銅閃速爐分散風(fēng)旋流噴吹方案的數(shù)值仿真與優(yōu)化研究.pdf

1、閃速爐是銅冶煉生產(chǎn)中的重要設(shè)備,其生產(chǎn)狀況的優(yōu)劣對銅锍品質(zhì)及生產(chǎn)成本具有重要影響。借助現(xiàn)代數(shù)值計算技術(shù),加強對銅閃速熔煉過程中爐內(nèi)多相速度、溫度、濃度等多場微觀信息分布特點的了解,對優(yōu)化閃速爐操作參數(shù)、強化氣?；旌?、改善熔煉反應(yīng)狀況具有重要指導(dǎo)意義。
　　 本文以某銅閃速爐為研究對象,以FLUENT為軟件平臺,根據(jù)閃速爐設(shè)備結(jié)構(gòu)與閃速熔煉過程的工藝特點,建立了閃速熔煉過程的數(shù)值模型,實現(xiàn)了對閃速熔煉過程的多相多場耦合仿真計算;經(jīng)

2、與相同工況下的工業(yè)測試數(shù)據(jù)比較,數(shù)值計算結(jié)果誤差小于6.5％,驗證了仿真模型的可靠性與準確性。
　　 論文主要工作與結(jié)論如下:
　　 (1)在某企業(yè)現(xiàn)有閃速爐典型設(shè)備與生產(chǎn)條件下,反應(yīng)塔內(nèi)精礦顆粒著火延遲、氣?；旌狭Χ炔蛔愕默F(xiàn)象明顯;而這些也是導(dǎo)致爐內(nèi)高溫區(qū)下移,熔煉反應(yīng)效果欠佳,氧氣利用率下降的主要原因。
　　 (2)針對典型生產(chǎn)條件下氣?；旌锨芳训那闆r,論文中提出分散風(fēng)旋流噴吹的精礦噴嘴結(jié)構(gòu)方案并開展了仿真研

3、究。結(jié)果表明:分散風(fēng)旋流噴吹對于改善爐內(nèi)的氣?；旌线^程以及熔煉反應(yīng)效率均具有積極作用;但同時爐內(nèi)小顆粒受氣流作用的影響增加,閃速爐煙塵發(fā)生率可能上升。
　　 (3)針對分散風(fēng)旋流噴吹方案中氣流徑向與切向噴吹速度的綜合進行仿真尋優(yōu)計算,結(jié)果表明:分散風(fēng)徑向速度是促進精礦顆粒分散的主要動力,分散風(fēng)切向速度是增加氣粒橫向運動、促進橫向摻混的有力措施,分散風(fēng)切向速度的增加將有利于爐內(nèi)氣?；旌吓c反應(yīng)過程的強化。但值得注意的是,分散風(fēng)切向速