【摘要】：據(jù)統(tǒng)計(jì),我國鋼渣產(chǎn)生量已超10億噸,但其利用率不足30%。大量排放的鋼渣造成了土地侵占和環(huán)境污染,研究表明將鋼渣超細(xì)粉碎至D5010μm,能有效提高活性,作為礦物摻和料資源化利用。但現(xiàn)行的超細(xì)粉碎設(shè)備效率低、單機(jī)規(guī)模小,制約了超細(xì)鋼渣粉的應(yīng)用。本文利用鋼廠余熱蒸汽作為動(dòng)力,對(duì)鋼渣進(jìn)行超細(xì)粉碎,為鋼廠余熱的利用,鋼渣的低成本、規(guī)�；�(xì)粉碎提供新的工藝與設(shè)備。利用CFD軟件建立蒸汽動(dòng)能磨粉碎腔(噴嘴喉徑d_c=3.5mm)的數(shù)值模型,研究粉碎腔內(nèi)流場及顆粒加速特性;對(duì)其配套的分級(jí)機(jī)及除塵器進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),建立蒸汽動(dòng)能磨的中試試驗(yàn)平臺(tái)并進(jìn)行試驗(yàn);在此基礎(chǔ)上,放大模擬了大流量噴嘴的顆粒加速特性,以指導(dǎo)蒸汽動(dòng)能磨的工業(yè)化設(shè)計(jì)。結(jié)論如下:(1)通過噴嘴(喉徑d_c=3.5 mm)加速的蒸汽氣流速度大于空氣,入料粒度50~200μm的顆粒,經(jīng)蒸汽工質(zhì)加速達(dá)到最大的無因次距離(氣流噴射距離與噴嘴出口直徑的比)為15~21倍,粒度越大加速距離越長;顆粒群在軸心的加速速度最大,相對(duì)體積分?jǐn)?shù)最低,但沿射流軸心向外加速速度越低,相對(duì)體積分?jǐn)?shù)越高。(2)蒸汽動(dòng)能磨易將鋼渣粉碎至D50(指50%通過粒徑)=4~10μm;當(dāng)分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速一定,粉碎粒度D50=7.1μm時(shí),隨著入料粒度的增加,粉碎鋼渣的產(chǎn)量下降,說明入料粒度對(duì)鋼渣粉的產(chǎn)量有明顯的影響,這與數(shù)值模擬中顆粒加速的特性一致;(3)噴嘴喉徑d_c=8 mm、d_c=16 mm、d_c=24 mm、d_c=32 mm條件下,d=100μm的顆粒加速達(dá)到的最大無因次距離均為17倍左右,與噴嘴喉徑d_c=3.5 mm時(shí)相近,說明增大噴嘴喉徑,顆粒加速的無因次距離基本不變,表明蒸汽動(dòng)能磨放大時(shí),可通過無因次距離來確定粉碎腔的尺寸及相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。在相同條件下,過熱蒸汽的進(jìn)口壓力越高,顆粒被加速達(dá)到的速度越大,加速距離有一定增加;進(jìn)口溫度越高,顆粒被加速達(dá)到的速度越高,但加速距離不變。
【圖文】：

圖 1-1 某鋼廠廢渣Fig.1-1 A steel mill waste residues對(duì)于細(xì)碎后鋼渣粉的應(yīng)用，國外學(xué)者做了大量研究，Qasrawi 等[11~12]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將細(xì)碎后的鋼渣粉加入混凝土后，其抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都有顯著的提升；隨著鋼渣含量的增加，土壤干密度，塑性，溶脹勢和內(nèi)聚截面減小，內(nèi)摩擦角增大。Ahmedzade 等[13]研究發(fā)現(xiàn)將鋼渣作為粗骨料可以提高瀝青混凝土的力學(xué)性能。Hanifi 等[14]研究不同比表面積的鋼渣對(duì)復(fù)合水泥各性能的影響，結(jié)果表明，比表面積較大的試驗(yàn)樣品能夠得到更大的抗壓強(qiáng)度與抗硫酸鹽腐蝕能力。Lubica 等[15]]研究物理激發(fā)對(duì)鋼渣水化特性的影響，結(jié)果表明，鋼渣經(jīng)過粉磨后，平均粒徑減小至 3 μm 以下，比表面積能增大至十倍以上，能極大的提高鋼渣的水化反應(yīng)。Asi I M[16~17]探索使用鋼渣骨料（SSA）改善瀝青混凝土（AC）混合料的工程性能，用鋼渣骨料（SSA）代替瀝青混凝土（AC）混合料中的 0％，25％，50％，75％和 100％的石灰石粗骨料，研究發(fā)現(xiàn)通過鋼渣骨料（SSA）代替高達(dá) 75％的石灰石粗骨料能改善瀝青混凝土（AC）混合物的機(jī)械性能。[18]

西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 15 頁2.2.1 物理模型蒸汽動(dòng)能磨粉碎腔剖面圖及其在噴嘴面截圖 A-A，如圖 2-2 所示。粉區(qū)高度為 447 mm，腔體直徑為 257 mm，進(jìn)料口直徑為 60 mm，，蒸汽噴嘴部直徑為 dc=3.5 mm，工質(zhì)耗量 80 kg/h。噴嘴進(jìn)口（M 點(diǎn)）到粉碎中心（點(diǎn)）的距離為 135.5 mm，噴嘴出口（N 點(diǎn)）到粉碎中心（O 點(diǎn)）的距離為mm。噴嘴面平面（A-A）為 3 個(gè)噴嘴圓周均布的面。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X757;TK115

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2519554