布料溜槽结构对料流轨迹及高炉顺行影响研究

发布时间：2021-04-06 18:02

　　无料钟高炉炼铁矿料通过布料溜槽布于炉喉料面,此过程矿料的运动包括溜槽内运动及空区运动。准确描述矿料的运动过程,对实现高炉精准布料十分重要。布料溜槽过料面结构的稳定与否直接影响矿料运动轨迹,通过对矿料在溜槽内的受力分析,并结合工程验证,准确计算炉料矿料的落点,有利于高炉顺行。研究结果为高炉布料溜槽过料面结构设计及高炉布料操作提供了理论指导。 

【文章来源】：中国设备工程. 2020,(09)

【文章页数】：3 页

【图文】：

矿料在无钟炉顶中的运动

综合分析矿料所受力，可以得出矿料在溜槽内的运动并非一维的直线运动，而是沿着溜槽内壁做螺旋运动。图2所示为矿料在溜槽内的运动。图2分别给出了从不同视角(A,B,C)得到的矿料运动情况。从图中可以看出，矿料在溜槽内不仅沿溜槽纵向运动，而且还会在溜槽的截面内运动，属于三维运动。为此，需根据矿料的受力情况，建立矿料运动的三维模型，准确描述矿料的运动情况。图2(a)所示为矿料沿溜槽纵向的运动。矿料运动所受的力有重力、离心力、科氏力及摩擦力等力的分量，根据牛顿定律，可以得到矿料沿溜槽纵向运动的加速度的大小，矿料沿z向的速度为；图2(b)所示为矿料在溜槽截面内的运动。x、y分别表示矿料在x方向和y方向上运动的距离。矿料所受的力有重力、离心力、科氏力以及摩擦力等力的分量，矿料在溜槽截面内沿x、y两个方向运动。在x轴、y轴方向上的加速度分别设为，矿料在2个方向上的速度分别为。从图2(c)中可以看出，矿料在溜槽内运动的起点（0），并不一定是溜槽的端点，而是整个溜槽的一部分，为此将矿料在溜槽内运动的实际长度称为溜槽的有效长度。矿料在溜槽内运动的有效长度l与溜槽实际长度L的关系为：

利用龙格-库塔法解方程组，可以得到矿料在溜槽末端的速度v。矿料从溜槽出来后，进入高炉内的空区，在空区内运动。分析矿料在空区的运动，需要综合考虑所受煤气浮力以及煤气曳力的作用。文献[2]已经详细介绍了矿料在空区的运动，考虑文章篇幅，本文不再论述。根据文献可以得到矿料的落点半径。由于科氏力的作用，矿料会在溜槽内沿着溜槽侧壁运动，侧壁对矿料产生摩擦阻力。在半圆形溜槽中，科氏力使矿料沿溜槽切向运动不同的是由于矩形溜槽侧壁为竖直壁面，壁面会阻挡矿料的切向运动，矿料到达壁面后不再做切向运动。对于矩形溜槽，矿料在溜槽竖直壁面附近沿着溜槽纵向运动。

【参考文献】：
期刊论文
[1]高炉无钟炉顶布料料流宽度数学模型及试验研究[J]. 杜鹏宇,程树森,胡祖瑞,吴桐.  钢铁. 2010(01)
[2]高炉无料钟炉顶布料料流轨迹检测与三维图像重建[J]. 杜鹏宇,程树森,滕召杰.  冶金自动化. 2009(06)
[3]高炉料流轨迹的数学模型[J]. 朱清天,程树森.  北京科技大学学报. 2007(09)



本文编号：3121879