高炉炉料运动过程数学模型的建立其数值模拟

建立了高炉炉料一维非线性动力学数学模型，通过对其进行归一化处理，得到了反映煤气粘性力，炉墙摩擦力、渣水及铁水浮力等对炉料运动影响的６个准数。用该简化模型可得到与其它模型相同的结果。     

高炉炉料运动过程数学模型的建立及其数值模拟

建立了高炉炉料一维非线性动力学数学模型,通过对其进行归一化处理,得到了反映煤气粘性力、炉墙摩擦力、渣水及铁水浮力等对炉料运动影响的６个准数．用该简化模型可得到与其它模型相同的结果．应用该模型计算了不同孔隙度炉料相应的临界煤气流速度和临界压力．研究了实际煤气流速度与临界煤气流速度之差对炉料运动过程的影响,给出了控制炉料稳定顺行的煤气流速度．     

高炉铸钢冷却壁温度场的数值模拟

建立了高炉铸钢冷却壁的有限元模型,确定了冷却壁温度场模拟的初始条件和边界条件。利用有限元软件ANSYS作为分析工具,在不同炉气温度和不同冷却水速的条件下,对铸钢冷却壁的温度场进行模拟。结果表明:冷却水速为1.5 m/s时,铸钢冷却壁在800℃时热面温度为377.1℃,冷热面温差为193.4℃;1 200℃工作条件下,热面温度为557.4℃,冷热面温差为294.7℃。冷却水速为3.0 m/s时,铸钢冷却壁在800℃时热面温度为332.3℃,冷热面温差为208.9℃;1 200℃工作条件下,热面温度为489.4℃,冷热面温差为317.4℃。炉气温度对铸钢冷却壁热面温度和冷热面温度差影响要较冷却水流速大得多。提高冷却水流速虽可降低热面温度,但同时增加了冷热面温差和冷却壁的热应力,对冷却壁的寿命有不利影响。     

高炉冷却壁冷却水管内液固两相流的数值模拟

建立了高炉冷却壁三维物理模型.采用大型CFD软件FLUNT6.8中的欧拉多相流模型,对高炉冷却壁冷却水管内的液固两相流三维流动和污垢清洗特性进行了数值模拟研究.分析了流体的流速,固体颗粒的粒径、体积分数对流体的流动、清洗强度及清洗均匀的影响.结果表明:流体的湍流强度、壁面污垢清洗强度和压力降均随流速、颗粒粒径和体积分数的增加而增加;液固流态化清洗防垢除垢效果取决于流速、液固颗粒粒径和体积分数的合理组合;综合考虑节水节能及污垢清洗的均匀性,高炉冷却壁的最佳流速为2.0～2.5 m/s,固相颗粒粒径为3～4 mm,体积分数为5%～8%.研究结果为高炉冷却壁液固流态化污垢在线清洗的工业应用提供了理论基础.     

高炉铜冷却壁凝固过程数值模拟

在对铜冷却壁砂型 金属型复合铸造条件下的热态工况进行分析的基础上,利用有限元数值模拟的方法首次建立了铸型传热分析对称模型。在模型中对铸型传热系统中的对流、辐射、接触边界条件和凝固潜热进行了处理,利用有限元分析软件ANSYS,分析了紫铜冷却壁的温度场的变化。数值模拟的结果与实际生产相当吻合。     

贯流式风口的三维流场和温度场的数值模拟

用数值模拟方法来模拟高炉风口的流场和温度场。结果表明：当进口水压为1．3MPa时,全偏心式Ф125加长贯流式风口的最高温度只有402．3K;含1．0％Sn的铜风口的最高温度为443．7K;水垢厚度越大,最高温度就越高,并且增加幅度越来越大。当水垢厚度为0．4mm时,其最高温度超过风口的许用温度。水垢对风口最高温度的影响比杂质大得多,我们要着重通过改善水质来提高风口的寿命。     

高炉风口回旋区形状和大小的三维数值模拟

采用连续方法研究了回旋区的形成过程及风速对其形状和大小的影响。使用欧拉模型计算气固两相的质量和动量守恒方程,使用Realizable k-e(e为湍流耗散率)模型计算湍流流动,使用标准壁面函数处理近壁区域,模拟了回旋区的形成与稳定的过程,比较了不同的风速条件下空腔的形状大小的变化。结果表明:随着风速的增加,所形成的空腔显著增大。     

渗氮炉内流速场的数值模拟

为了研究渗氮炉内气体的分布状态,建立了三维湍流数学模型,应用计算流体动力学(CFD)的方法分别得到了渗氮炉空炉和加入工件时的气体速度分布.该渗氮炉空炉时工作区域内气体速度比较均匀,工件加入后渗氮炉内流速场变化很大,因此对于不同形状和炉内不同位置的工件,需要分别模拟计算各自的速度场.同时用数字涡轮风速仪对炉内的气体流速进行了测量,测量结果与模拟计算结果基本吻合,所以该数值模拟方法可以作为热处理工艺和热处理炉型优化设计预测的依据.     

全偏心型贯流式高炉风口内冷却水流场的三维数值模拟

采用计算流体力学方法对全偏心型贯流式风口内冷却水流场进行了三维数值模拟,分析了给水工艺参数和风口构造对冷却水流动的影响。通过模拟找出了易发生冷却死区的部位,依据计算结果提出了改进风口结构设计的措施,为全偏心型贯流式风口的设计和改进提供了理论依据。     

连续退火炉内带钢瓢曲的数值模拟

瓢曲是连续退火炉内普遍存在的问题,当带钢经过凸度辊时,由于炉辊凸度的存在,在张力作用下,发生横向压缩而形成的一种与带钢长度方向平行的质最缺陷.运用数值模拟的方法分析计算凸度辊中间平台区宽度、带钢宽度及张力等因素对瓢曲发生的影响.并得到临界瓢曲张力公式,为预测瓢曲的发生提供理论参考.     

高炉渣滚筒法处理过程的模拟实验研究

针对高炉渣滚筒法干式处理工艺,用液态石蜡模拟高炉融渣,研究了粘度和滚筒转速对凝固层厚度的影响规律。结果表明:凝固形成的蜡层厚度随熔体粘度的升高而变大,随滚筒转速的增加而变小;凝固层厚度随熔体粘度与滚筒转速的变化关系满足拟合公式:δ=15.43(μ/ρνL)~(1/2)。     

Blast Furnace Injections

This paper describes methods of calculation, which give the conditions to be fulfilled in order to tap the same quality of iron and have a smooth running furnace when a new matericd is injected into the blast. These calculations also show the effects of the injection upon the regularity of the iron, the production of the furnace, the coke rate, and the quality of gas produced. Included in the paper are the results of two industrial campaigns: one with natural gas and the other with light fuel oil.     

Thermodynamics of Blast Furnace

A detailed analysis in which the blast furnace is considered as a continuous counter-current reactor. The stoichiometric and thermodynamic conditions are applied to individual reactions within the furnace as well as to the overall process.     

鼓风炉加料装置气动回路设计及仿真分析

为了降低生产成本、保障人身安全,为鼓风炉加料装置设计了一种能在恶劣环境下工作的气控回路。按照工作要求,提炼气动执行元件的工作程序并对工作程序进行校核及校正,采用X-D线图法设计气控回路,并利用Fluid SIM软件对所设计的气控回路进行仿真分析。结果表明:设计的气动回路能够在满足工作要求的前提下稳定完成自动加料任务。