【摘要】：我國攀西地區(qū)具有大量的釩鈦磁鐵礦資源,為了實現(xiàn)釩鈦磁鐵礦資源的充分利用。從以前的高爐冶煉到目前的非高爐冶煉,不斷開發(fā)新的技術(shù)來提高資源利用率,以轉(zhuǎn)底爐煤基直接還原釩鈦磁鐵礦為代表的技術(shù)得以出現(xiàn)。通過釩鈦磁鐵礦內(nèi)配碳球團還原工藝可以提高鐵、釩、鈦等資源的綜合、高效利用。但是釩鈦磁鐵礦內(nèi)配碳球團在還原過程中的傳熱成為冶煉的限制性環(huán)節(jié),因此,本論文就針對釩鈦磁鐵礦內(nèi)配碳球團在還原過程中的溫度場進行理論和實驗探索研究。通過單個釩鈦磁鐵礦內(nèi)配碳球團內(nèi)部傳熱機理及結(jié)合ANSYS有限元分析法,對球團內(nèi)部傳熱過程進行ANSYS模擬,探明球團內(nèi)部的溫度場隨時間的變化情況。結(jié)合釩鈦磁鐵礦內(nèi)配碳球團傳熱試驗條件,測定了球團的表觀密度以及通過結(jié)合實際情況測算了球團在還原過程中化學反應的熱生成率。測定了球團(單球團、多球團)在不同制備工藝參數(shù)(礦煤比、成型壓力)和球團還原參數(shù)(加熱溫度)下的內(nèi)部溫度分布。通過模擬分析,得出了球團在等溫(1300℃)邊界條件、非等溫(升溫速率20/min)邊界條件下:不同時刻的溫度場分布云圖;并得出了球團中心節(jié)點和1/2r節(jié)點及邊界節(jié)點處溫度隨時間的變化曲線圖,更直觀的了解到球團內(nèi)部的傳熱變化趨勢。并通過相對應的球團傳熱實驗驗證了與模擬結(jié)果是相符合的。總之,通過對球團溫度場進行ANSYS模擬,為球團傳熱分析提供了足夠的理論指導,促進了ANSYS有限元分析技術(shù)在球團溫度場分析及工程中的應用。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TF046.6
【圖文】：

[21]：圖1.1 球團還原反應歷程圖Fig.1.1 Pellet reduction reaction process傳熱速率隨著還原反應產(chǎn)物及物相變化而不斷發(fā)生變化，在起始階段，整個還原反應與傳熱是相輔相成，互相促進的。隨著溫度升高，反應產(chǎn)物、物相變化劇烈，導致碳的消耗，空隙加大，氣體濃度變化，伴隨傳熱效率的不斷變化。因此，球團內(nèi)部的還原與傳熱是一個不斷變化的復雜過程。1.2 有限元法及 ANSYS 軟件介紹1.2.1 有限元法有限元分析[22](FEA，F(xiàn)inite Element Analysis)是利用數(shù)學理論近似的方法對真實的物理系統(tǒng)(幾何和載荷工況)進行模擬仿真。有限元分析法利用簡單而又相互作用的元素，即單元，用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)。近年來在計算機技術(shù)和數(shù)值分析方法支持下發(fā)展起來的有限元分析（Finite ElementAnalysis，F(xiàn)EA）方法則為解決這些復雜的工程分析計算問題提供了有效的途徑。

ANSYS分析流程圖

熱傳導示意圖

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本文編號：2774453