【摘要】：鐵礦石燒結(jié)過程是鋼廠重要的工藝之一,能夠?yàn)楦郀t提供合格的燒結(jié)礦爐料,關(guān)系到高爐生產(chǎn)的能耗、生鐵的質(zhì)量及產(chǎn)率。而面對我國不斷增長的鋼產(chǎn)量,需要燒結(jié)廠提供更多的燒結(jié)礦,要求燒結(jié)廠具有更高的產(chǎn)率；為了提高高爐生產(chǎn)的質(zhì)量,以提升鋼廠市場競爭力,需要不斷提高燒結(jié)礦質(zhì)量；作為鋼廠主要污染源之一的燒結(jié)過程,面對我國環(huán)境問題的日益嚴(yán)重,需要采取措施保證燒結(jié)過程污染物排放降到最低,這都需要對燒結(jié)過程的機(jī)理進(jìn)行深入的研究,從而使得燒結(jié)廠產(chǎn)率高,燒結(jié)礦質(zhì)量好,污染物排放又少。燒結(jié)過程中產(chǎn)率與鐵礦石燒結(jié)過程中高溫區(qū)流動阻力緊密相關(guān),高溫區(qū)阻力對燒結(jié)床阻力起到最主要的作用,然而由于高溫區(qū)域中伴有高溫和相變,導(dǎo)致了高溫區(qū)阻力測量的困難,使得對其研究依然存在很多不足。雖然有不少研究者探討過燒結(jié)過程中NOx排放,但是對于燒結(jié)過程中焦炭燃燒對于NOx生成及遷移規(guī)律尚且研究不夠。基于上述燒結(jié)過程研究現(xiàn)狀,本文開展了鐵礦石燒結(jié)過程中高溫區(qū)流動阻力影響因素及NOx排放特點(diǎn)的研究首先,研究分析了燒結(jié)過程中溫度及高溫區(qū)床層結(jié)構(gòu)兩大因素對于高溫區(qū)流動阻力的影響。采用Ergun方程建立了高溫區(qū)床層結(jié)構(gòu)不變時計(jì)算床層壓降的方程式,通過方程計(jì)算得到高溫區(qū)床層結(jié)構(gòu)保持不變時燒結(jié)風(fēng)量；同時采用石英砂試驗(yàn)替代鐵礦石的燒結(jié)杯試驗(yàn),證明了阻力方程式的合理性及可靠性。通過理論與燒結(jié)杯試驗(yàn)相結(jié)合,發(fā)現(xiàn)隨著燒結(jié)床層溫度不斷升高,床層結(jié)構(gòu)不變時高溫區(qū)流動阻力不斷增加。通過將計(jì)算得到的燒結(jié)風(fēng)量與實(shí)際燒結(jié)風(fēng)量相比較,發(fā)現(xiàn)燒結(jié)過程中高溫區(qū)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,在中層及下層高溫區(qū)中氣流通道增加,有利于降低燒結(jié)過程中流動阻力。第二,利用夾心層床層結(jié)構(gòu)研究了燒結(jié)過程中影響高溫區(qū)床層結(jié)構(gòu)的因素,同時探討了燒結(jié)過程中燒結(jié)參數(shù)對于不同層高溫區(qū)流動阻力的影響。發(fā)現(xiàn)燒結(jié)過程中氣流動量對于氣流通道十分重要,增加氣流動量又有利于打通高溫區(qū)閉合的氣流通道及拓寬現(xiàn)有的氣流通道。通過夾心層試驗(yàn)也實(shí)現(xiàn)了定量燒結(jié)床高溫區(qū)結(jié)構(gòu)的變化,發(fā)現(xiàn)低負(fù)壓高焦炭下層燒結(jié)時,高溫區(qū)氣流通道縮小近15%。第三,結(jié)合SVM回歸方法提出了高溫區(qū)對于燒結(jié)床流動阻力影響的新模型,該模型能夠被嵌入至燒結(jié)程序中預(yù)測燒結(jié)風(fēng)量,通過燒結(jié)杯試驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證,證明該模型能夠較好的預(yù)測燒結(jié)風(fēng)量,燒結(jié)風(fēng)量預(yù)測誤差在士20%以內(nèi)。該模型更清楚地闡述了高溫區(qū)建立后影響床層流動阻力的機(jī)理性因素。第四,為了深入研究高溫區(qū)流動阻力對于燒結(jié)過程的影響,本文采用均一床層燒結(jié)杯試驗(yàn)研究了火焰前鋒速度對于豆石礦燒結(jié)過程高溫區(qū)流動阻力的影響,發(fā)現(xiàn)燒結(jié)過程中流動阻力能夠影響火焰前鋒速度,同時火焰前鋒速度又對流動阻力具有反作用。第五,在上述工作的研究基礎(chǔ)上,本文提出了一種研究燒結(jié)料成分與火焰前鋒參數(shù)關(guān)系的新方法,用來進(jìn)一步研究燒結(jié)過程中火焰前鋒參數(shù),從而使得我們更加了解高溫區(qū)域結(jié)構(gòu)的分布狀態(tài)。通過與熱電偶測量手段相結(jié)合,使得我們能夠從新的視角去研究燒結(jié)過程中焦炭的燃燒過程。最后,結(jié)合燒結(jié)杯試驗(yàn)與數(shù)值模擬方法研究了燒結(jié)過程中焦炭燃燒對于NO：生成以及迂移規(guī)律的影響。通過對熱力型NOx、燃料型NOx、C與NOx及CO與NOx的還原反應(yīng)的考察,發(fā)現(xiàn)燒結(jié)過程中NOx主要來自于燃料型NOx,C與NOx及CO與NOx之間發(fā)生的還原反應(yīng)均能降低燒結(jié)過程中NOx的排放。保證燒結(jié)過程中N含量不變時,提高燒結(jié)床層溫度有利提高燒結(jié)礦質(zhì)量及降低NOx的排放。
【圖文】：

科適應(yīng)牲強(qiáng)、勞動條件較巧、機(jī)械化程度高和易于實(shí)現(xiàn)R俳岬拇笮突妥遠(yuǎn)儒義希媯礎(chǔ)梗場Ｍ跡保蔽笫戰(zhàn)峁痰氖疽饌跡酵旖嶧饕剎繼刈爸謾⒌慊鶼低場㈠義暇嶠嶧岢�、房z�、破璋系蛨觫除尘系蛨觫引肪l⒀虩R等組成。燒結(jié)臺車逡逑０．０２－０．０５ｍ／ｓ的速度不斷移動，布料裝置不斷布料，使q<結(jié)機(jī)維持連續(xù)不斷地生逡逑產(chǎn)［４］。逡逑Ｆｅｅｄｉｎｒｆ邋Ｊ逡逑＾／邋Ｂｕｒｎｅｒ邐Ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ邋Ｄｉｒｅ巧陽ｒ逡逑ｎ邐＇爵可逡逑＾邋。�！义希樱睿澹�，ａｎ邋ａ＇ＷＰ：邐：ｌ邋．邋ｉ邋Ｉ個技邋＇邋—．＾逡逑：．１邐封邐逡逑’邋ＳｔａｃＲ￣Ｗｉｎｄ＾ｉ？逡逑邐；邐Ｓｃｒｕｂｂｅｒ逡逑圖１．１鐵礦石q<結(jié)示意圖逡逑２逡逑

邐第１章緒化逡逑鐵礦石q醫(yī)峁ひ罩饕耍雀霾街瑁瓷戰(zhàn)崍系吶淞嫌脛屏�、矂┫託桡话捔x蟩醫(yī)峒皅醫(yī)崢蟮鈉撲檣阜鄭繽跡保病Ｉ戰(zhàn)峁討兄饕玫教蠓�、焦穵J叭薌鈴義系齲廡┰牧狹６紉話憔舷福渲刑蠓鄣牧６紉話閽冢保板澹恚恚隢B下，焦糧逡逑的粒度為0－５ｍｍ，溶劑粒度為０－３ｍｎ。為了保化燒結(jié)床層透氣性，原材料？混合逡逑之后，需要在制粒沒備中加水制粒，增加燒結(jié)料的平均粒徑。圖１．３為制粒后粒逡逑子的微觀圖，圖１．４為制粒后的燒結(jié)料宏觀圖片。燒結(jié)料中的大顆粒在水的接附逡逑為作用下外表層能夠枯附小顆粒，形成更大的饒結(jié)粒子，增加燒結(jié)床的孔隙率，逡逑提高燒結(jié)床的透氣性。制粒過程中－０．２５ｍｍ的焦粉能夠被操入大顆粒的附著層的逡逑巧層中，＋０．２５邋ｍｍ－１．０ｍｍ的焦粉存在于附著層的外部，容務(wù)脫落，，而＋ｌｍｍ的逡逑焦粉顆粒主耍是レNB自由態(tài)的形式存在ｆｌＤ—＂１。制粒過程中需要加水增加顆粒之間逡逑的指附力
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF046.4

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本文編號：2702239