竖冷炉内烧结矿分布的DEM模拟

为研究竖冷炉料层透气性以改善冷却气体分布,建立梅钢竖冷炉单料仓扁平模型,采用离散单元法模拟研究了竖冷炉布料和排料过程,获得了稳态下竖冷炉内烧结矿分布和孔隙率分布的微观信息。结果表明,布料时由于落料点位置的变化,烧结矿会产生偏析分布。在烧结矿流动稳定的状态下,炉腔存在准静止区、活塞流区和汇聚流区3种流动区域;就烧结矿分布而言,炉腔中心区含有更多的10~25 mm和25~40 mm颗粒,炉腔中间区则分布有更多的40~80 mm和80~150 mm颗粒,炉腔边壁区中上部25~40 mm和40~80 mm颗粒的质量分数更高,而下部80~150 mm的颗粒质量分数更高。上述烧结矿分布使炉腔边壁区和中间区发生大颗粒偏析,炉腔中心区发生小颗粒偏析;孔隙率呈炉腔边壁区和中心区较大、中间区较小的“U”形分布。料层透气性在边壁区最好,导致冷却气体易从边壁区逸出。为改善冷却气体在炉内的分布,可尝试从缩小入炉烧结矿粒度范围以及开发新型布料装置展开进一步研究。     

烧结矿粒度组成对竖冷炉运行影响的DEM模拟

 为改善竖冷炉内空隙率分布,促进矿气接触换热,从降低烧结矿入炉粒度上限的角度设计了粒度分布范围逐渐减小的3种工况,并以梅钢竖冷炉单个炉腔准三维扁平模型为基础,采用离散单元法模拟研究了炉内烧结矿流速分布、空隙率分布和压降分布的变化规律。结果表明,采用10～150 mm的入炉粒度组成,中心风帽上方会形成矩形低速区,降低烧结矿下移速度的均匀性;低空隙率区逐渐扩大,并形成炉腔中间区空隙率较低,边缘和中心区空隙率较高的分布。炉内空隙率偏析最严重,分布均匀性最差;炉内40%区域为高压降区,主要分布在炉腔中间区;20%区域为低压降区,主要分布在炉腔中心区,造成炉内气流偏析亦最严重。减少入炉粒度上限后,矩形低速区得以消除,烧结矿流动整体性得以提高;当采用10～90 mm的入炉粒度组成时,可以提高空隙率最小值,并降低炉腔中间区与边壁和中心区空隙率的差值,使得空隙率的偏析程度最小,均匀性最高;同时能够降低压降的最大值、提高最小值,并扩大中压降区范围,从而缓解炉内气流偏析分布,提高其分布的均匀性。通过增设二次破碎工艺降低烧结矿入炉粒度上限可以成为改善烧结矿竖冷炉运行的一种实践方向,今后应开展最适宜的烧结矿入炉粒度范围及各粒度段质量分数的研究。     

烧结矿竖式冷却工艺及其工业应用关键问题

概述了烧结矿竖式冷却工艺发展历程,并从吨矿蒸汽回收量、发电量以及减碳、减排量等方面介绍了梅钢烧结矿竖式冷却工艺工业试验进展.研究认为,烧结矿料层空隙率及其分布均匀性对于高温烧结矿与冷却气体的充分接触及换热具有重要意义,烧结矿粒度组成决定了料层空隙率,布料偏析及烧结矿颗粒运动影响料层空隙率大小及均匀性.实际生产中,应确定适宜入炉烧结矿粒度范围,设计偏析改善装置以及保持烧结矿颗粒整体流.     

邯钢2×90m~2烧结机布料工艺改进生产实践

介绍了邯钢2×90 m2烧结机由原圆辊给料机和6辊布料器联合布料工艺改进成宽皮带布料机和9辊布料器联合布料工艺,改造后偏析分布合理,混匀料层透气性明显改善,提高了混匀料层的厚度,产量提高了8%左右,同时降低了能耗,提高了烧结矿的成品率。     

烧结矿竖冷炉内物料的偏析

 烧结机竖式冷却回收烧结矿显热工艺是一种新型余热回收技术,其本质上是气固逆流换热散料床,梅钢从环保和节能两方面考虑引入该技术代替传统的环冷机对其烧结矿余热进行回收利用。以烧结矿竖冷炉为研究对象,利用离散单元法(DEM)模拟缓冲仓内和竖冷炉内烧结矿颗粒的偏析行为,分别研究在工业上可行的缓解一次偏析和二次偏析的方法。计算结果显示,在缓冲仓加入分料板会使烧结矿颗粒在中心位置形成料坑,且坑内颗粒粒度明显增大,表明此方法可缓解一次偏析;在进料喉管底部增加分流管可以有效调节烧结矿颗粒的运动方向,控制颗粒落在更有益的位置,从而达到缓解二次偏析的目的,另外,通过调整分流管的倾斜角度还可以进一步优化烧结矿颗粒的二次偏析。     

竖冷炉内烧结矿运动行为的离散元模拟

利用离散单元法研究烧结矿竖冷炉在排料过程中颗粒运动的流型和速度分布.模拟结果表明,烧结矿颗粒在下移过程中,运动流型依次呈"一"→"S"→"V"转变;在竖冷炉腔内的大部分区域,烧结矿颗粒保持整体流动;在中心风帽上方的局部区域(宽480 mm,高1280 mm),运动流型会随排料的进行在整体流和漏斗流之间转变.烧结矿颗粒速...     

无钟高炉料层内孔隙的分布

 高炉装料系统是调节炉料在炉内原始分布的唯一手段,料层的孔隙率分布会对煤气流分布产生重要影响。以某高炉1/10布料模型为研究对象,首先测量了炉料物性参数,然后采用离散元法对散料堆孔隙率分布、布料矩阵和料线高度对料层径向孔隙率分布的影响进行了研究。结果表明,实验室测量获得烧结矿、焦炭和球团矿物性参数和文献中引用的数据相差较大;料堆孔隙分布和颗粒形状有密切关系;布料矩阵通过影响颗粒数目来影响孔隙率分布,布料圈数增加,孔隙率下降,布料角度变化较大时才会影响料层孔隙率的径向分布曲线;随着料线高度增加,料层底部径向孔隙率的值会增大。没有数据显示料堆粒度偏析和孔隙分布有必然关系。     

冷却竖炉内烧结矿运动行为模拟研究

竖式冷却回收烧结矿显热是烧结过程余热资源高效回收利用的一项新技术。以中冶东方设计的冷却竖炉为原型,按照等比例缩小建立了三维的几何模型,采用离散单元方法(DEM)对炉内烧结矿颗粒的运动行为进行了模拟研究。模拟结果显示:顶部的"人"字形入料口导致烧结矿粒度的炉内偏析,使炉内孔隙率分布表现为边缘大,中间小,左边大,右边小的规律;对底部排料来说,使用多排料口同时排料或者周期很短的间歇式排料,会使烧结矿在炉内下降的速度较均匀。     

浅析偏析布料对烧结的影响

本文就烧结布料方面的"偏析布料"对烧结的影响,偏析布料后烧结工艺指标明显提高,产量提高20%左右(8.63%～32.17%),固体燃耗降低6.1%(5kg)左右,烧结矿中FeO降低0.53个百分点,烧结矿还原度有所提高.总体来看,偏析布料后,透气性提高了,碳在烧结料层中的分布趋于合理,烧结过程及烧结矿表现出均匀性.     

柳钢110m^2烧结机技改工程固体燃料破碎系统工艺设计

1前言 柳钢110m^2烧结机工程对燃料粒度的要求非常严格，燃料粒度过大或过小，都将增加煤粉用量，使烧结固体燃耗升高，烧结矿质量变坏。当烧结混合料中煤粉粒度过大（〉3mm）时，将造成燃烧带变宽，料层透气性变差，燃料在料层中的分布亦不均匀，大颗粒周围过熔，离大颗粒远的地方则不能充分固结；在布料时还易形成偏析而使燃烧集中于料层下部，造成烧结料层上下温差加大，导致上层烧结矿结构疏散，强度不好，     

高炉渣干法轮式粒化半工业试验

设计了高炉渣干法粒化轮式粒化器和炉渣竖式冷却器,并开展了600 kg/h规模的干法轮式粒化半工业试验。研究了轮式粒化器转速、雾化冷却水量等关键参数对炉渣粒化颗粒粒径分布、球形度、颗粒玻璃体含量等结果的影响,掌握了高炉渣干法轮式粒化设备的最佳运行参数,为后续工业试验提供了良好基础。试验结果表明,粒化器转速为1 400 r/min、冷却水量为40 L/h时,粒化颗粒的球形度良好,94%以上粒径均小于5 mm,玻璃体含量大于95%。     

沙钢3号高炉炉缸安全评估分析

为探究沙钢3号高炉炉缸侧壁温度升高原因,对沙钢3号高炉开炉以来的热电偶温度数据及热流强度变化趋势进行统计,并计算了炭砖的残余厚度。结合3号高炉的死铁层深度及冷却系统设计等参数,对炉缸侧壁温度升高的原因进行了解析。结果表明,沙钢3号高炉炭砖侵蚀薄弱区域处于铁口下方1~2 m,最薄位置处于西铁口,炭砖残余厚度约为517 mm。结合高炉炉缸设计发现,其炭砖侵蚀严重区域处于炉缸冷却壁薄弱位置,且与炉缸死料柱角部位置有关。研究相关结果可为国内大中型高炉设计提供相关指导。     

Influence of limestone particle size on iron ore sinter properties and productivity

Iron ore fluxed sinter is the main ferrous burden of Jindal south west steel limited (JSWSL) blast furnaces. In sinter plant fluxes including limestone and dolomite are added to improve the sinter properties of iron ore and to provide an appropriate slag composition of the blast furnace. The raw material grain size affects the sinter process considerably because the sinter productivity and quality are strongly dependent on the green permeability of the bed, which is determined by the particle size distribution of the raw materials, the granulation effectiveness and by the sintering process itself. It is well‐known that in fluxed sinter, the size of limestone affects productivity and physical and metallurgical properties of the sinter. It is therefore necessary to understand the role of limestone particle size on sinter properties and productivity. In the present work laboratory sintering experiments have been carried out with different levels of limestone mean particle size (from 0.14 to 1.83mm) to understand the influence of limestone particle size on mineralogy, productivity, physical and metallurgical properties of the sinter. Sinter productivity increased with increasing limestone mean particle size due to improved sinter bed permeability. Sinter with limestone mean particle size of 1.25 to 1.52 mm yielded better sinter strength and lower RDI compared to sinter with smaller or larger limestone mean particle size. Higher sinter strength is due to better and uniform distribution of limestone particles, and better bed permeability enabled easy assimilation and effective distribution of calcium ferrite phases. The improvement in sinter RDI is due to change in mineralogy of the sinter compared to coarser and finer limestone mean particle size.     

精矿喷嘴粒子分散特性研究

采用一闪速炉模型,用石英沙模拟不同气流量和投料量下中央扩散型精矿喷嘴的颗粒分布情况,用偏析函数px和反应塔中间区域颗粒质量分数x_(cent)来反映颗粒的分散情况。结果表明,颗粒随工艺风的增加向中心聚集、随分散风的增加向四周分散。要使颗粒分散较好,需要工艺风和分散风对颗粒作用效果相匹配,高强度闪速熔炼需减小工艺风对颗粒向下的作用力。     

高炉无钟炉顶设备布料偏析现象

高炉布料制度能够调节煤气流,控制高炉顺行,在高炉生产中发挥重要作用。基于离散元方法对焦炭在高炉炉顶设备内的偏析行为进行模拟研究,主要针对串罐式无钟炉顶设备和并罐式无钟炉顶设备,并对其料罐和料面的模拟结果进行讨论。模拟结果表明:由于渗透作用,焦炭颗粒在料罐内会发生偏析,串罐和并罐罐体结构不同,其偏析现象亦不同;焦炭颗粒运动到溜槽时,由于溜槽的旋转,料流轨迹会发生变化、焦炭在下降过程中存在一定距离的偏移;并罐式布料器由于料罐重心与高炉中心线不重合,焦炭在料面上的质量偏析现象比串罐式严重。在无钟式炉顶布料器布料过程中,炉料的偏析现象直接影响煤气流在高炉内部的分布,当大颗粒集中在炉喉中心时,中心透气性好,中心煤气流得到发展。反之,中心煤气流受到抑制,边缘煤气流得到发展。     

京唐2号高炉炉缸侧壁温度异常升高原因分析

炉缸的运行状况对高炉长寿起着决定性作用。首钢京唐2号高炉2017年8月开始炉缸侧壁温度急剧上升,对高炉的正常生产和人员安全提出了严峻考验。炉缸侧壁高温点的位置坐标表明,首钢京唐2号高炉炉缸侧壁温度异常升高的直接原因是炉缸内部铁水环流加剧对炉缸内衬的化学侵蚀和物理冲刷。进一步从铁水成分、炉底温度、铁口深度和铁水流速等因素分析,证实了2号高炉炉缸侧壁温度升高的根源在于炉缸活跃性恶化。此外,较高的硫负荷和焦炭灰分、较低的终渣碱度及水箱漏水等因素也在一定程度上促成了炉缸不活的状态。     

热烧结矿竖式冷却过程传热特性

 与传统环冷相比，烧结竖冷拥有漏风率低、换热效率高的优势。为此利用竖冷试验装置，在某烧结厂取热风与热烧结矿研究了竖式冷却过程气固对流换热特性。研究表明，烧结矿竖式冷却过程中影响传热特性的主要因素为冷却风的流量及温度。烧结矿和冷却风对流换热系数随着烧结矿温度的升高而增大，且随着冷却风流量的增大以及冷却风温度的降低，对流换热系数也随之增大。基于白金汉定理，结合试验数据拟合得出了描述烧结矿与冷却风传热特性的准数关联式，其模拟性较好且平均相对误差为7.25%。