氧煤燃烧熔分炉熔渣喷溅数值模拟

发布时间：2021-09-05 03:47

　　针对氧煤燃烧熔分炉在熔炼过程中的喷溅行为,采用Fluent软件中VOF多相流模型耦合Realizable k-ε湍流模型进行数值模拟,利用水模试验加以验证,对熔分炉熔渣喷溅过程进行研究,探究不同工艺参数（流量、倾角、直径和浸没深度）对喷溅高度的影响。结果表明,熔渣喷溅由残余部分动能的气泡逸出破碎产生;随着氧枪流量的增大,其喷溅高度不断增加,流量为0.28 kg/s时喷溅达到3.13 m;倾斜角度增加造成喷溅高度先增加后减小,倾角为-10°时喷溅高度最大为3.07 m;增加氧枪直径,喷溅高度先增大后减小,在直径为30 mm时喷溅最高为3.09 m;减小氧枪浸没深度有利于降低喷溅高度,当浸没深度为150 mm时,喷溅高度约为3.075 m。 

【文章来源】：中国冶金. 2020,30(07)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

氧煤燃烧熔分工艺示意图

氧煤燃烧熔分炉是回转窑-氧煤燃烧熔分炉工艺的核心反应容器之一,结构如图2所示。采用矩形竖式炉型,具备喷吹穿透性强、搅拌效果优良、热量损耗低、熔炼效率高等特点。氧气和煤粉由下排风口喷吹进入熔池,产生还原性气体对熔池进行搅拌及还原;上排风口吹入少量二次氧气进行补充燃烧,为系统补充热量,促进渣铁分离。熔池区域尺寸为3 000 mm×1 200 mm,渣层高度为2 612 mm,风口初始直径为20 mm,上排2支,下排3支,两侧呈对称性分布。在二维条件下可以获得较高的网格数目以获得更为精细的数值模拟结果,有利于不同工况条件下对气泡行为捕捉进行研究,故选取下排风口截面做流体域网格划分,如图3所示。模型使用Ansys Spaceclaim构建,Mesh模块进行网格划分,网格数量为14.9×104。

在二维条件下可以获得较高的网格数目以获得更为精细的数值模拟结果,有利于不同工况条件下对气泡行为捕捉进行研究,故选取下排风口截面做流体域网格划分,如图3所示。模型使用Ansys Spaceclaim构建,Mesh模块进行网格划分,网格数量为14.9×104。2.2 简化假设

【参考文献】：
期刊论文
[1]炼焦化学污染物对焦化工人身体的影响[J]. 刘文丽.  能源与节能. 2018(11)
[2]回转窑预还原-氧煤燃烧熔分炼铁技术分析[J]. 高建军,万新宇,齐渊洪,王锋.  钢铁研究学报. 2018(02)
[3]底吹炼铅炉内流动的数值模拟[J]. 张红亮,汤卓,陈永明,叶龙刚.  中国有色金属学报. 2017(03)
[4]熔融还原炼铁技术发展情况和未来的思考[J]. 徐少兵,许海法.  中国冶金. 2016(10)
[5]两种氧枪喷头射流行为的数值模拟[J]. 汪成义,杨利彬,李相臣,崔怀周.  中国冶金. 2016(09)
[6]铜锍转炉中气液两相流动的数值模拟[J]. 李晟,李玉晓,刘志高.  过程工程学报. 2016(01)
[7]炼钢转炉喷溅行为的数值模拟[J]. 邓丽琴,李明明,李强,邹宗树.  材料与冶金学报. 2016(01)
[8]焦化废水的污染物特征及处理技术的分析[J]. 张万辉,韦朝海.  化工环保. 2015(03)
[9]钢铁烧结烟气多污染物的排放特征及控制技术[J]. 朱廷钰,刘青,李玉然,闫晓淼,齐枫,叶猛.  科技导报. 2014(33)
[10]转炉供氧参数对喷溅的影响[J]. 杨文远,张先贵,吕英华,崔怀周,肖尊湖,侯春.  钢铁. 2012(11)

博士论文
[1]铜底吹炉吹氧过程数值模拟及实验研究[D]. 余跃.北京科技大学 2017
[2]瓦钮科夫炉熔池侧吹强化搅拌过程数值模拟及混合效果评价方法研究[D]. 刘泛函.昆明理工大学 2016

硕士论文
[1]烟化炉内气液两相流动数值模拟研究[D]. 刘维超.中南大学 2014



本文编号：3384609