針對氧煤燃燒熔分爐在熔煉過程中的噴濺行為,采用Fluent軟件中VOF多相流模型耦合Realizable k-ε湍流模型進(jìn)行數(shù)值模擬,利用水模試驗加以驗證,對熔分爐熔渣噴濺過程進(jìn)行研究,探究不同工藝參數(shù)（流量、傾角、直徑和浸沒深度）對噴濺高度的影響。結(jié)果表明,熔渣噴濺由殘余部分動能的氣泡逸出破碎產(chǎn)生;隨著氧槍流量的增大,其噴濺高度不斷增加,流量為0.28 kg/s時噴濺達(dá)到3.13 m;傾斜角度增加造成噴濺高度先增加后減小,傾角為-10°時噴濺高度最大為3.07 m;增加氧槍直徑,噴濺高度先增大后減小,在直徑為30 mm時噴濺最高為3.09 m;減小氧槍浸沒深度有利于降低噴濺高度,當(dāng)浸沒深度為150 mm時,噴濺高度約為3.075 m。 

【文章來源】：中國冶金. 2020,30(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

氧煤燃燒熔分工藝示意圖

氧煤燃燒熔分爐是回轉(zhuǎn)窯-氧煤燃燒熔分爐工藝的核心反應(yīng)容器之一,結(jié)構(gòu)如圖2所示。采用矩形豎式爐型,具備噴吹穿透性強(qiáng)、攪拌效果優(yōu)良、熱量損耗低、熔煉效率高等特點。氧氣和煤粉由下排風(fēng)口噴吹進(jìn)入熔池,產(chǎn)生還原性氣體對熔池進(jìn)行攪拌及還原;上排風(fēng)口吹入少量二次氧氣進(jìn)行補(bǔ)充燃燒,為系統(tǒng)補(bǔ)充熱量,促進(jìn)渣鐵分離。熔池區(qū)域尺寸為3 000 mm×1 200 mm,渣層高度為2 612 mm,風(fēng)口初始直徑為20 mm,上排2支,下排3支,兩側(cè)呈對稱性分布。在二維條件下可以獲得較高的網(wǎng)格數(shù)目以獲得更為精細(xì)的數(shù)值模擬結(jié)果,有利于不同工況條件下對氣泡行為捕捉進(jìn)行研究,故選取下排風(fēng)口截面做流體域網(wǎng)格劃分,如圖3所示。模型使用Ansys Spaceclaim構(gòu)建,Mesh模塊進(jìn)行網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格數(shù)量為14.9×104。

在二維條件下可以獲得較高的網(wǎng)格數(shù)目以獲得更為精細(xì)的數(shù)值模擬結(jié)果,有利于不同工況條件下對氣泡行為捕捉進(jìn)行研究,故選取下排風(fēng)口截面做流體域網(wǎng)格劃分,如圖3所示。模型使用Ansys Spaceclaim構(gòu)建,Mesh模塊進(jìn)行網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格數(shù)量為14.9×104。2.2 簡化假設(shè)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煉焦化學(xué)污染物對焦化工人身體的影響[J]. 劉文麗.  能源與節(jié)能. 2018(11)
[2]回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原-氧煤燃燒熔分煉鐵技術(shù)分析[J]. 高建軍,萬新宇,齊淵洪,王鋒.  鋼鐵研究學(xué)報. 2018(02)
[3]底吹煉鉛爐內(nèi)流動的數(shù)值模擬[J]. 張紅亮,湯卓,陳永明,葉龍剛.  中國有色金屬學(xué)報. 2017(03)
[4]熔融還原煉鐵技術(shù)發(fā)展情況和未來的思考[J]. 徐少兵,許海法.  中國冶金. 2016(10)
[5]兩種氧槍噴頭射流行為的數(shù)值模擬[J]. 汪成義,楊利彬,李相臣,崔懷周.  中國冶金. 2016(09)
[6]銅锍轉(zhuǎn)爐中氣液兩相流動的數(shù)值模擬[J]. 李晟,李玉曉,劉志高.  過程工程學(xué)報. 2016(01)
[7]煉鋼轉(zhuǎn)爐噴濺行為的數(shù)值模擬[J]. 鄧麗琴,李明明,李強(qiáng),鄒宗樹.  材料與冶金學(xué)報. 2016(01)
[8]焦化廢水的污染物特征及處理技術(shù)的分析[J]. 張萬輝,韋朝海.  化工環(huán)保. 2015(03)
[9]鋼鐵燒結(jié)煙氣多污染物的排放特征及控制技術(shù)[J]. 朱廷鈺,劉青,李玉然,閆曉淼,齊楓,葉猛.  科技導(dǎo)報. 2014(33)
[10]轉(zhuǎn)爐供氧參數(shù)對噴濺的影響[J]. 楊文遠(yuǎn),張先貴,呂英華,崔懷周,肖尊湖,侯春.  鋼鐵. 2012(11)

博士論文
[1]銅底吹爐吹氧過程數(shù)值模擬及實驗研究[D]. 余躍.北京科技大學(xué) 2017
[2]瓦鈕科夫爐熔池側(cè)吹強(qiáng)化攪拌過程數(shù)值模擬及混合效果評價方法研究[D]. 劉泛函.昆明理工大學(xué) 2016

碩士論文
[1]煙化爐內(nèi)氣液兩相流動數(shù)值模擬研究[D]. 劉維超.中南大學(xué) 2014



本文編號：3384609