【摘要】：隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,對鋼鐵企業(yè)智能制造、綠色生產(chǎn)的要求日益迫切。高爐爐料結構優(yōu)化已成為煉鐵行業(yè)主流發(fā)展趨勢。環(huán)冷機作為球團礦質(zhì)量把控的末段設備,一直以來針對球團冷卻過程缺乏系統(tǒng)研究分析。因此,采用數(shù)值仿真模擬球團降溫的具體過程,探索球團礦冷卻過程的變化規(guī)律已成為十分重要的研究課題。課題主要圍繞我國某球團廠環(huán)式冷卻機的生產(chǎn)流程,基于球團冷卻過程涉及的熱交換特點,在使用流體力學軟件基礎上,設立并選取貼合球團降溫過程的數(shù)值計算模型,參照實際結構1:1構造臺車物理模型,劃分計算區(qū)域并進行離散化處理,湍流模型選定為可實現(xiàn)化(Realizable)k-e模型,分別對不同料層孔隙度、厚度、不同球團粒度、不同入口風速以及不同入口空氣溫度共五種工況條件進行模擬計算,逐一研究總結了單一工況條件對球團冷卻過程溫度場的影響規(guī)律以及出口煙氣溫度對余熱利用量的影響規(guī)律,得到優(yōu)化工藝參數(shù)。主要結論如下:1)相同冷卻時間,垂直于料層高度向上方向,煙氣與球團礦溫度均增大。在相同料層高度上,溫度基本一致,熱交換量基本相等,無明顯差別。煙氣速度在料層中部較小,風箱及料層上部相對較高。2)仿真模擬結果與實際數(shù)據(jù)誤差小于10%,認為本模型具有一定可信度。3)單一熱工參數(shù)調(diào)整對球團礦溫度場的影響規(guī)律:相同時間,球團溫度隨料層孔隙度、入口空氣流速的增長而降低,隨球團礦粒度、入口空氣溫度和料層厚度的增長而提高。4)單一熱工參數(shù)調(diào)整對出口煙氣溫度及余熱量的影響規(guī)律:在650mm-750mm范圍內(nèi),增加料層高度、在393K-413K范圍內(nèi),增加入口空氣溫度、在0.4-0.6范圍內(nèi),降低料層孔隙度、在6mm-18mm范圍內(nèi),減小球團礦粒度均能提高出口煙氣溫度及余熱利用量。在1.6m/s-2.0m/s范圍內(nèi),增加入口空氣流速,出口煙氣溫度降低但增加了余熱利用量。5)得到了球團礦冷卻過程優(yōu)化參數(shù):料層孔隙度0.4,入口冷卻介質(zhì)流速1.8m/s,球團礦粒度12mm,入口空氣溫度400K,料層高度750mm。圖34幅;表5個;參47篇。
【學位授予單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TF046.6
【圖文】：

球團礦強度高，冷卻效果均勻，產(chǎn)量可觀，目前已經(jīng)廣泛應環(huán)冷機分類及工作流程于冷卻球團礦的冷卻設備有帶式冷卻機和環(huán)式冷卻機兩種。環(huán)冷機主篦機-回轉(zhuǎn)窯工藝所生產(chǎn)球團礦的冷卻過程。該工藝以其占地面積小原料適用性強、單機產(chǎn)能大、冷卻效率高、冷卻質(zhì)量好、生產(chǎn)適應性乎沒有相對運動、破碎少等優(yōu)點，是帶式冷卻機所不具備的。強制風冷機制上，又可將環(huán)冷機分為抽風式環(huán)冷機和鼓風式環(huán)冷機。使用鼓風式其優(yōu)點如下：）由于臺車內(nèi)球團礦料層厚度高，煙氣溫度高，有利于廢氣的余熱回收）設備體積小，費用較低，連續(xù)工作時間久，故障率低。）工作在常溫條件下，一般風機可滿足使用條件。

華北理工大學碩士學位論文與風箱分隔開，下層由一塊底板構成，底板邊緣有密封膠帶（部分球或水密封）。各臺車中間由異形梁與內(nèi)、外欄板所構成簡體，疊靠于21-23]。其實際外觀如圖 1 所示：團在環(huán)冷機中的降溫過程一般分為四步。首先，球團在停止焙燒后，料溜槽，上料系統(tǒng)勻速不間斷地將球團卸落于各臺車篦板層上部。在焙燒完成的球團后，開始在環(huán)冷機內(nèi)部軌道緩慢移動，冷卻系統(tǒng)同時冷卻介質(zhì)沿重力反方向吹進篦板下部風箱，經(jīng)由篦板縫隙，在強制條料層內(nèi)部，與熾熱球團熱交換，使球團逐步降溫到目標溫度區(qū)間。

華北理工大學碩士學位論文定計算區(qū)域4 為環(huán)冷機內(nèi)臺車的物理模型，臺車的基本結構尺寸參照某球團廠寸 1:1 構建，與現(xiàn)場臺車結構基本相符。以臺車料層區(qū)底部寬度點，臺車寬度方向為 X 軸，長度方向為 Y 軸，高度方向為 Z 軸兩部分，上部長方體區(qū)域為料層換熱區(qū)，下部近似梯狀區(qū)域為冷域中間由篦板隔開。

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本文編號：2792447