流化床反应器的流动模型

在理论分析的基础上,建立了流化床反应器的流动模型,给出了气体流速、床体尺寸、处理能力等参数的计算公式和判断内部流态化流型的依据。在此基础上,给出了1个模型的算例,并与文献给出的计算结果相比较,结果表明二者的符合性较好,根据模型计算得到的参数具有良好的合理性。该模型对使用流化床反应器炼铁有一定的指导意义。     

二步法熔融还原煤气富氢改质研究

针对高温煤气物理热的有效利用,为预还原工序提供合格的还原气体,提高预还原操作工作效率,更好地匹配二步法熔融还原工艺中预还原和终还原操作,开发了煤气富氢改质模型。利用该模型研究了不同改质条件下进、出改质煤气成分、温度的相互关系。研究表明,煤气富氢改质可有效利用煤气的过剩物理热,节约了二步法熔融还原能量消耗。     

CAS OB喷粉精炼粉剂配料计算模型

提出CAS OB喷粉精炼工艺,通过向钢液中喷吹铝、氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝等粉剂,在原有钢液升温、脱氧、合金化、吹气去除夹杂物等精炼功能的基础上,增加了钢液脱硫和夹杂物变性处理功能。作为此项工作的第1步,考虑了钢液带渣的改质、钢液脱硫、钢液升温等过程的影响,建立了精炼过程喷吹粉剂的配料计算模型。     

利用除尘灰降低铁水碳析出的实验研究

为解决高炉到转炉转运过程中铁水的碳析出问题，采用钢铁厂含铁氧化物除尘灰作为氧化剂，并通过高温实验研究了除尘灰在降低铁水碳含量中的应用效果。考察的除尘灰有：转炉LT(Lurgi and Thyssen)除尘灰、转炉二次灰、电炉灰和高炉灰。分析了除尘灰种类、加入量、反应温度以及加料顺序对降碳效果的影响。实验研究结果表明，直接加入粉状除尘灰，氧化反应十分剧烈，并且会发生喷溅。压块后，能使除尘灰100%被利用。高炉灰碳含量过高，不能直接作为铁水降碳的氧化剂使用，其余3种灰的降碳效果依次为：转炉LT除尘灰>电炉灰>转炉二次灰。3种除尘灰加入量均为铁水质量的2%～5%时，LT除尘灰能使铁水中碳降低0.19%～0.59%,电炉灰和转炉二次灰分别为0.12%～0.47%和0.05%～0.12%。     

高炉上部料面形状模型的影响因素分析

建立了一套炉料下降过程中动态预测料面形状的数学模型。通过与实际开炉实验结果的对比分析，验证了模型的准确性。另外，对影响模型结果的重要参数进行了综合分析，明晰了不同因素对料面形状的影响机制。模型还对前人文献中6种内/外堆角模型进行了综合分析，结果表明，模型A、B计算量相对较小，可实现快速预测的功能，适用于小型高炉常用的布料制度；模型C不适用于中心加焦操作的预测情况；模型D、E、F更符合实际布料过程的料面形状规律，较适用于国内的烧结矿与球团矿混合炉料结构下的预测，而F模型更适合于高比例球团矿下的布料制度。     

炉缸异常侵蚀条件下鼓风参数分布的模拟研究

为分析高炉炉缸异常侵蚀条件下调整风口直径后的鼓风参数分布，利用数值模拟方法研究了热风管道及各风口的压力、速度、体积流率及鼓风动能分布。计算结果表明，相同风口直径分布条件下，鼓风参数并不完全相同，随着热风向三岔口对向流动，体积流率和鼓风动能整体逐渐增大；对炉缸异常侵蚀的风口，缩小风口直径，风速增加，体积流率降低，鼓风动能降低，符合保护炉缸、抑制侵蚀的目的。     

中间包气幕挡墙去除夹杂物的数值模拟

气幕挡墙技术是改善钢液洁净度的重要方法，吹入的气泡不仅可以改善中间包流场，还可以黏附去除夹杂物，大大提高夹杂物的去除率。采用Euler-Lagrange-Lagrange方法来研究钢液、气泡和夹杂物三相交互作用行为，该模型考虑了钢液与气泡、钢液与夹杂物、气泡与夹杂物之间的相互作用。在正常连铸条件下，研究了气泡黏附与吹气量对不同粒径夹杂物去除的影响。模拟结果表明，考虑气泡黏附的夹杂物去除率比不考虑黏附去除提高了19.12%～28.94%,气泡黏附夹杂物是去除夹杂物的重要方式之一，在气幕挡墙的研究中不可忽略。在本研究的吹气范围内，夹杂物的上浮去除率和黏附去除率都随着吹气量的增加而增大。与传统的挡墙挡坝中间包相比，使用气幕挡墙取代传统挡坝更有利于夹杂物的去除。