發(fā)布時(shí)間：2020-06-15 06:16

【摘要】：目前煉鐵的主要工藝是高爐煉鐵。爐缸高效穩(wěn)定的排放對(duì)延長高爐壽命有重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。由于高爐實(shí)際生產(chǎn)中基本上是個(gè)“黑箱”,因此本文利用FLUENT軟件的VOF多相流模型,來模擬計(jì)算爐缸中鐵水瞬態(tài)的流動(dòng)和排放過程。分析爐內(nèi)各因素對(duì)流場(chǎng)、爐缸壁面剪應(yīng)力、鐵口通道渣鐵流界面形狀和流型以及爐渣滯留率的影響,所得結(jié)論如下。(1)死料柱的填充形式對(duì)爐缸內(nèi)鐵水流場(chǎng)有重要影響。死料柱全填充于爐缸鐵水流場(chǎng)穩(wěn)定。圓柱形和鍋底形死料柱存在于爐缸內(nèi),鐵水環(huán)流明顯;鐵口遠(yuǎn)端爐缸與爐底的角部有混流,鐵口上方和鐵口遠(yuǎn)端渣鐵界面附近區(qū)域有旋流。(2)全填充型死料柱存在于爐缸中,鐵水對(duì)爐缸壁面的沖刷侵蝕影響最小。隨鐵口直徑、爐缸壓力的增加,爐缸壁面所受剪應(yīng)力增加;隨鐵口深度、死鐵層深度、死料柱孔隙度的增加,爐缸壁面所受剪應(yīng)力減小;相比于鐵口角度為10?和15?時(shí)鐵口角度為20?時(shí),鐵口下側(cè)和泥包壁面的剪應(yīng)力,有明顯的增加。(3)死料柱全填充于爐缸與爐壁沒有間隙且浮起狀態(tài)下,鐵水排放流量增大。死料柱與爐壁有間隙時(shí),圓柱形還是鍋底形死料柱浮起和沉底狀態(tài)下對(duì)鐵水排放流量影響較小。隨鐵口直徑和爐內(nèi)壓力增加,鐵水排放流量增加;鐵口深度、鐵口角度、死鐵層深度、死料柱空隙度對(duì)鐵水排放流量的影響較小。(4)鐵口通道內(nèi)流體的流型在不同時(shí)期不同位置可以分為:渣鐵混合界面分層流;渣鐵分層流;渣滴分層流和渣鐵分層流的混合流;鐵-渣-氣分層流;彌散流。鐵口通道鐵水占主導(dǎo)地位時(shí),相界面由近似弓形逐漸向圓滑界面形狀轉(zhuǎn)變。(5)出鐵過程中爐缸內(nèi)爐渣滯留主要集中在死料柱內(nèi)部。爐缸四周存在鐵水自由區(qū)爐渣滯留率較低。隨著死料柱空隙度的增加,爐渣的滯留率減小,滯留于死料柱內(nèi)的爐渣量減小。爐渣粘度增加,可使得爐渣滯留率增加。
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TF531
【圖文】：

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 前言高爐煉鐵是當(dāng)前對(duì)鐵氧化物還原最高效成熟的工藝，雖然到目前為止有一的工藝如直接還原和無焦炭冶煉，但這些新技術(shù)還在進(jìn)一步的開發(fā)和優(yōu)化在進(jìn)入新的二十一世紀(jì)以來，經(jīng)濟(jì)的快速增長刺激了國內(nèi)市場(chǎng)上對(duì)鋼鐵產(chǎn)需求，因而導(dǎo)致鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)量突然大幅度提高。如圖 1.1 所6-2017 年我國生鐵(高爐)和粗鋼產(chǎn)量，可以看出 2017 年中國鐵產(chǎn)量高達(dá) 7占世界鐵產(chǎn)量的比例高達(dá) 60.50 %。2017 年中國的鋼產(chǎn)量高達(dá) 8.32 億噸，產(chǎn)量的比例為 49.18 %之多[1]。另外，2006-2017 我國粗鋼超過 85 %是利用進(jìn)行生產(chǎn)的。因此，高爐仍然是國內(nèi)煉鋼工藝原材料的主要生產(chǎn)者。為了定的地位和應(yīng)對(duì)替代工藝技術(shù)的挑戰(zhàn)，高爐應(yīng)該持續(xù)不斷的發(fā)展和改進(jìn)，高效低耗、節(jié)能減排、長壽環(huán)保、智能集約”等方面的目標(biāo)。

4圖 2.1 高爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖團(tuán)或燒結(jié)礦）、焦炭和熔劑（石灰石和白云石）組無鐘設(shè)計(jì)的送料系統(tǒng)在頂部供料。因?yàn)榈V石和焦炭形成了一個(gè)爐料分層結(jié)構(gòu)。在高爐中焦炭作用不僅如：提供冶煉所需熱量；氧化物的還原劑；支撐物氣性通道；鐵水滲碳。，通過高爐周邊的多個(gè)風(fēng)口吹入富氧的熱空氣和附。回旋區(qū)形成在每個(gè)風(fēng)口前，焦炭和其他燃料在回氣體。高溫氣體通過爐腹和爐身上行，逐漸加熱下和最終融化形成軟熔帶之前，爐料保持在“塊狀”狀由爐內(nèi)的回旋區(qū)條件和爐料分布（礦石、焦比和

【參考文獻(xiàn)】

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1 鄭玉春;;2016年世界鋼鐵生產(chǎn)與市場(chǎng)情況分析[J];中國鋼鐵業(yè);2017年06期

2 羅霞光;;高爐爐缸死焦堆水模試驗(yàn)及分析[J];山東冶金;2015年02期

3 唐浩;鄒忠平;許俊;;高爐適宜死鐵層深度綜述[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2013年10期

4 左海濱;王筱留;張建良;湯清華;;高爐爐缸長壽與事故處理[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2012年08期

5 任嵬;董麗;李鵬;叢培源;馬驍一;王英武;雷明;;高爐爐缸爐底長壽技術(shù)[J];耐火材料;2012年03期

6 李林波;曾文斌;朱軍;田清章;薛晶晶;;CFD數(shù)值模擬技術(shù)在冶金中的應(yīng)用[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2011年12期

7 宋木森;;高爐炭磚爐襯的設(shè)計(jì)和應(yīng)用存在的問題[J];武鋼技術(shù);2010年04期

8 朱進(jìn)鋒;趙宏博;程樹森;潘宏偉;;高爐爐缸死焦堆受力分析與計(jì)算[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2009年07期

9 于仲潔;宋木森;;高爐爐缸爐底破損研究[J];鋼鐵研究;2009年03期

10 程坤明;Jrg Mittag;;影響高爐爐底爐缸炭磚使用壽命的因素[J];煉鐵;2006年01期

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1 吳啟常;王筱留;;爐缸長壽的關(guān)鍵在于耐火材料質(zhì)量的突破[A];2012年全國高爐長壽與高風(fēng)溫技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

2 魏麗;祁四清;全強(qiáng);李學(xué)金;;興澄特鋼3200m~3高爐本體長壽設(shè)計(jì)與研究[A];2012年全國高爐長壽與高風(fēng)溫技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

3 宋木森;盧正東;;高爐爐缸爐底破損較快的關(guān)鍵因素及實(shí)現(xiàn)長壽的對(duì)策[A];2012年全國高爐長壽與高風(fēng)溫技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

4 張福明;毛慶武;姚軾;錢世崇;;大型長壽高爐設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)踐[A];2012年全國高爐長壽與高風(fēng)溫技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

本文編號(hào)：2714022