黄磷渣转杯粒化过程中丝状物生成量实验

转杯粒化法是当前最具发展前景的一种熔渣干法粒化技术,但粒化过程中产生的丝状物极不利于粒化设备的稳定运行,这限制了该技术的产业化.本文中通过黄磷渣转杯粒化热态实验,研究了熔渣温度、熔渣流量、转杯直径及转杯转速对粒化产物中丝状物生成量的影响.结果表明：随着熔渣温度的升高,丝状物占比减少,当熔渣温度低于1 325℃时,丝状物占比超过5%;随着熔渣流量的增加,丝状物占比也减少,当熔渣流量在0.2 kg/s以上时,丝状物占比不超过5%;在相同的转杯边缘线速度下,转杯直径越大,粒化产物中丝状物占比越高.此外,建立了丝状物占比的预测模型,可为熔渣转杯粒化工艺参数的选择提供理论指导.     

离心粒化试验过程中渣粒飞行参数的研究

离心粒化是一种环境友好型熔渣处理工艺。目前关于离心粒化的研究均集中在渣粒形状、大小和质量分布等问题上。因此,针对离心粒化工艺,研究了转杯转速和转杯直径对渣粒飞行距离、熔渣脱离转杯速度和转杯外沿速度的影响。试验结果表明：随着转杯转速的增加,渣粒飞行距离增大;当转杯转速达到1000r/min之后,熔渣脱离转杯速度和渣滴飞行距离基本不变。随着转杯直径的增加,熔渣脱离转杯速度和渣滴飞行距离同步增加。熔融高炉渣从转杯外沿飞向水冷壁的运动简化为水平方向匀速运动和垂直方向自由落体运动是合理的。试验结果对熔渣显热回收设备的设计有一定的指导意义。     

转杯内熔渣渣膜厚度的分析计算

缩小渣粒尺寸是熔渣显热回收的关键,渣膜在转杯边沿的厚度决定渣粒直径。文章对渣膜在转杯边沿处厚度进行了分析,综合考虑了熔渣温度、转杯转速、转杯直径和熔渣质量流量对渣膜厚度的影响。     

转杯离心粒化熔融高炉渣数值模拟

 在转杯离心粒化熔融高炉渣的过程中,熔渣在转杯施加的离心力的作用下沿转杯内壁形成液态渣膜,其在转杯边缘处的厚度将直接影响渣液离开转杯后破碎和冷却所形成的固体渣粒的粒度。因此,为了探究相关参数对转杯边缘炉渣液膜厚度的影响规律和渣膜厚度与渣粒平均直径之间的定量关系,采用带自由表面多相流的CFD数值模型对液态高炉渣在高速旋转的转杯上的流动行为进行了模拟研究,特别是对影响转杯边缘渣膜厚度的关键参数的作用进行了分析。结果表明,转杯转速和熔渣流量对渣膜厚度的影响最为显著,是转杯离心粒化技术的重要操作参数;渣粒直径则随着渣膜厚度增大而接近线性规律增大。     

转杯粒化工艺高温熔渣换热数值模拟

 转杯粒化器是高温熔渣离心粒化余热回收系统中最关键的部件,它与高温熔渣接触后的换热和温度分布直接影响到转杯的安全运行。由于熔渣温度超过1 500 ℃,现有的试验测温手段受到了很大限制,因此,从数值模拟出发,研究高温熔渣在转杯上流动换热特性以及凝固渣壳的形成规律,结果表明,渣壳厚度与转速呈负相关,转杯表面热流密度以及对应的壁面温度均与渣壳厚度呈负相关,转杯边缘的渣壳厚度最薄,同时温升速率及温度在转杯内部最高。通过在转杯表面设置耐火材料能显著降低转杯不锈钢内部温度,从而起到对不锈钢本体热防护的作用。     

高炉渣破碎过程的模拟实验研究

针对高炉渣转杯法粒化工艺,用液态石蜡模拟熔渣,研究了转杯转速和石蜡的质量流量对颗粒平均直径及其质量分布的影响规律。结果表明:颗粒的平均直径随转速的提高而减小,随质量流量的增加而增大;高转速下破碎颗粒呈长条形,质量流量对颗粒形状没有影响;提高转速和增大质量流量,都会使颗粒的质量分布均匀。     

流体转杯离心粒化特性试验

 针对高温熔融高炉渣转杯粒化技术,为了探索离心粒化过程中熔渣颗粒形成的机理及熔渣体流量、转杯转动速度等参数对颗粒粒径的影响,以水为粒化试验工质,以直径110 mm的转杯为离心粒化器,开展了离心粒化可视化试验。研究了工质在转杯表面的流动和在转杯边缘形成液丝、液丝断裂成液滴的机理,以及液丝长度、顶端液滴粒径随时间的变化趋势;基于图像处理技术分析了转杯转速、工质流量对粒化液滴的粒径分布和平均粒径的影响规律。结果表明：转杯表面液膜在转杯边缘形成若干凸起,并沿转杯运动的切线方向延伸形成液丝,液丝长度随时间呈线性变化关系,液丝顶端液滴粒径基本保持不变;随着工质流量降低和转杯转速升高,液滴平均粒径呈减小趋势,液滴速度接近转杯圆周速度。     

离心粒化的黄磷渣颗粒直径尺寸的研究

为研究高温黄磷熔渣转杯粒化后的颗粒直径，通过中试试验考察了熔渣温度、熔渣流量、转杯转速以及转杯直径等因素对粒化颗粒直径的影响，同时通过波理论建立了粒化颗粒直径的模型公式，试验结果与模型计算结果拟合较好，表明模型计算结果对工程应用有一定的参考意义。     

电炉半钢转杯离心粒化制备铁粉工艺

为了实现钛精矿电炉冶炼副产品半钢的高附加值利用,提出了以半钢为原料,采用转杯与冷却水幕相结合的转杯离心粒化工艺制备铁粉,并作为硫酸法钛白还原剂的新工艺。实验研究了转杯直径和转速对铁粉粒度的影响规律,结果表明铁粉粒度随着转杯直径和转速的增大而减小;转杯直径为150 mm、转速为1 800 r/min时,颗粒粒径小于0.45 mm的铁粉占比达到90.45%(质量分数);建立了适用于转杯离心粒化颗粒粒度的预测模型,平均相对误差为11.43%;利用扫描电镜观察了铁粉颗粒截面的显微结构,铁粉颗粒表面存在一层铁的氧化物;利用热重分析法研究了水幕对铁粉颗粒氧化程度的影响。论文最后提出了铁粉制备、余热回收与钛白制备相结合的新工艺。     

风淬工艺对粒化不锈钢氩氧脱碳炉渣的影响

为了改善不锈钢氩氧脱碳炉渣的稳定性,采用风淬法对不锈钢氩氧脱碳炉渣进行粒化试验,研究了炉渣碱度、改质剂、温度、风速和喷吹角度对其粒化效果的影响规律。结果表明,渣粒平均粒径随着碱度的降低先减小后逐渐增大,碱度为1.8时平均粒径达到最小值4.31 mm;添加氧化硼改质后,粒化渣平均粒径随着碱度的降低与改质前变化趋势相同,但整体减小;随着熔渣温度升高,粒化渣粒平均粒径增大;随着风速增大和喷吹角度减小,粒化渣粒平均粒径逐渐减小,在21.5 m/s风速下得到最小粒径3.67 mm,当喷吹角度为25°时达到最小粒径4.28 mm。     

不同结构粒化器表面高炉渣液膜的流动特性

在高炉渣离心粒化热回收工艺中,粒化得到的颗粒尺寸对余热回收效果至关重要,而颗粒尺寸又与粒化器表面液膜的流动特性息息相关,因此增进对粒化器表面液膜流动特性的认识可为离心粒化技术提供指导。采用数值模拟方法研究了离心粒化过程中粒化器结构对液膜流动的影响;讨论了半径、倾角、深度等参数对粒化器表面液膜厚度的影响及其作用机理,并获取了流体在粒化器表面运动轨迹与液膜厚度的关系。结果表明:转杯粒化器的内倾角介于40°~60°之间或深度介于10~12mm之间时粒化效果最佳,其相应液膜厚度约为0.300mm。与等径的转盘粒化器相比,其液膜厚度减小约32%。粒化器结构对液膜厚度的影响可归因于粒化器表面流体运动轨迹长度的变化,当流体运动轨迹长度增大时,其对应的液膜厚度就越小,二者呈非线性负相关关系。     

高炉渣急冷干式粒化处理工艺分析

 介绍了3类已经进行过工业试验的急冷干式粒化方法——滚筒法、风淬法和离心粒化(转杯)法，分析了它们的优缺点。对高炉渣急冷干式粒化的节水、节能和环保效益进行了估算，同时指出了急冷干式粒化技术的难点。     

熔融钢铁渣干式粒化和显热回收技术的进展

 分析了钢铁熔渣显热回收的技术难点,因为硅酸盐类炉渣导热系数低而处理温度高,所以换热效果难以保证。介绍了连铸连轧法、滚筒法、搅拌法、风淬法、Merotec法等各种熔渣干式粒化 物理法显热回收工艺和气体重整、煤气化、直接生产产品等化学法显热回收的技术方案。指出效率不高是各种物理法热回收工艺不能工业化的原因。熔渣显热回收技术对中国钢铁工业的节能降耗很有意义。经过分析,离心粒化和化学法回收热能很有发展前途。     

国内外转杯法高炉渣粒化工艺研究进展

目前广泛采用的高炉渣处理工艺为水淬法,既消耗大量的水资源,又没有回收利用高炉渣的余热,同时污染水和大气.转杯法高炉渣粒化工艺属于干法粒化,可以克服水淬法的上述问题.分别介绍了英国、日本、澳大利亚和中国对转杯法高炉渣粒化工艺的研究进展,并展望了转杯法高炉渣粒化工艺的发展前景.     

Dry Granulation of Molten Slag using a Rotating Multi‐Nozzle Cup Atomizer and Characterization of Slag Particles

Blast furnace slag is the main byproduct in the ironmaking process, which contains large amounts of sensible heat. In addition, it's the major raw material for cement. However, the sensible heat is wasted not only without any recovery in the traditional water granulation process at this present. The main challenge is to granulate the slag at a high cooling rate while the heat is also being recovered. This paper describes the hot experiments where a rotating multi‐nozzle cup atomizer (RMCA) is used to atomize the molten blast furnace slag without water impingement. The atomization process shows good agreement with Rayleigh's mechanism. The particle size of the slag particle is strongly controlled by the rotating speed and the nozzle diameter, and the higher rotating speed and smaller nozzle diameter are beneficial for obtaining smaller and more uniform slag particles. Moreover, the slag particle still has a high content of glass, which is suitable for cement manufacture.     

Effect of process parameters on dry centrifugal granulation of molten slag by a rotary disk atomizer

Dry centrifugal granulation (DCG) experiments for blast furnace slag (BFS) were performed by means of a rotary disk atomizer since water quenching method can cr...