針對(duì)目前高爐渣粒化處理過程中余熱回收利用率低,水資源消耗大,設(shè)備維修工作量大的問題,設(shè)計(jì)一種新型的高爐渣�；陀酂峄厥盏难b置,簡稱為高爐渣粒化發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)高爐渣�；l(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和仿真,對(duì)高爐渣�；_發(fā)應(yīng)用具有重大的指導(dǎo)意義。本文提出高爐渣粒化發(fā)動(dòng)機(jī)的工藝流程,確定了高爐渣�；l(fā)動(dòng)機(jī)的組成及工作原理,粒化發(fā)動(dòng)機(jī)由六大部分組成,對(duì)離心加速器、水爆�；鳌⑷~輪做功、螺旋輸送裝置和做工轉(zhuǎn)子的構(gòu)造原理進(jìn)行詳細(xì)的闡述,確定高爐渣粒化發(fā)動(dòng)機(jī)的總體方案;根據(jù)�；l(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理,建立離心加速器結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)學(xué)模型和水爆�；鞯慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)模型。結(jié)合實(shí)際工況,確定合理的結(jié)構(gòu)參數(shù);根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù),采用ug軟件進(jìn)行建模,確定離心加速器和水爆�；鞯娜S模型;最后根據(jù)安裝位置和要求,對(duì)�；l(fā)動(dòng)機(jī)的其他各零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配,建立結(jié)構(gòu)合理的高爐渣�；l(fā)動(dòng)機(jī)的虛擬樣機(jī)。根據(jù)高爐渣�；l(fā)動(dòng)機(jī)的工藝流程,確定高爐渣�；l(fā)動(dòng)機(jī)的工藝參數(shù)。首先建立渣處理生產(chǎn)率的物理模型,確定渣處理生產(chǎn)率Q與旋轉(zhuǎn)角速度ω、熔渣流動(dòng)距離R和管道截面積A之間的關(guān)系式,在選取合適的參數(shù)確定高爐渣生產(chǎn)率;然后分析水爆反應(yīng)渣和水的換熱過程,建立了渣和水的換熱的熱平衡方程,導(dǎo)出了水和渣換熱中耗水量的公式;最后根據(jù)小直齒輪和大直齒輪嚙合傳動(dòng)關(guān)系,建立葉輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子力矩的轉(zhuǎn)矩關(guān)系式,確定了轉(zhuǎn)子力矩和發(fā)動(dòng)機(jī)功率等參數(shù)公式,用于高爐渣�；l(fā)動(dòng)機(jī)性能的計(jì)算。建立中離心加速器的渣道出口壓力和轉(zhuǎn)速的物理模型,導(dǎo)出了渣道出口壓力和轉(zhuǎn)速的公式,確定了渣道出口壓力與轉(zhuǎn)速關(guān)系;基于fluent軟件對(duì)離心加速器出口壓力進(jìn)行仿真,確定離心加速器的合理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速;最后分析轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和渣道截面高寬比對(duì)出口壓力的影響,優(yōu)化離心加速器模型,使熔渣在流動(dòng)過程中不會(huì)產(chǎn)生回流現(xiàn)象,保證了熔渣流動(dòng)的合理性。先分析高爐渣與水對(duì)流換熱過程,導(dǎo)出了水爆反應(yīng)渣和水的換熱時(shí)間關(guān)系式,確定水爆反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的蒸汽量,計(jì)算水爆反應(yīng)后腔內(nèi)的工作壓力,用于比較離心加速器的出口壓力,判斷是否回流;最后建立水爆反應(yīng)腔內(nèi)水、渣和水蒸氣的體積模型,用于水爆反應(yīng)腔內(nèi)容積的計(jì)算,確保不會(huì)因?yàn)槿莘e過小,導(dǎo)致氣體膨脹對(duì)零部件壽命產(chǎn)生影響。通過分析葉輪轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子力矩的轉(zhuǎn)矩關(guān)系,確定葉輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子力矩的大小關(guān)系式;建立葉輪仿真模型,分析不同葉輪形狀對(duì)轉(zhuǎn)子力矩的影響,選擇合理的葉輪形狀;然后基于fluent軟件對(duì)葉輪轉(zhuǎn)矩仿真分析,確定可行的葉輪轉(zhuǎn)矩的大小;根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子力矩的大小關(guān)系式,確定合理的轉(zhuǎn)子力矩,用于確定高爐渣�；l(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
【學(xué)位單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TF30
【部分圖文】：

圖 1-1 底濾法工藝流程圖1-高爐；2-抓斗吊車；3-沖渣器；4-水溢流；5-貯料斗；6-�；�；7-沖洗空氣入口；8-水出口(2) 因巴法因巴法是由西德瑪和 PW 公司共同開發(fā)的渣處理系統(tǒng)。因巴法的工藝流程為：高爐渣由渣道進(jìn)入，經(jīng)過高壓水沖壓使熔渣進(jìn)入溝道，然后流入方形管、渣水分配器和緩沖槽，使高爐渣掉落到滾筒過濾器，滾筒過濾器發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，高爐渣在離心力作用下，被甩到滾筒過濾器上部，在高爐渣被甩過程中，進(jìn)行脫水�；幚�。最后利用帶傳動(dòng)把高爐渣運(yùn)送至水槽中[6]，如圖 1-2 所示。因巴法工藝流程布置連接性較好，在轉(zhuǎn)筒的離心力的作用下，過濾效果好，產(chǎn)生的水蒸汽釋放后比較分散，設(shè)備中含有冷卻裝置，對(duì)水蒸氣進(jìn)行冷卻回收，有利于對(duì)環(huán)境的保護(hù)。但是整個(gè)設(shè)備比較龐大，保養(yǎng)和維修不方便。而且滾筒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，渣粒飛濺，使得渣粒亂入，導(dǎo)致裝置磨損和堵塞。

圖 1-2 因巴法工藝流程圖1-沖制箱；2-溝道；3-水槽；4-分配器；5-轉(zhuǎn)鼓過濾器；6-緩沖槽；7-集水槽；8-熱水池；9-冷卻塔；10-冷卻池；11-皮帶機(jī)；12-收集槽（3）圖拉法圖拉法工藝流程主要包括高爐渣�；幚砗屠鋮s水冷卻處理。高爐渣冷卻處理后在進(jìn)行脫水，最后把渣粒輸送出去[7]。高爐排渣時(shí)，爐渣經(jīng)過渣道進(jìn)入�；喩�，在發(fā)動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，�；啺l(fā)生高速轉(zhuǎn)動(dòng)，高爐渣發(fā)生碰撞，產(chǎn)生�；�，并被甩向擋渣板；高爐渣�；�，按拋物線的軌跡發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)被冷卻水冷卻；然后高爐渣被甩向擋渣板后與其發(fā)生碰撞，發(fā)生二次�；瑑纱瘟；螅沟迷８蛹�(xì)勻。最后高爐渣進(jìn)入脫水轉(zhuǎn)鼓時(shí)進(jìn)行水淬冷卻，形成水渣[8]。脫水轉(zhuǎn)鼓是一層過濾網(wǎng)，由不銹鋼材料制作而成，轉(zhuǎn)鼓的下方浸沒在熱水槽中，在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部，圓周方向由一個(gè)個(gè)均勻排列的葉片式篩板組成，轉(zhuǎn)鼓發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)

圖 1-3 圖拉法工藝流程圖1-熔渣道；2-�；�；3-排氣管；4-脫水器；5-熱水槽；6-傳送機(jī)；7-收集槽（4）拉薩法拉薩法是在日本福山鋼鐵廠用 1 號(hào) 2400m3的高爐基礎(chǔ)上，第一次用拉薩法進(jìn)行對(duì)高溫爐渣粒化處理[11]。高爐渣通過渣道進(jìn)入到?jīng)_制箱內(nèi)，進(jìn)入后與箱內(nèi)的高壓水碰撞，發(fā)生水淬，水淬后的水渣在渣粒分離槽內(nèi)進(jìn)行壓縮，壓縮后由泵輸送至脫水槽內(nèi)，在脫水槽內(nèi)脫完水后，運(yùn)送出去，而脫水槽內(nèi)脫下的水流入到沉淀池，以便循環(huán)利用。整個(gè)系統(tǒng)中含有冷卻塔，并設(shè)有液面調(diào)整泵來調(diào)控分離槽的水位[12]，如圖 1-4 所示。11213
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