無料鐘高爐煉鐵礦料通過布料溜槽布于爐喉料面,此過程礦料的運動包括溜槽內(nèi)運動及空區(qū)運動。準(zhǔn)確描述礦料的運動過程,對實現(xiàn)高爐精準(zhǔn)布料十分重要。布料溜槽過料面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與否直接影響礦料運動軌跡,通過對礦料在溜槽內(nèi)的受力分析,并結(jié)合工程驗證,準(zhǔn)確計算爐料礦料的落點,有利于高爐順行。研究結(jié)果為高爐布料溜槽過料面結(jié)構(gòu)設(shè)計及高爐布料操作提供了理論指導(dǎo)。 

【文章來源】：中國設(shè)備工程. 2020,(09)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【圖文】：

礦料在無鐘爐頂中的運動

綜合分析礦料所受力，可以得出礦料在溜槽內(nèi)的運動并非一維的直線運動，而是沿著溜槽內(nèi)壁做螺旋運動。圖2所示為礦料在溜槽內(nèi)的運動。圖2分別給出了從不同視角(A,B,C)得到的礦料運動情況。從圖中可以看出，礦料在溜槽內(nèi)不僅沿溜槽縱向運動，而且還會在溜槽的截面內(nèi)運動，屬于三維運動。為此，需根據(jù)礦料的受力情況，建立礦料運動的三維模型，準(zhǔn)確描述礦料的運動情況。圖2(a)所示為礦料沿溜槽縱向的運動。礦料運動所受的力有重力、離心力、科氏力及摩擦力等力的分量，根據(jù)牛頓定律，可以得到礦料沿溜槽縱向運動的加速度的大小，礦料沿z向的速度為；圖2(b)所示為礦料在溜槽截面內(nèi)的運動。x、y分別表示礦料在x方向和y方向上運動的距離。礦料所受的力有重力、離心力、科氏力以及摩擦力等力的分量，礦料在溜槽截面內(nèi)沿x、y兩個方向運動。在x軸、y軸方向上的加速度分別設(shè)為，礦料在2個方向上的速度分別為。從圖2(c)中可以看出，礦料在溜槽內(nèi)運動的起點（0），并不一定是溜槽的端點，而是整個溜槽的一部分，為此將礦料在溜槽內(nèi)運動的實際長度稱為溜槽的有效長度。礦料在溜槽內(nèi)運動的有效長度l與溜槽實際長度L的關(guān)系為：

利用龍格-庫塔法解方程組，可以得到礦料在溜槽末端的速度v。礦料從溜槽出來后，進(jìn)入高爐內(nèi)的空區(qū)，在空區(qū)內(nèi)運動。分析礦料在空區(qū)的運動，需要綜合考慮所受煤氣浮力以及煤氣曳力的作用。文獻(xiàn)[2]已經(jīng)詳細(xì)介紹了礦料在空區(qū)的運動，考慮文章篇幅，本文不再論述。根據(jù)文獻(xiàn)可以得到礦料的落點半徑。由于科氏力的作用，礦料會在溜槽內(nèi)沿著溜槽側(cè)壁運動，側(cè)壁對礦料產(chǎn)生摩擦阻力。在半圓形溜槽中，科氏力使礦料沿溜槽切向運動不同的是由于矩形溜槽側(cè)壁為豎直壁面，壁面會阻擋礦料的切向運動，礦料到達(dá)壁面后不再做切向運動。對于矩形溜槽，礦料在溜槽豎直壁面附近沿著溜槽縱向運動。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高爐無鐘爐頂布料料流寬度數(shù)學(xué)模型及試驗研究[J]. 杜鵬宇,程樹森,胡祖瑞,吳桐.  鋼鐵. 2010(01)
[2]高爐無料鐘爐頂布料料流軌跡檢測與三維圖像重建[J]. 杜鵬宇,程樹森,滕召杰.  冶金自動化. 2009(06)
[3]高爐料流軌跡的數(shù)學(xué)模型[J]. 朱清天,程樹森.  北京科技大學(xué)學(xué)報. 2007(09)



本文編號：3121879