高爐風(fēng)口回旋區(qū)的模擬計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、高爐風(fēng)口回旋區(qū)是高爐順行不可缺少的重要反應(yīng)區(qū)，而且回旋區(qū)內(nèi)部的物理、化學(xué)反應(yīng)十分復(fù)雜。其傳熱傳質(zhì)過程不但影響風(fēng)口前的燃燒溫度和煤氣分布，而且還影響爐缸內(nèi)渣鐵的形成和生鐵質(zhì)量。因此通過回旋區(qū)模型實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬來研究高爐料層分布，軟熔帶區(qū)域，死料柱特性以及爐缸內(nèi)鐵水運(yùn)動(dòng)就顯得格外重要。 本文針對(duì)全球高爐大型化的發(fā)展趨勢(shì)，以重鋼高爐煉鐵實(shí)踐為依據(jù)，并結(jié)合了當(dāng)前研究的實(shí)際情況。在系統(tǒng)地分析整個(gè)風(fēng)口回旋區(qū)的物理和化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，采用

2、了物理模擬與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法。論文主要研究內(nèi)容包括以下幾部分： (1)首先提出了課題的學(xué)術(shù)背景及意義，闡明了高爐風(fēng)口回旋區(qū)內(nèi)的反應(yīng)及形成機(jī)理，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)做了綜述，并指出了本文的主要研究內(nèi)容。 (2)在風(fēng)口回旋區(qū)內(nèi)，焦炭顆粒在高溫氣流的帶動(dòng)下作回旋運(yùn)動(dòng)，并伴有物理和化學(xué)反應(yīng)。本文以氣固兩相流動(dòng)冷態(tài)?；碚摓榛A(chǔ)，建立了一個(gè)模擬回旋區(qū)內(nèi)氣固相流動(dòng)過程的物理模型，分析了鼓風(fēng)動(dòng)能、料層屬性、料層填

3、充高度以及料層下降過程對(duì)回旋區(qū)大小的影響。 (3)為了分析回旋區(qū)內(nèi)煤氣組分的濃度分布，以相似理論為依據(jù)，建立了一個(gè)模擬回旋區(qū)煤氣濃度場分布的物理模型，測(cè)量出了回旋區(qū)垂直斷面與水平斷面上氣體組分的濃度場分布狀況。 (4)利用大型商業(yè)軟件FLUENT對(duì)高爐回旋區(qū)內(nèi)氣流的速度分布，壓力分布以及煤氣的濃度場分布進(jìn)行了模擬。同時(shí)結(jié)合高爐爐缸的物理模型，對(duì)爐缸部分氣流的流動(dòng)狀況進(jìn)行了相關(guān)的數(shù)值模擬。數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)論符合，且可視