100t铁水罐下KR搅拌法脱硫流场的数值模拟

发布时间：2021-09-21 21:13

　　基于Fluent软件对直径2.8 m、搅拌桨高0.75 m、铁水高度3.1 m的100 t铁水罐KR脱硫进行数值模拟,得到铁水罐内铁水的流动状态及速度分布。通过对搅拌桨直径0.7～1.1 m,浸入深度1.00～1.34 m和搅拌转速60～140 r/min下的流场和湍动能进行对比分析,得出最佳的工况为:搅拌转速120 r/min、浸入深度1.34 m、搅拌桨直径0.9 m。通过工艺实践,铁水脱硫率达到96%以上。 

【文章来源】：特殊钢. 2020,41(03)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图２搅拌转速／（ｒ．ｍｉｒｒ１）：＾）?（ａ），８０?（ｂ），１００（ｃ），１２０（ｄ）和１４０?（ｅ）时＊＝０垂直面的速度矢量图??Ｆｉｇ．２?Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｖｅｃｔｏｒ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｐｌａｎｅ?ｏｆ?ｘ?＝０?ｗｉｔｈ?ｓｔｉｒｒｉｎｇ?ｓｐｅｅｄ／（ｒ?？?ｍｉｎ＂１）?：６０?（ａ）??

??但是当搅拌桨直径为１．?１?ｍ时，湍动??能的最大值增大到０．５３?ｍＶｓ２。??３应用结果??以钢厂１００?ｔ铁水罐ＫＲ法脱硫??为例，在计算所得参数即搅拌转速??１２０?ｒ／ｍｉｎ、浸入深度１．?３４?ｍ、搅拌桨??直径０．?９ｍ下指导生产。从２０１９年??－１．５?－１．０?－０．５?０．０?０．５?１．０??Ｙ／ｍ??－１．５?－１．０?－０．５?０．０?０．５?１．０??Ｙ／ｍ??－１．５?－１．０?－０．５?０．０?０．５?１．０?１．５??Ｙ／ｍ??图６搅拌桨直径０．７?ｍ?（ａ），０．９?ｍ?（ｂ）和１．１?ｍ?（Ｃ）时垂直面Ｕ＝０）的速度等值线图??Ｆｉｇ．?６?Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｉｓｏｌｉｎｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｐｌａｎｅ?．ｒ?＝０?ｗｉｔｈ?ｉｍｐｅｌｌｅｒ?ｄｉａｍｅｔｅｒ?０．?７?ｍ?（ａ）?，０．９?ｍ?（ｂ）?ａｎｄ?１．１?ｍ?（ｃ）??１０月份生产数据中随机抽取５组数据，列于表３。??从表３可见：采用此工艺参数，铁水平均脱硫率达到??９６％以上。??４结论??（１）通过数值模拟得出了铁水罐内铁水的流动??状态及速度分布，铁水罐内铁水形成四个轴向环流??和切向环流两种流动形式。搅拌桨两侧铁水的速度??取得最大值，在铁水罐底部存在流动死区。??（２）通过不同搅拌转速、浸人深度和搅拌桨直??径等工况下的ＫＲ法脱硫铁水罐流场和湍动能的数??值模拟分析，结合转速及搅拌桨直径对功率消耗的??影响，得出本实验所用１００?ｔ铁水罐最佳的工艺参数??５?０?５?０?５??．２２．１１．０??０．０．０．０．０．??

ｒｒｅｄ?Ｔａｎｋｓ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ??Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ?［?Ｊ?．?Ｍｉｎｅｒａｌｓ?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，１９?：?１０５９－１０６８．??［８］张戴杰．ＫＲ铁水脱硫搅拌功率和力矩的计算［Ｊ］？钢铁，１９８１，??１６（１２）－１２－１９．??张天旭（?１９８７－），男，硕士（２０１５年北京科技大学），讲师??（２０１２年河北科技大学毕业），炼钢工艺研究。??Ｅ－ｍａｉｌ?：ｙｅｊｉｎｚｔｘ＠?１６３．?ｃｏｍ??收稿日期：２０１９－１２＊０５??图７不同搅拌桨直径时水平线（〇，?－１．４？１．４，?－０．３）的??揣动能分布曲线??Ｆｉｇ．?７?Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ?ｋｉｎｅｔｉｃ?ｅｎｅｒｇｙ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ??ｌｉｎｅ（?０，－１．４?？１．４，?－?０．３）?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｉｍｐｅｌｌｅｒ?ｄｉａｍｅｔｅｒｓ??表３?２０１９年１０月份生产记录抽样数据??Ｔａｂｌｅ?３?Ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｄａｔａ?ｏｆ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｒｅｃｏｒｄｓ?ｆｏｒ?Ｏｃｔｏｂｅｒ??２０１９??序号??铁水中硫含量／％??处理前?处理后??脱硫剂消耗量??／（ｋｇ－ｒ１）??搅拌时??间／ｍｉｎ??脱硫??率／％??１??０．０１９??０．００１??５．２１２??７．０??９４．７??２??０．０２１??０．００１??５．３１５??８．０??９５．２??３??０．０２３??０．００１??４．４０９??８．０??９５．６??４??０．０３２??０．００１??５．５１３??８．０??９６．９??５??０．０３１??０．０

【参考文献】：
期刊论文
[1]KR脱硫搅拌器结构参数的水模优化实验[J]. 欧阳德刚,刘守堂,罗巍,李明晖,朱善合,王海青.  钢铁研究. 2010(02)
[2]KR铁水脱硫搅拌功率和力矩的计算[J]. 张戴杰.  钢铁. 1981(12)



本文编号：3402497