COREX竖炉布料规律的数学模型

通过建立布料过程的数学模型研究了COREX竖炉的布料规律,改进了空区料流轨迹模型使其可以考虑溜槽内料流厚度和宽度分布及炉料粒度的影响,并用多条线段联合描述料面形状.研究表明:炉料在溜槽末端出口处的料层厚度和炉料的粒度分布决定了炉料在空区的料流轨迹;炉料离开溜槽末端速度与溜槽倾角成反比关系,与溜槽转速成正比关系;炉料在炉喉的落点位置离炉喉中心距离与溜槽倾角、溜槽转速成正比关系.利用该模型可计算出不同布料模式和布置不同炉料时料堆长大过程和形成的料面形状.     

基于三维离散元法的无钟高炉装料行为

利用三维离散元法建立了无钟高炉布料模型,分析了料罐、旋转溜槽中的颗粒流动行为以及颗粒离开溜槽后的下落轨迹和料堆形成,可视化再现了装料过程.结果发现:炉料在流动过程中始终存在粒度偏析,料罐排料流为漏斗流,小颗粒由于偏析而倾向于后期排出;溜槽倾角对颗粒流动行为和料堆形成影响较大;溜槽内颗粒流由于溜槽旋转而向侧上部偏离和翻动,小颗粒因靠近壁面而位于料流内侧,大颗粒因聚集在溜槽上部而处在料流外侧,炉料颗粒偏析、偏转翻动和速度分布影响下落轨迹;在炉料下落到料面的堆积过程中,大颗粒易于向炉喉中心和边缘偏析,小颗粒因位于料流内侧和渗透作用而分布在堆尖下方且偏向中心侧.结合激光网格炉内测量技术料流轨迹测量结果,验证了模型的适用性.     

垃圾旋转布料机布料规律研究

旋转布料机的结构设计合理与否直接影响垃圾分散效果及燃烧效率.通过建立旋转布料机运动模型及其布料方程,对影响旋转布料机的作业区间的各种因素进行了分析和研究.研究发现,与溜槽转速和摩擦因数相比,溜槽长度和倾斜角度对旋转布料机的作业区间影响更大;旋转布料机的作业区间随着溜槽长度和转速的增大而增大,随着倾斜角度和摩擦系数的增大而减小.最后,结合实际工况为某型号旋转布料机提供几组合理的设计参数.     

挡板角度对挡板布料器布料过程的影响

COREX熔化气化炉炉顶采用1个煤-万向节溜槽布料器和8个DRI-挡板布料器两种布料方式来完成布料过程，通过物理实验和离散单元法(DEM)数学模型模拟两种方法分析了挡板角度对DRI-挡板布料器的布料规律的影响.物理实验结果表明，挡板角度较小时形成较为集中的料流轨迹，挡板角度较大时形成具有一定分散度的料流轨迹.数学模型模拟获得的料流轨迹和料面形状与物理实验结果吻合较好，且利用数学模型还可进一步获得料堆内部结构和径向空隙度分布详细信息，该信息可为COREX现场合理调节煤气流分布提供一定的参考依据.     

高炉无料钟多环布料参数的确定

在高炉串罐无料钟炉顶模型试验基础上，阐述了高炉无料钟炉顶多环布料基本参数确定方法和准则，建立了节流阀有效面积与其开度的回归方程以及料流量特征曲线方程，确定了多环布料溜槽倾角的档位，并建立了溜槽倾角档位的计算数学模型，为高炉无料钟炉顶多环布料实际操作和进一步理论研究提供参考依据．     

新型DRI-挡板布料器布料过程的数值模拟

COREX熔化气化炉炉顶布料设备由煤-溜槽和DRI-挡板两种布料器组成,其中DRI-挡板属于新型布料器,布料规律尚不明晰.通过离散单元法(DEM)建立了DRI-挡板布料过程的数学模型,通过该模型分析了DRI-挡板的操作参数对布料过程带来的影响.其中包括考察了挡板角度对布料落点位置的影响,获得了布料档位与挡板角度的对应关系.还考察了料堆的形成过程和单一物质多粒度混合布料形成的料堆内部偏析情况,获得了不同档位半径物料的粒度偏析信息.同时也考察了矿石和焦炭混合布料过程,获得了矿焦的径向分布规律.研究结果为COREX现场合理调节布料模式提供参考依据.     

溜槽角度对混装布料过程的影响

分析了定点布料方式下溜槽角度对混装布料规律的影响.首先对混装布料方式进行了物理实验模拟,获得了不同溜槽角度下的料流轨迹、料堆结构等重要信息,分析了不同粒度的混装物料在下落过程中存在的偏析现象.其次利用离散单元法(DEM)数学模型对布料过程进行了模拟研究,并对模拟结果进行了详细分析.结果表明:模型结果与物理实验结果吻合较好.其中模型获得的料堆结构和径向空隙度分布的信息的结果可为现场调节煤气流分布提供一定的参考依据.     

大高差溜槽倾角确定方法的改进

针对大高差溜槽倾角不能按照常规的单因素方法确定的问题,采用理论分析与实验研究相结合的方法,以废弃露天矿坑回填为研究背景,考虑物料含水体积分数和粉岩体积分数多种因素,研究溜槽倾角的确定方法.结果表明:在含水体积分数达到最大吸水率范围内,含水体积分数ρ与溜槽倾角α的关系是趋于直线上升的,并确定拟合函数表达式;粉岩体积分数与倾角的关系曲线是趋于对数函数关系,并确定拟合函数表达式;当粉岩体积分数ω超过约58%之后,溜槽倾角基本不再增大,趋于33°,提出溜槽倾角的确定公式.     

道路施工宽幅碎石布料器关键结构参数设计方法

运用力学分析和试验的方法,研究了曲面分隔型碎石布料器导料槽与水平面之间的夹角、导料槽的宽度、布料端的弧度等结构参数,分析了车速对布料器撒布均匀性的影响.设计了宽幅碎石布料器样机,并进行了现场试验.测试结果表明:采用曲面分隔型碎石布料器的试验样机碎石撒布精度为±1.2%,高于采用平面分隔型碎石布料器样机的碎石撒布精度.     

基于社会情感优化算法的步进式同心圆无钟高炉布料控制研究

为实现无钟高炉布料精准化,建立了基于社会情感优化算法的步进式同心圆布料控制模型。在分析步进式同心圆布料工艺特点的基础上,选取溜槽倾角作为布料控制的主要参数,以料面形状误差为控制目标,建立了步进式同心圆布料优化控制的数学模型,设计了社会情感优化算法进行优化求解。最后将控制模型应用到2 580 m~3无钟高炉进行验证,并分析了社会情感优化算法解决步进式同心圆布料控制问题的优化性能。计算结果表明:基于社会情感优化算法的步进式同心圆布料控制方法能够准确地实现期望的炉料分布,与标准遗传算法和标准粒子群算法相比,社会情感优化算法在布料控制优化中显示出准确度高和收敛速度快的优点。     

COREX-3000熔化气化炉料面形状预测模型

COREX-3000熔化气化炉内煤气流分布直接影响炉内煤气利用率及炉料顺行,而布料制度是调节煤气流分布的主要手段。为探讨熔化气化炉布料模式,通过对物料在布料过程中的运动和受力分析,确定物料的落点位置并根据物料的安息角和质量守恒,建立了料面形状预测模型。在此基础上,结合数学知识和计算机技术,开发了COREX-3000气化炉的料面预测仿真软件,可预测万向布料器和DRI-flap布料器不同布料制度下形成的料流轨迹、落点位置以及料面形状,为现场选择和调整布料制度提供参考。     

高炉料流轨迹的数学模型

针对目前高炉料流轨迹计算的不足,本模型考虑了颗粒在空区下落过程中受重力、浮力及煤气曳力的作用,计算了炉料颗粒在溜槽和空区下落等阶段的运动轨迹. 通过探讨不同炉料(焦炭、烧结矿、球团矿)在其粒径范围内的布料半径变化及煤气的曳力大小,分析了曳力对炉料落点的影响规律. 结果表明:精确计算料流轨迹必须考虑煤气曳力的影响,不同密度、粒径及形状系数的颗粒在料面上落点各不相同,炉顶煤气流分布将影响高炉炉料的径向分布.     

低于临界通道弯数振荡热管的传热特性

文中通过管式铜-水闭合回路振荡热管的传热性能试验,分析了振荡热管稳定运行时充液率、倾斜角度以及加热水流量等因素对传热性能的影响,得出如下结论：最佳倾斜角度范围70°～90°;最佳充液范围50%～60%,随着加热水流量和倾斜角度的增大,最佳充液率呈上升趋势;振荡热管稳定运行时,绝热段各管管壁温度波动是有规律、周期性的。     

COREX-3000竖炉炉顶布料过程的DEM仿真

COREX-3000预还原竖炉内的煤气流分布直接影响着煤气利用率、直接还原铁的金属化率和炉料顺行,而炉顶布料制度是调节煤气流分布的主要手段.基于离散颗粒动力学原理,建立COREX-3000竖炉布料的DEM数值模型,确定了模型参数,并对布料过程中的颗粒速度变化和颗粒分布情况,以及形成料堆的料面形状和料堆结构进行了颗粒尺度的分析.模拟结果表明混装布料时,粒径小、密度大的矿物颗粒易于穿过表层的大粒径、密度小的燃料颗粒层,从而表现出在料堆的表层大颗粒富集.