高炉矿渣纤维冷却机理的研究

发布时间：2020-08-03 10:52

【摘要】：高炉渣的综合利用近年来引起国内外学者高度关注。高炉渣制备矿渣纤维是比较合理的高炉渣综合利用方法,这种方法获得的矿渣棉具有隔热、保温、降噪等功能,经济效益高,市场前景广阔。采用理论计算与数值模拟两种方法对矿棉纤维冷却机理进行研究。高炉渣制备矿渣纤维的冷却过程是液态高炉渣丝在冷却风的对流换热作用和自身热辐射作用下快速冷却凝固的过程。高炉渣丝的冷却过程分液相冷却、液固两相冷却、和固相冷却三个阶段,通过构建物理模型,对传热控制方程求解得出三个阶段冷却时间分别为7.8×10-5s、4.74×10-5s和7.74×10-5s,总共耗时20.28×10-5s。若不考虑辐射换热作用,三个冷却阶段耗时分别为8.1×10-5s、4.81×10-5s和7.8×10-5s总耗时为20.71×10-5s,辐射换热占总换热量的2.1%,因此辐射换热对整个冷却过程影响很小。高炉渣丝冷却过程的数值模拟过程,在对流换热及热辐射作用下,求解单根高炉渣丝的冷却时间为3.1×10-5s,冷却风的出口风温可达到850K。纤维的冷却特点:冷却过程从外到内,从迎风端、背风端向中心快速冷却,纤维的迎风端呈现尖锐的锥形温度分布,而背风端成圆润的锥形温度分布。通过对矿渣纤维冷却机理的研究,研究结果可以对生产实践做理论性指导。
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X757;TQ340.1
【图文】：

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e gas 10%；c Blast furnace slag 28%；图 1 钢铁行业高温废热的分布bution of steel industry high-temperatur高速空气流接触后迅速粒化冷却对流换热和自身热辐射作用将热工艺主要包括：滚筒法、干式粒回收高炉渣余热，并减轻了环境大，对设备性能要求较高。年代日本住友金属公司建立单炉渣[14]。当液态高炉渣流到滚筒，液态高炉渣被甩离辊面破碎粒内进行热量交换，单转筒法可回

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图 2 双滚筒法炉渣粒化工艺流程图Fig.2 Granulating process flow diagram of double drum which deal with furnace slag其缺点是破碎粒化能力不高，是破碎的渣粒大小不一，导致在流化床上交换面积减小，换热效率低，冷却速度不高等[16]缺点。滚筒粒化工艺的特点是以二苯醚为冷却介质，该工艺优点是热效率较高可达 77%[15]，但它的不足之处是综合处理能力低，作业率不高，不能作业，只能处理来自渣罐的熔渣，而且排出的渣的温度仍然很高，热能粘附在转筒上的薄渣片还得人工刮下，自动化效率低。这样不仅能量回还增加了工人劳动强度。干式粒化法（风淬法）淬法是液态高温炉渣在高速、高压冷却风的破碎作用下粒化冷却，粒化却空气的换热作用下继续冷却，经换热的冷却空气通过余热锅炉以蒸汽高炉渣余热的一种工艺。风淬法熔渣余热回收处理装置如图 3 所示。液

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包； B - 粒化风机； C - 罩式锅炉； D - 输送装置； E - 渣仓； F - 干图 3 风淬粒化熔渣显热回收装置图Fig.3 Sensible heat recovery unit on the wind quenching slag granulating methoda 流化床式 b 移动床式图 4 转杯粒化法热能回收工艺流程图

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