發(fā)布時間：2021-05-25 20:16

　　鐵礦石燒結過程是鋼鐵生產中過程中的重要一環(huán),關系到高爐生產的質量、產量及能耗。近年來,隨著我國鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展,為滿足高爐的正常生產需求,越來越多的鋼鐵企業(yè)在原有燒結設備的基礎上進行系統(tǒng)改造,借助增加料層厚度來提高燒結礦的產量,厚料層燒結技術逐漸成熟,但料層厚度的提高也導致料層內溫度場的波動和燒結終點延遲等問題。燒結過程中料層內溫度場分布直接影響燒結礦產量和質量,因此,在保證燒結產量和燒結礦質量的前提下,提高燒結料層厚度才有實際意義。針對此問題,本文運用數(shù)值模擬的方法對燒結機料層內溫度場進行模擬分析,研究提高料層厚度對燒結過程的影響,以及雙層燒結技術對燒結終點及料層內溫度場等因素的影響。研究過程中以某燒結廠360m2燒結機為研究對象,選用該廠工藝條件并使用流體力學軟件FLUENT模擬燒結過程中料層內溫度分布及變化,將料層近似看做多孔介質;通過研究燒結過程反應機理,基于基本守恒方程,建立燒結過程傳熱、傳質數(shù)學模型;引入厄根方程來表示氣體通過料層時引起的壓力變化,將化學反應引起的質量、動量、能量等變化作為自定義函數(shù)（UDF）導入FLUENT軟件進行求解計算,主要考慮對溫度場影響較大的相關... 

【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 概述
        1.1.1 鐵礦石燒結工藝
        1.1.2 厚料層燒結技術發(fā)展
    1.2 厚料層燒結特性
    1.3 燒結過程數(shù)學模型的研究
        1.3.1 基礎模型的研究
        1.3.2 燒結煙氣及新工藝的模擬
    1.4 課題提出及研究內容
        1.4.1 燒結工藝參數(shù)對料層溫度場的影響
        1.4.2 新型燒結工藝對燒結過程的影響
第2章 燒結過程數(shù)學模型
    2.1 燒結過程物理化學過程分析
    2.2 模型基本假設
    2.3 燒結數(shù)學模型控制方程
        2.3.1 質量守恒方程
        2.3.2 組分輸運方程
        2.3.3 動量守恒方程
        2.3.4 能量守恒方程
    2.4 化學反應模型
        2.4.1 焦炭燃燒模型
        2.4.2 一氧化碳生成模型
        2.4.3 水分蒸發(fā)模型
        2.4.4 石灰石分解模型
    2.5 模型相關參數(shù)的確定
    2.6 CFD求解
        2.6.1 計算前處理
        2.6.2 計算求解設置
    2.7 本章小結
第3章 燒結過程數(shù)值模擬及實驗驗證
    3.1 模型參數(shù)
    3.2 模擬結果驗證
    3.3 溫度場模擬結果及分析
    3.4 燒結過程熱量計算
    3.5 本章小結
第4章 工藝參數(shù)對燒結熱過程的影響
    4.1 料層厚度對燒結熱過程的影響
        4.1.1 料層厚度對燒結終點的影響
        4.1.2 料層厚度對燒結礦產量的影響
    4.2 配碳量對燒結熱過程的影響
    4.3 孔隙度對燒結熱過程的影響
    4.4 本章小結
第5章 雙層燒結工藝數(shù)值模擬
    5.1 概述
    5.2 雙層布料工藝數(shù)值模擬
    5.3 雙層點火工藝數(shù)值模擬
        5.3.1 求解器設置
        5.3.2 模擬結果及分析
        5.3.3 氧氣含量對雙層燒結工藝的影響
    5.4 本章小結
第6章 結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鐵礦石低碳燒結的數(shù)值模擬[J]. 劉廷森,張小輝,卿山,張國雄.  過程工程學報. 2016(02)
[2]2015年鋼鐵企業(yè)煉鐵生產技術評述[J]. 王維興.  冶金管理. 2016(02)
[3]基于料層最高溫度控制的鐵礦燒結燃料合理分布[J]. 李法社,張小輝,張家元,田萬一.  中南大學學報(自然科學版). 2015(02)
[4]鋼鐵冶金過程動態(tài)數(shù)學模型的研究進展[J]. 陳林根,夏少軍,謝志輝,劉曉威,沈勛,孫豐瑞.  熱科學與技術. 2014(02)
[5]煙氣循環(huán)燒結的數(shù)值仿真[J]. 張小輝,張家元,田萬一,鄭敏,周孑民,王華.  中南大學學報(自然科學版). 2014(04)
[6]鐵礦石燒結過程傳熱傳質數(shù)值模擬[J]. 張小輝,張家元,張建智,蘇浩,周孑民.  中南大學學報(自然科學版). 2013(02)
[7]燒結床層的熱質分析[J]. 劉斌,馮妍卉,姜澤毅,張欣欣.  化工學報. 2012(05)
[8]鐵礦石燒結料層溫度模擬模型[J]. 范曉慧,彭坤乾,陳許玲,王祎.  礦冶工程. 2012(02)
[9]鐵礦燒結煙氣中SO2的排放規(guī)律[J]. 潘建,朱德慶,崔瑜,陳棟,周仙霖.  中南大學學報(自然科學版). 2011(06)
[10]燒結煙氣污染物脫除的進展[J]. 張春霞,王海風,齊淵洪.  鋼鐵. 2010(12)

博士論文
[1]Fe2O3-CaO-SiO2系鐵酸鈣（SFC）生成機理研究[D]. 丁祥.北京科技大學 2015

碩士論文
[1]寶鋼厚料層燒結技術創(chuàng)新的經濟學分析[D]. 翟江南.中南大學 2005



本文編號：3205944