基于热载体焓?的环冷机余热回收段仿真优化

以环冷机余热回收段为研究对象,基于多孔介质和局部非热力学平衡理论,建立环冷机二维稳态数值计算模型。借助多物理场耦合仿真软件COMSOL,研究并分析进口风速及余热回收段长度对环冷机内烧结矿冷却过程的影响规律。以环冷机出口热载体的焓?为判据,采用全工况分析方法,获得提高环冷机余热回收效果的有效方法。研究结果表明:对于某企业年产量390万t烧结矿的环冷机,适宜冷却气体进口标况流量72万m3/h;最佳余热回收段长度63.00 m。在满足生产工艺的条件下,减小进口风标况流量并同时延长余热回收段长度,可获得更佳的余热回收效果。     

环冷机内球团矿热过程数学模型

根据能量守恒、流动和传热传质等原理及定律,建立了球团矿冷却和氧化过程的数学模型,采用三对角矩阵算法对模型进行了求解,基于VisualBasic6.0开发了仿真计算软件.依据现场实测数据对建立的数学模型进行了验证,计算值与实测值之间的最大相对误差为4.8%,说明模型正确可信.利用开发的计算软件对球团矿在环冷机内的热过程进行了仿真计算,得到了环冷机内球团料层的温度分布.仿真研究表明,冷却一段风速、料层厚度、球团粒度和环冷机机速是影响环冷机内部球团料层冷却过程的主要因素.在本文研究条件下,合理操作条件为:料层厚度550～800mm,球团粒度7～16mm,冷却一段风速1.2～2.5m.s-1,环冷机机速1.0～1.5m.min-1.     

环冷机偏析布料研究

以提高环冷机的余热利用量为目标,对环冷机的布料工艺进行优化研究,并研制实现新型布料工艺的设备。基于多孔介质模型和局部非热平衡双能量方程模型建立环冷机内烧结矿冷却过程的仿真模型,利用该仿真模型对环冷机不同分层布料工况下烧结矿冷却过程进行数值仿真试验研究。研究结果表明:按粒径由料面至底部为"中—小—大"分布的工况余热利用量最大,比常规工况提高14.05%。以此工况条件下台车内料层分布状态为理想目标布料状态,着手进行偏析布料斗的设计研发,并且对研制的偏析布料斗进行半工业化试验研究。偏析布料斗在环冷机布料过程中具有较好的偏析布料效果,并且偏析布料状态为理想目标布料状态。     

烧结余热发电高温烟气阀门设计

烧结工序的能耗指标与先进国家相比差距较大,每吨烧结矿的平均能耗要高20千克标准煤,节能潜力很大.烧结工序的能耗约占冶金总能耗的10%～12%.而其排放的余热约占总能耗热能的49%.在烧结矿生产过程中,特别是烧结矿由鼓风式环冷机冷却过程中会排出大量温度为250～400℃的低温烟气,其热能量大约为烧结矿热耗量的30%左右.实现能源梯级利用的高效性和经济性角度分析,余热发电是最为有效的余热利用途径,平均每吨烧结矿产生的烟气余热回收可发电20千瓦时,折合吨钢综合能耗可降低8千克标准煤.余热发电烟气阀门烧结余热发电重要的辅机设备,直接影响烧结和余热电站运行稳定、废气的充分利用以及整个系统运行效率和可靠性,做好高温烟气阀门对烧结余热发电具有重要意义.     

烧结矿冷却过程的实验研究

建立了烧结矿冷却过程的实验平台,研究了烧结矿冷却过程的基本规律及其影响因素.结果表明,冷却空气流量与烧结矿料层厚度是影响冷却过程的主要因素.保持料层厚度一定,随着冷却空气流量的增加,流经料层的热空气温度逐渐下降,热空气所携带的热量开始增加,而后达到峰值,之后逐渐降低,即冷却空气流量存在一适宜值,在这一流量下,热空气所携带的热量最大.保持鼓风机开启度不变,随着料层厚度的增加,热空气的温度逐渐增加,且料层厚度存在一适宜值适宜料层厚度与适宜冷却风量相互影响和制约     

烧结环冷机分层布料的数值模拟与优化

基于局部非热平衡换热理论,建立多孔介质内气体-颗粒两相非平衡换热的能量双方程模型,并通过计算流体动力学软件(FLUENT)和自编程序的结合,对三维环冷机内的换热过程进行仿真计算,研究环冷机内各层物料粒径对换热的影响.研究结果表明,采用分层布料工艺,将大粒径物料分布于环冷机底层,小粒径物料分布于中层,可以增加约14％的余热利用量,且有助于实现环冷机内温度场分布的均匀性,研究结果对环冷机分层布料以及余热利用具有参考作用.     

热轧带钢轧后冷却过程卷取温度的设定策略

为了提高热轧带钢卷取温度控制精度,针对热轧带钢轧后冷却过程非线性、强耦合性等特性,建立了具有非线性结构特征的热轧带钢轧后冷却过程控制的温度数学模型,并对热轧带钢轧后冷却过程卷取温度的设定策略进行了研究,同时在该模型基础上开发了系统软件,通过现场实际应用对模型功能进行了验证.结果表明,该冷却数学模型的卷取温度设定计算结果...     

宽厚板生产中加速冷却过程的建模与仿真

通过对某钢铁厂宽厚板生产中加速冷却过程的深入研究,在对冷却对象进行传热分析的基础上,构建了冷却对象的传热数学模型,并用有限差分法求解,建立了仿真模型,并对其进行了仿真实现.模型的计算结果与现场实测值基本吻合,表明此仿真模型能够较好地模拟现场实际,具有实用价值.     

冷却方式对钒钛磁铁矿烧结过程和烧结矿强度的影响

对承钢烧结矿冷却方式与钒钛磁铁矿烧结过程和烧结矿强度的关系进行研究,研究结果表明:机上冷却可以促使烧结矿中的磁铁矿和玻璃质含量降低,赤铁矿、铁酸钙和硅酸盐含量提高,使烧结成品率提高;改善了烧结矿冷态机械强度和低温还原粉化性能.打水冷却会明显降低烧结成品率,同时对烧结矿冷态机械强度和低温还原粉化性能带来十分不利的影响.     

90m^2环冷机中固定筛的改进

链篦机-回转窑-环冷机工艺在氧化球团的应用越来越广泛,作为这一系统的三大主机之一-环冷机,在整个球团生产线上起着至关重要的作用。环冷机的主要作用就是将回转窑氧化的球团进行充分的冷却,进一步提高氧化球团的质量。其环冷机的主要组成为：传动装置、回转体部分、支承辊、压轨装配、机架装配、罩子装配、风箱及灰斗装配、烟囱、卸料槽、卸料斗、侧挡辊、润滑系统、给料斗、固定筛等。作为环冷机与回转窑相连接的部件,固定筛的作用尤为突出。因其位置特殊（在回转窑的窑头罩里）,该区域温度相当高,可达1250℃及以上,是一般材料所不能承受的。另外在球体从窑头出来进入环冷机通过固定筛时,固定筛本身还受到较大的压力冲击。因此固定筛的材质和结构直接影响到固定筛的使用寿命。     

烧结矿竖罐内气固传热过程数值模拟与优化

以某钢铁企业360 m~2烧结机年产390万t烧结矿为研究对象,建立了竖罐内气固传热过程的数学模型,模拟研究了影响竖罐内气固传热过程的主要因素及其影响规律,得到了竖罐适宜的操作参数.研究结果表明:随着气体表观流速的减小和空气进口温度的增加,烧结矿出口温度和空气出口温度均逐渐增加;烧结矿颗粒直径的减小导致烧结矿出口温度的降低和空气出口温度的增加.竖罐适宜的操作参数为:空气进口标况流量45.5万m~3/h,颗粒当量直径0.025 m,空气进口温度130℃.     

冷却风量影响烧结余热竖罐回收中火用传递系数实验研究

将对流换热器和填充床中火用传递系数的概念引入到竖罐式余热回收工艺中,推导出烧结移动床层火用传递系数公式;在自制的气固传热实验装置上,测定不同工况下罐体料层内气固传热过程的相关数据,研究冷却风量对烧结床层火用传递系数的影响.研究结果表明:冷却风量不变时,平均物理火用传递系数hex,m随矿温的升高而增大;相同平均矿温条件下,当hex,m大于0时,hex,m随冷却风量的增加而增大;当hex,m小于0时,会导致竖罐出口冷风火用值减少,对强化气固换热不利.     

烧结余热回收竖罐内料层传热过程数值计算

罐体料层内气固传热过程是决定罐式回收是否可行的主要因素之一.采用Comsol Multiphysics软件,基于稳定传热前提下,计算了罐体料层内气固传热过程,研究竖罐内的传热规律.研究结果表明:气固比和料层高度是影响料层气固传热的最主要因素,随着气料比增加,烧结矿和气体出口温度逐渐降低,气体所携带的值呈现出先增加后减小的趋势;随着料层高度增加,气料比逐渐下降,气体出口温度逐渐增加,气体携带的值呈现先增大后减小的趋势.针对国内某典型360m2烧结机,配套单罐体,料层高度6～7m,气料比为1 500～1 650m3/t;配套双罐体,料层高度5～6m,气料比为1 360～1 550m3/t.     

应用神经网络求解层流冷却水冷区热交换系数

采用BP神经网络与数学模型相结合的方法求解热连轧带钢层流冷却水冷区热交换系数·结果表明,采用神经网络计算得出的热交换系数后,卷取温度的计算值与实测值的标准差比原来减少了2389%,其精度高于原数学模型·因此,该方法具有在线应用前景     

钢管张力减径过程传热模型

为了提高钢管张力减径过程的轧制质量、降低能耗以及控制终轧温度的准确性,从而为钢管出炉温度提供科学设定依据,通过对传热机理分析,建立了钢管张力减径过程传热模型,给出了除鳞、轧制及空冷阶段钢管边界热流的计算式.基于塑性材料的变分原理,建立了轧制变形区的变形热计算模型.结果表明:变形热对钢管温度分布影响不可忽略;该模型能真实反映钢管在张力减径过程中的温度变化,与实测结果吻合较好,可用于钢管再加热和张力减径过程中的参数分析及工艺优化.     

Effect of sinter layer porosity distribution on flow and temperature fields in a sinter cooler

When sinters are filled into the sinter cooler from the sintering machine, it is commonly seen that, due to segregation effects, sinters of larger size usually accumulate closer to the inner wall of the sinter cooler, whereas those of smaller size are to the outer wall. This nonuniform distribution of sinters has led to uneven cooling effect throughout the cooler. This causes the sinters leaving the cooler at a large temperature difference. This undesired temperature difference leads to the deformation and even the destruction of the conveyors. The computational fluid dynamics (CFD) technique was used in the present work to investigate the heat and fluid flow phenomena within the sinter cooler corresponding to the different distribution of sinter layer porosity, which was highly dependent on the arrangement and orientation of sinters within the sinter cooler. It is confirmed that a high mass flow rate within the sinter layer causes a low temperature region and vice versa. The flow fields for vertically reducing porosity distribution and random distribution are almost identical indicating the relative insignificance of convective heat transfer mechanism.     

注塑模温度场的边界元法分析

本文建立了用边界元法求解注塑过程冷却阶段注塑模温度场的数学模型;编写了计算程序;分析了成形工艺参数和模具冷却条件对注塑模温度分布的影响;实例计算和实验研究表明,同有限元法比较,边界元法不仅降低了问题的维数,而且计算精度高.     

角膜在冷冻过程中的传热分析

在角膜的保存方法中,无论是深低温冻贮法,还是真空冷冻干燥法,都须对角膜进行速率降温·对于一个给定的冷却条件,角膜中不同位置处的温度和降温速率是不同的,它们是角膜的几何形状和热物性参数有关的函数,这将引起角膜内皮细胞的损伤·为了保证角膜内皮细胞的成活率,最小化低温伤害,需要知道在冷却过程中,环境冷却条件如何影响角膜内的局部冷却速率和温度分布·采用有限元法模拟角膜在速率降温过程中,环境冷却条件对角膜内传热的作用·通过建立数学模型,求解出在降温仪内距液氮面9cm和1.5cm处达到最优降温速率·     

冷轧带钢连续退火模拟实验机的数学模型

为了提高连续退火模拟实验机的温度控制精度,基于传热学理论和快速自适应的控制思想,构建了连续退火模拟实验机过程控制的数学模型.该模型根据实验过程中采集的数据,实时修正退火过程的相关参数,在加热阶段和冷却阶段分别对加热电流和冷却气体流量等工艺参数进行调整和动态补偿,从而确保了退火过程温度的控制精度.实际应用结果表明,该数学模型温度控制精度达到±10℃,满足退火实验机温度过程控制要求.