氧氣高爐煉鐵工藝指的是用全氧鼓風(fēng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的預(yù)熱空氣鼓風(fēng)操作的高爐煉鐵工藝。氧氣高爐相比于傳統(tǒng)高爐具有很多優(yōu)點(diǎn),比如高噴煤量、高生產(chǎn)率、煤氣熱值高、環(huán)境污染小等。雖然氧氣高爐煉鐵工藝能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益,但它也面臨著諸多問題。由于采用全氧鼓風(fēng),勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致鼓風(fēng)量的減少,這可能造成煤氣流分布和爐料運(yùn)動(dòng)不合理,不利于高爐生產(chǎn)。合理的操作爐型是高爐煉鐵的基礎(chǔ),是爐內(nèi)煤氣流合理穩(wěn)定分布以及爐料運(yùn)動(dòng)合理的基礎(chǔ)。因此有必要對(duì)氧氣高爐合理的爐型進(jìn)行研究。為此本文主要進(jìn)行了以下研究。(1)氧氣高爐物理模擬以鋼鐵研究總院設(shè)計(jì)的容積為2100 m3的三個(gè)氧氣高爐爐型為研究對(duì)象,依據(jù)相似原理推導(dǎo)出模擬氧氣高爐物理模型的相似準(zhǔn)數(shù),建立與實(shí)際氧氣高爐相似比為1:20的冷態(tài)物理模型�？疾炝藸t內(nèi)只含聚乙烯顆粒時(shí)氣體流量對(duì)物料運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的影響;考察了聚乙烯顆粒和麥飯石球分層布料時(shí),模型在不同氣體流量下爐內(nèi)的物料運(yùn)動(dòng)和在相同氣體流量下不同爐型爐內(nèi)的物料運(yùn)動(dòng)。結(jié)果表明,爐內(nèi)物料運(yùn)動(dòng)流型基本呈直線型→倒梯形→W型變化。氣量對(duì)物料運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一定的影響,氣量越大,爐壁處物料運(yùn)動(dòng)越慢,爐內(nèi)死區(qū)面積越大。在相同氣量下,三個(gè)模型底部都出現(xiàn)死區(qū),爐型1和爐型2底部死區(qū)面積較小,而爐型3底部死區(qū)面積最大。(2)氧氣高爐數(shù)值模擬考慮爐內(nèi)爐料粒度的大小和空隙度分布的特點(diǎn),建立了計(jì)算氧氣高爐煤氣流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。計(jì)算得到氧氣高爐煤氣流動(dòng)的速度場(chǎng)、料柱全壓差和料柱透氣性指數(shù),并通過示蹤劑求得不同速度和不同爐型下氧氣高爐內(nèi)煤氣停留時(shí)間分布和停留時(shí)間分布的無因次方差。模型計(jì)算結(jié)果表明,三個(gè)爐型在245 m/s的鼓風(fēng)速度下,爐內(nèi)的流動(dòng)都接近活塞流。爐型1的料柱透氣性指數(shù)最大為18.04 m2/(min·kPa),爐型3的料柱透氣性指數(shù)最小為17.28m3/(min·kPa),即爐型1的料柱透氣性最好,爐型3的料柱透氣性最差。當(dāng)鼓風(fēng)速度由184 m/s增大到306 m/s時(shí),煤氣平均停留時(shí)間從3.091s降低到2.326 s。爐型1的煤氣停留時(shí)間最長為2.711 s,爐型2次之為2.486 s,爐型3的最短為2.281s。
【學(xué)位單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TF54
【部分圖文】：

第３章氧氣高爐物理模擬逡逑在保證模型與原型幾何相似的前提下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，物理模逡逑型按１：邋２０的相似比進(jìn)行設(shè)計(jì)。三個(gè)模型的尺寸參數(shù)如圖３．１所示。逡逑ＢＭＥ逡逑４邋Ｖｙ邋４邋＾１邋Ｖ邋４邋＾邋Ｖ逡逑＊丨邐你邐ｉ邐ｉ邐＾邐１邐＊丨邐，Ｍ邐ｉ逡逑邐邐ｉ＿ｌ邐邐邐Ｉ邐邐邐＼逡逑（ａ）爐型１邐（ｂ）爐型２邐（ｃ）爐型３逡逑圖３．丨三個(gè)模型主要尺寸（ｍｍ）逡逑Ｆｉｇ．邋３．１邋Ｍａｉｎ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｔｈｒｅｅ邋ｍｏｄｅｌｓ邋（ｍｍ）逡逑通過以上求得的模型幾何尺寸，建立三個(gè)氧氣高爐冷態(tài)模型，如圖３．２所示。逡逑（ａ）爐型１邐（ｂ）爐型２逡逑－２２－逡逑

圖３．２三個(gè)氧氣高爐物理模型逡逑Ｆｉｇ．邋３．２邋Ｔｈｒｅｅ邋ｍｏｄｅｌｓ邋ｏｆ邋ｏｘｙｇｅｎ邋ｂｌａｓｔ邋ｆｕｒｎａｃｅ逡逑

＊痛p海蓿櫻麇濉鰣義希ǎ悖┞停沖義賢跡常踩鲅跗唄錮砟Ｐ灣義希疲椋紓澹常插澹裕瑁潁澹邋澹恚錚洌澹歟簀澹錚駑澹錚紓澹鑠澹猓歟幔螅翦澹媯酰潁睿幔悖邋義鮮笛櫓�，炉刘r怯裳跗唄Ｐ蛻戲降納狹希羆尤�，詢Eü鶻誑刂頻綣窶純刂棋義舷路降穆菪帕掀韉吶帕纖俁�。实验装謴涽要包括祟^縵低場(chǎng)⑴惱障低場(chǎng)⒌縉突靛義舷低場(chǎng)Ｋ頭縵低呈怯煽掌顧躉�、储气固\圖躚狗ё槌�，空气通过空气杨欆O顧鹺螅義顯僂ü峙淦骷傲髁靠刂譜爸霉┯Φ礁鞲齜緲諛�，之后进入冷态模型。艕勒系统所矐亓x嫌玫吶惱展ぞ咧饕彰饗低場(chǎng)⑹胂嗷�。悼N突迪低持饕怯膳淶綣�、稻l�、辶x系緇淦檔魎倨骱圖跛倨韉茸槌傘Ｍü緇淦檔魎倨骱圖跛倨韉牡魎倬涂梢源锏絞靛義涎樗枰穆菪帕掀韉淖�。辶x先脛苧跗唄Ｐ偷模保掣齜緲謨剎啾謁講迦�。通过使用流量控制阀控制压辶x纖蹩掌肼�，采訅�(mèng)薪至髁考撇飭科宓牧髁�。�?fàn)C邐锪系吶懦齬苡胙跗唄ｅ義閑湍詵緲諭�。辶x現(xiàn)饕笛檣璞溉繽跡常乘盡ｅ義希玻沖澹義

本文編號(hào)：2823929