高炉下部炉料运动与渣铁排放的模拟研究

本文通过模型试验,测定了在不同的条件下,死料柱形状的变亿,确定了软溶带的形状及位置与死料柱形状的函数关系。同时,在有浮力的作用下,测定模型内炉料的压力和风压的变化,探讨渣铁浮力对炉料运动及高炉操作的影响,论述了连续出铁的实际意义。     

高炉软熔带特性及初渣流动规律的研究

通过理论分析及模拟试验研究了高炉软熔带气体力学特性和初渣流动规律。初渣偏流的力学特性表明:初渣的偏流仅决定于其本身的重度和压力场性质,而与粘性力无关。同时通过软熔带结构特性试验可知,软熔带结构对阻力损失及初渣偏流的影响是一致的,即阻力损失越大,初渣偏流越严重。     

高炉炉料结构优化模型设计与应用

以高炉炼铁专家知识为依托,以VB和MATLAB软件为平台,以Microsoft Access数据库为工具,构建了高炉炉料结构优化模型。此模型不仅能计算得到适合炼铁工艺的最优吨铁配比,而且可以根据最优配比计算出生铁产量、燃料用量、熔剂用量、渣量及炉渣成分等生产所需数据。     

无钟高炉炉料分布预测模型

为提高无钟高炉炉喉料面的预测精度,建立了考虑炉料运动的炉料分布数学模型.在分析炉料运动的基础上,指出了炉料运动是影响炉料堆积过程的重要因素,采用尺寸比1:10的无钟布料器模型试验分析了不同炉料分速度对炉料堆积行为的影响,建立了考虑炉料运动因素的料堆轮廓预测模型,并通过数值方法确定了料堆的位置和料面轮廓曲线,应用于料面形状的预测.结果表明:炉料的运动是造成料堆两侧堆积角差异、料堆横截面面积变化以及料面轮廓改变的重要原因,料堆轮廓采用直线段和曲线相结合的方式进行构造,炉料的堆积角和曲线过渡区域长度作为重要的模型参数均考虑了炉料速度的影响,模型构造的轮廓接近真实料堆形状,应用该模型实现了炉喉料面的准确预测.     

高炉内炉料下降速度及其控制

高炉炼铁过程是在炉料与煤气和向运动中进行的。必须始终保持炉料及煤气两大流股均衡、稳定地运动与合理分布,才能确保高炉过程稳定顺行。认识高炉内料运动的基本状况,掌锅炉料下降速度及其影响因素,对于能动地控制过程,使高炉高产、优质、低耗,无疑是十分重要的。     

热压铁焦对高炉综合炉料熔滴性能的影响

利用荷重还原软化熔融滴落实验研究了热压铁焦添加量对高炉综合炉料滴落性能的影响.研究结果表明,随着热压铁焦配比的增加,综合炉料软化区间逐渐加宽,从206.3℃增加到218.9℃;熔化区间逐渐收窄,从171.1℃降低到124.8℃,软熔带逐渐变窄且位置下移;综合炉料滴落压差下降,滴落率先升高后降低,在热压铁焦配比为30%时达到较高值40.58%;综合炉料熔滴总特征值逐渐降低,料层透气性改善.一定量的热压铁焦有助于改善综合炉料熔滴性能,其适宜添加量在30%左右.     

高炉炉缸三维稳态出铁模型

根据热流体力学原理和计算流体力学热焓-多孔介质方法,建立了包含铁水凝固相变的高炉炉缸三维稳态出铁数值计算模型.计算中采用等效对流换热系数的方法对炉缸、炉底的冷却条件进行了合理转化.结合实际高炉炉缸对其流场、温度场和渣皮形貌进行了数值计算和分析.给出了不同高炉容积利用系数和冷却条件下的炉缸铁水流动特征和结渣情况数据,可为现场操作提供技术参考.     

高炉初渣流动规律的研究

本文通过模型试验,在尽可能考虑与高炉相似条件下,研究了高炉内初渣流动规律。结果表明:由于高炉内存在软熔带和焦炭夹层,因而在在较强的水平煤气流。初渣带在水平煤气流的作用下产生偏离垂直方向的流动,使初渣有某种程度集中流下现象。初渣流动的偏角 θ 是无因次压力梯度(dP/dL)_g/γl、准数(Fr_l)/(Re_l)及无因次流量 L/G的函数。即偏角θ是风量,熔体比重、粘度及流量和炉料性质的函数。利用此式,分析了初渣流动的偏角θ与高炉冶炼的关系。     

离心铸造球墨铸铁管原铁液的优化处理

为了提高球墨铸铁管的质量,需要对原铁液进行优化处理:在铁水中加入适量的废钢,缩短孕育时间,防止孕育衰退,调整回炉料与高炉铁水的比例,并在球化包内加入聚渣剂来净化铁液去除渣(杂)质。     

大型高炉布料模型的研究与应用

以无料钟布料过程中物料运动机理为基础,改进了料流轨迹的修正方法,提出了料面形状计算的新方法.高炉布料模型在计算过程中考虑了炉料特性、焦炭塌落等对料面形状的影响,使计算结果更符合实际布料.结合生产实践需求,计算出了各种不同布料制度下炉料的料面形状、炉料径向分布、径向矿焦比等参数,提出了高炉区域焦炭负荷指数,更加直观、形象地对比各种布料制度.利用该模型可解答大型高炉生产上存在的问题,对高炉的实际生产提出了实用性建议,为高炉操作人员调整布料制度提供了理论指导.     

不同钒钛磁铁矿炉料冶金性能的对比研究

取两种典型的钒钛磁铁矿对应的烧结矿和球团矿,研究其物相组成和微观结构并进行比较分析.模拟现场高炉条件,在实验室测定炉料软熔滴落性能,并对未滴落渣进行物相分析和微观结构分析.结果表明:高铬钒钛磁铁矿烧结矿以磁铁矿、赤铁矿为主,有少量的铁酸钙和硅酸盐,而高钛钒钛磁铁矿烧结矿铁酸钙和硅酸盐较多,还出现明显的钙钛矿;两种钒钛磁铁矿球团矿没有明显差异.相比高钛钒钛磁铁矿炉料,高铬钒钛磁铁矿炉料有高的熔化温度,较窄的熔化区间,其更有利于高炉的顺行.高铬钒钛磁铁矿未滴落渣以黄长石为基质相,而高钛钒钛磁铁矿未滴落渣以辉石为基质相,在金属铁周围遍布较多粒状TiC.     

高炉出铁沟内流场数值模拟

以某钢铁厂的主沟和撇渣器为研究对象,采用三维动量守恒方程、RNGk-e湍流模型和Mixture多相流模型模拟计算主沟内速度场与主沟壁面之间距离的关系,并分析了不同出铁流量下出铁沟内流场和渣铁的分离效果。结果表明,主沟中心位置的渣铁速度明显快于壁面附近的渣铁速度;渣铁分离效果不太理想,渣中带铁量偏多,其原因是渣口位置过低;随着初始流量的增大,出铁沟内的流动混乱程度逐渐增加,渣中带铁现象加剧。     

锌对高炉软熔带性能及滴落带锌收入量的影响

采用醋酸锌水溶液浸泡法制备了不同锌含量的综合炉料(65%烧结矿+21%球团矿+14%块矿),通过初渣形成实验及对滴落物的化学分析,研究了有害元素锌对高炉初成渣形成过程的影响。结果表明,铁矿石中锌含量增高会导致滴落温度升高,软熔温度区间加宽,透气阻力指数增大,压差波动频繁,并且当炉料加锌量超过一定限度时,滴落初渣中(Zn)含量明显增大。这意味着,高炉锌负荷增加将导致软熔带变厚、透气性恶化以及压差不稳定,并且可能会加剧锌对高炉下部的破坏作用。     

高炉密闭环境下雷达料面测量电磁特性仿真

研究了高炉密闭环境下,雷达测量料面和料层厚度的微波电磁特性.利用电磁计算学和CST仿真方法,研究了媒介层介电常数模型,高炉料面和料层模型的微波透射、反射和吸收特性,高炉布料层数、雷达波入射角度和雷达波频段与炉料媒介层介电常数重构关系模型.利用雷达波反射和透射电磁特性,结合高炉雷达的分布式雷达传感阵列,并利用焦矿媒介层存在介电常数差的特征,实现了高炉内料面形状和三层焦矿厚度在线3D重构.     

马钢新2^#2500m^3高炉出铁场设计

马钢新2^#2500m^3大高炉出铁场设计采用了双矩形出铁场的纵向布置形式。共设3个铁口,无渣口。每个出铁场下均设2条混铁车停放线,采用320 t鱼雷型混铁车受运铁水。在介绍马钢新2#大高炉出铁场设计的同时,详细论述了针对同类型高炉出铁场设计存在的某些问题所采取的技术措施。     

马钢新2#2 500m3高炉出铁场设计

马钢新2# 2 500 m3大高炉出铁场设计采用了双矩形出铁场的纵向布置形式.共设3个铁口,无渣口.每个出铁场下均设2条混铁车停放线,采用320 t鱼雷型混铁车受运铁水.在介绍马钢新2#大高炉出铁场设计的同时,详细论述了针对同类型高炉出铁场设计存在的某些问题所采取的技术措施.     

无钟高炉螺旋布料料面预测与优化控制研究

为实现无钟高炉布料精准化,提出了一种螺旋布料料面预测与优化控制算法。根据炉料在高炉炉喉内的堆积规律,建立了适用于非接触式料面测量技术的炉喉料面预测模型。在螺旋布料工艺特点研究的基础上,建立了螺旋布料操作优化控制数学模型,并设计了粒子群算法进行模型求解。最后,该模型采用有效容积为2 580 m~3的无钟高炉进行了试验验证,结果表明,采用基于粒子群算法的螺旋布料优化控制模型能够准确地获得期望的炉料分布,充分发挥无钟高炉布料灵活的优势。     

注射过程螺杆计量段三维流场的数值模拟

针对头部无螺纹和有螺纹的注塑螺杆,使用POLYFLOW软件数值模拟了注塑机螺杆计量段熔料在注射过程中的三维等温流场.讨论了两种螺杆流道的yz平面上和xy平面上不同时刻的速度场、压强场、剪切应力场和黏度场.计算结果表明,有螺纹的注塑螺杆沿着螺杆的轴线方向其速度梯度和压强值明显地增大,加强了头部熔料的剪切稀化作用,使熔料黏度降低.螺杆头部的螺纹明显阻碍了后方熔料向前流动,使得螺杆螺槽中熔料的速度梯度和压强降低,黏度增加,剪切稀化作用减弱.     

注射过程螺杆计量段三维流场的数值模拟

针对头部无螺纹和有螺纹的注塑螺杆,使用POLYFLOW软件数值模拟了注塑机螺杆计量段熔料在注射过程中的三维等温流场.讨论了两种螺杆流道的yz平面上和xy平面上不同时刻的速度场、压强场、剪切应力场和黏度场.计算结果表明,有螺纹的注塑螺杆沿着螺杆的轴线方向其速度梯度和压强值明显地增大,加强了头部熔料的剪切稀化作用,使熔料黏度降低.螺杆头部的螺纹明显阻碍了后方熔料向前流动,使得螺杆螺槽中熔料的速度梯度和压强降低,黏度增加,剪切稀化作用减弱.     

不同单种炉料熔滴特征及初渣形成变化

研究了烧结矿、球团矿、块矿等不同单种炉料在模拟高炉条件下的软化熔融特征,显示了酸性炉料和碱性炉料成渣过程的差异性。同时提取各单种炉料在不同阶段形成的渣样,对其进行化学成分和矿物组成分析,得出各种单种炉料的炉渣形成变化过程。