)動速度為0.18m/s,平均湍動能為0.092m2/s2,氣相的平均上浮速度為4m/s左右,熔池?cái)嚢栊Ч^好；熔煉爐中反應(yīng)活性區(qū)為氧槍區(qū)域靠近熔池液位的區(qū)域,最終熔池反應(yīng)區(qū)的氣含率為5.02%；熔煉爐內(nèi)熔體噴濺嚴(yán)重,噴濺現(xiàn)象主要集中在氧槍區(qū)域上部； (3)采用正交實(shí)驗(yàn)方法以及矩陣分析方法的多因素、多目標(biāo)優(yōu)化分析結(jié)果表明：底吹煉鉛熔煉爐的最優(yōu)化方案的優(yōu)化參數(shù)組合為：氧槍傾角150、熔池深度1420mm、氧槍直徑25mm、氧槍間距1300mm；各優(yōu)化參數(shù)的影響的主次順序?yàn)椋貉鯓屩睆接绊懽畲?41.12%)、熔池深度次之(28.46%)、氧槍間距影響相對較弱(22.29%)、氧槍傾角最弱(8.13%)。
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TF812;TF351

【參考文獻(xiàn)】

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1 韓建軍;李士琦;吳龍;;鋼包底吹氬攪拌特性[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年09期

2 趙秋月;張廷安;曹曉暢;蔣孝麗;;帶攪拌裝置的管式反應(yīng)器停留時間分布曲線[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào);2006年02期

3 周科平;翟建波;高峰;胡普侖;張亞民;;緩傾斜薄礦體采場偽傾斜布置及參數(shù)優(yōu)化研究[J];廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

4 何國才;魯興武;易超;程亮;李俞良;蒲敬文;;無燒結(jié)無焦還原煉鉛新工藝及展望[J];甘肅冶金;2012年04期

5 雷鳴;王周勇;張捷宇;程偉玲;鄭少波;王波;洪新;;多相流模型模擬熔融還原爐內(nèi)流體流動[J];過程工程學(xué)報(bào);2009年S1期

6 魏效玲;薛冰軍;趙強(qiáng);;基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的多指標(biāo)優(yōu)化方法研究[J];河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年03期

7 舒見義,何醒民;卡爾多爐煉鉛工藝在國外的生產(chǎn)應(yīng)用[J];湖南有色金屬;2002年01期

8 戴曦;黃根紅;;我國主要煉鉛方法及行業(yè)發(fā)展建議[J];湖南有色金屬;2010年03期

9 李衛(wèi)鋒;張曉國;郭學(xué)益;張傳福;;中國鉛冶煉技術(shù)新進(jìn)展[J];礦冶;2010年03期

10 葉國萍;基夫賽特?zé)掋U法[J];有色金屬(冶煉部分);2000年04期

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本文編號：2558707