基于高爐非穩(wěn)態(tài)出鐵過程的數(shù)學(xué)模擬與爐缸爐底侵蝕的研究.pdf

1、基于某鋼廠有效容積1750m3的高爐爐缸在實(shí)際生產(chǎn)中受損狀況，利用相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)并從渣鐵對(duì)爐缸爐底機(jī)械沖刷的角度在FLUENT軟件中建立高爐出鐵的非穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型。在模擬過程中改變料柱狀態(tài)、料柱孔隙度、死鐵層深度等因素，得到不同條件下的模擬結(jié)果，并分析爐底、爐壁等位置所受到的剪應(yīng)力、壓力以及爐缸內(nèi)的鐵水流場以探明鐵水流動(dòng)對(duì)爐缸爐底的侵蝕方式以及侵蝕原因。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴爐缸中存在A1死料柱時(shí)流場最簡潔，環(huán)流現(xiàn)象最少;同時(shí)

2、底部受到的剪應(yīng)力是四種死料柱狀態(tài)中最小的，剪應(yīng)力隨出鐵時(shí)間的變化波動(dòng)最小，此種死料柱狀態(tài)的形成也最有利于高爐長壽。⑵死料柱充滿爐缸時(shí)對(duì)爐缸有一定保護(hù)作用，料柱四周存在鐵水自由區(qū)時(shí)會(huì)極大增大對(duì)底部和側(cè)壁的壓力，渣層的存在可以有效減小鐵水對(duì)爐缸側(cè)壁渣層覆蓋區(qū)域的作用力。⑶環(huán)流現(xiàn)象的高發(fā)位置位于爐缸底部、爐缸底部拐角處;底部最大剪應(yīng)力位置主要分布于爐缸出鐵口兩側(cè)、爐底拐角處、爐底中心等位置，與環(huán)流現(xiàn)象發(fā)生的位置相契合。環(huán)流現(xiàn)象會(huì)隨著出鐵過程的

3、進(jìn)行漸漸消失，爐缸內(nèi)鐵水整體流速也會(huì)隨著出鐵的進(jìn)行而下降;底部受到的剪應(yīng)力、壓力均隨出鐵時(shí)間而下降。⑷死料柱浮起狀態(tài)下孔隙度ε=0.3時(shí)，爐缸內(nèi)產(chǎn)生的環(huán)流更少且底部鐵水最大流速在不同時(shí)刻均最小，流場更加穩(wěn)定;隨著孔隙度的增大，底部最大剪應(yīng)力位置逐漸由出鐵口兩側(cè)向爐底中心移動(dòng)?？紫抖仍酱螅趖＜500s時(shí)其剪應(yīng)力越大，在t＞500s后不同孔隙度下的底部剪應(yīng)力的差距越來越小;并且在t＜500s時(shí)，孔隙度相同的條件下，料柱浮起時(shí)要比料柱沉底時(shí)