深井膏体降压满管输送数值模拟研究

为提高深井矿山充填管道输送系统的可靠性,基于工程流体力学、计算流体动力学以及管道自流输送理论,结合某矿山实际情况,针对深井管道不满流输送带来的巨大冲击磨损以及管道输送不稳定等问题,提出低压满管流输送,对比3种管道组合方案特点,并运用FLUENT软件进行数值模拟与分析。研究结果表明,与高压满管流输送相比,低压满管流输送能使该矿山管道系统最大压力大大降低：当垂直管径与水平管径比值（k）约为0.53,系统流量提升到80 m³/h时,管道系统最大压力降为0.309 MPa,系统满管率由8.44%提高到65.6%,且方案3的管道组合可以保证浆体流动的稳定,管壁穿孔和磨损问题得到显著改善。     

基于满管输送的充填管路优化研究

满管输送可以延长充填管路的使用寿命,提高矿山充填作业效率。基于凡口铅锌矿新探明边缘矿体开采的充填需求,针对现有充填管线直径100 mm无法实现满管输送的问题,以地表管线SL1和地下管线L2-2为研究对象,开展充填管路优化研究。首先,运用理论计算,得出输送分级尾砂和细尾砂时,SL1的满管率分别为0.62和1.95,L2-2的满管率分别为0.72和2.26;其次,以最优满管率0.8为标准,通过公式推导,得出输送分级尾砂和细尾砂时SL1的理想水平管径分别为87 mm和155 mm,L2-2的理想水平管径分别为94 mm和168 mm;最后,利用CFD构建管道模型,运用Fluent软件进行变径满管流的数值模拟,通过对管道的压力及出口最大流速等进行对比分析得出,输送分级尾砂时减小管径可以增大满管率,且仍可自流输送;输送细尾砂时增大管径可以降低泵送压力。模拟结果证明此优化方案合理且具有很强的可行性。     

深井矿山膏体充填系统增阻减磨试验研究

针对深井矿山自流充填过程中的管道磨损问题,通过对浆体管输流动模式的分析,明确不满流是引起管道磨损的主要原因。从动量角度出发,研究了管道磨损机理及其影响规律。基于水力学理论推导,提出采用小管径增加系统阻力损失,减轻管道磨损的措施。会泽铅锌矿增阻减磨工业试验,将原Ф150mm管道部分更换为Ф85mm管道,管内压力值增加了6倍,满管率由7．4％提高至47％。研究结果表明,采用小管径管道是一种有效的减小磨损的措施,对于类似矿山具有借鉴意义。     

全尾砂充填管道输送影响因素的分析

管道输送理论是料浆管道设计及优化的基础,理论的缺陷,直接导致管道设计过程中的不确定性,成为影响管道输送系统安全稳定运行的隐患。采用理论分析、物理实验和矿山充填生产实际情况相结合的方法,管道输送阻力的影响因素主要是充填浆随着浓度的增大,尾砂管道阻力急剧增加,管道输送阻力与流量成线性关系,随着水泥添加量的增加,不同浓度充填浆的管道流阻力先减小后增大的变化趋势,管道敷设是影响管道流阻力的重要因素。研究充填浆管道流阻力变化趋势,对充填系统安全、高效、环保有着重要的意义。     

某金矿大倍线加压充填技术研究与应用

针对江西某金矿充填倍线大,难以自流输送的问题,通过充填料浆管道输送水力学计算,并结合矿山充填工艺参数,确定了不同充填料浆状态下的管道沿程阻力损失;对比分析了不同的充填料浆管道输送系统布置方案,确定了最佳的管道输送方案;推荐了最佳的充填料浆管道输送工作流速、充填料浆参数及管道参数;最终通过综合分析,选取了充填加压泵类型及相关技术参数。经现场工业应用,取得较为理想的充填效果。     

基于Buckingham方程的大倍线充填料浆输送优化与应用

大倍线充填料浆管道输送困难及输送浓度偏低等问题是影响矿山充填效益的关键因素,如何低成本实现大倍线高浓度充填料浆的输送,是充填管道输送研究的重要课题。基于宾汉流体(B-H)的Buckingham方程,开展高浓度尾砂浆大倍线自流输送管道优化研究,结合安庆铜矿马头山矿段充填浓度低和输送倍线大的实际情况,采用分段计算、局部优化的方式,以较低的成本实现了安庆铜矿马头山矿段充填管线的优化工作,通过优化改造,输送效果得到明显改善,充填浓度提高了2%,为矿山创造了良好的综合效益。     

膏体充填管道冲洗技术研究及应用

应用膏体充填技术,对管道内粘结膏体及残渣的冲洗是关键的环节,本文对管道冲洗技术进行了研究,开发应用了满管自流冲洗技术,实现了对管道内粘结膏体及残渣的高效冲洗,保证了膏体料浆输送畅通,防止了管道内膏体粘结和膏体料浆输送意外事故的发生.     

深井似膏体充填管道输送特性研究

基于某金属矿深井开采充填料浆管道输送系统运行的工程实例,对充填料浆管道输送的动力学过程进行模拟分析。采用GAMBIT建立超深、超长似膏体管道输送二维动态模型,在此基础上运用FLUENT双精度解算器进行分离隐式模拟。研究结果表明:管道输送的阻力损失值小于重力产生的压力,可以实现自流输送;充填料浆在工作流速为3.06 m/s,自流输送的条件下,在弯管处得到最大速度4.10 m/s,水平段最大速度3.91 m/s,均满足稳定性要求。通过残差曲线监测所有相关变量的完整数据,证明模拟结果可靠,由此分析得出充填料浆管道输送系统安全可靠。     

高浓度分级尾砂胶结充填系统参数计算及充填泵选择

安徽中都铅锌金矿是一座新设计开采的矿山,由于地表为农田,不容许陷落,需采取充填采矿法进行回采。国内类似矿山充填料浆配比,最终选择充填材料配比为,1:8(水泥:尾砂),质量浓度为72.6%,通过计算,选择对充填管路输送参数计算,确定输送管道的外径为121 mm,壁后8.5 mm,计算得出高浓度充填料浆的临界流速为0.76 m/s,工作流速为1.58 m/s,料浆水力坡度为0.04889 mH_2O/m,充填管道内最大输送阻力为0.83 MPa,考虑充填泵启动压力为2 MPa,充填工业泵的最小压力值为2.83 MPa。     

深井充填两相流管道沉积机理研究

为解决某深井矿山因管道沉积造成的安全生产问题,通过对深井充填管道沉积机理进行研究,基于固液两相流相关理论,分别从细颗粒结垢和粗颗粒沉积2个方面来阐释两相流管道沉积机理。运用FLUENT流体动力学软件进行建模和分析,将浆体中固体细颗粒与清水混合的均质悬液作为连续相,较粗颗粒作为离散相,根据浆体中粗颗粒的浓度分布和管道速度分布特点来确定管道内颗粒物沉积规律。结果发现,充填两相流管道沉积的主要原因是细颗粒结垢和粗颗粒沉积相结合。数值模拟的两相流充填管道沉积过程与理论分析提出的粗细颗粒沉积物理模型相吻合。     

天钢φ258PQF连轧管机组介绍

天津钢管集团股份有限公司于2008年4月建成投产了目前世界上最先进的Ф258PQF连轧管机组,这是公司的第3套PQF连轧管机组。介绍了Ф258PQF连轧管机组的工艺流程,同时对该机组的穿孔机、PQF Plus连轧机、脱管机和定径机的技术参数和设备特点以及工艺控制系统和质量保证系统进行了说明。     

Preventing Sediment Deposition in Inverted Sewer Siphons

Laboratory experiments were carried out to determine minimum self-cleansing velocities for preventing deposition of sediment in upward sloping and vertical pipes of inverted siphons. Tests were made using sediment sizes of 0.78 and 4.3 mm in a pipe of 150 mm diameter for eight angles of inclination between 0 and 90°. The criterion for self-cleansing conditions was defined as the minimum velocity needed to prevent the formation of deposits on the invert of the pipe. For a given sediment concentration the self-cleansing velocity was found to be a maximum at pipe slopes between about 22.5 and 45°. Analysis of the forces acting on sediment particles in inclined pipes led to the development of a formula for predicting self-cleansing velocities taking account of pipe size, sediment size, sediment concentration, and pipe slope.     

管道内气固两相流冲刷磨损特性数值模拟

针对有色冶金中低温烟气对管道材料的冲刷磨损,利用计算流体力学软件Fluent对气固两相流开展数值模拟研究,讨论了冲刷磨损量和切应力在不同烟气速度、颗粒直径、颗粒含量时的变化情况。结果表明：气固两相流冲刷集中磨损区位于管道前部约1/5处,最大磨损发生在管道入口后部;烟气速度增大时,磨损量与切应力都增大;在一定颗粒直径范围内,颗粒直径增大时,磨损量减小,切应力几乎不变;随着颗粒含量增加,磨损量增大,切应力基本不变。     

全尾砂高浓度胶结充填的环管试验

为探明全尾砂高浓度充填料浆的灰砂比、浓度和流速对管道阻力的影响规律，预测工业充填管道阻力，开展中试规模环管试验。根据管壁切应力与剪切速率关系建立管道阻力预测模型，利用灰关联法分析各因素对管道阻力的影响强弱，通过线性回归获取料浆流变参数。结果表明，管道阻力对料浆浓度的变化最为敏感，随浓度增加成二次函数增长。料浆流速对管道阻力的影响仅次于浓度，层流输送时管道阻力随流速增加成线性增长。灰砂比对管道阻力的影响有双重性，灰砂质量比小于1∶8时胶凝材料的黏结作用占主导并增加管道阻力，反之胶凝材料的润滑作用占主导并降低管道阻力。环管试验得到的料浆流变参数明显小于流变仪测试结果且更接近工程实际，管道阻力预测模型的误差小于10%。      

铜冷却壁冷却恢复技术的传热过程

 铜冷却壁在正常状态时由于良好的导热性,在其热面形成稳定的渣铁壳,起到保护冷却壁的作用。近几年,高炉的铜冷却壁水管损坏时有发生,而当冷却壁水管损坏1或2根时,冷却壁能否继续正常工作值得研究。计算了铜冷却壁在水管完好和部分水管损坏时的温度场分布,发现单根水管损坏使热面温度急剧升高近110℃,加剧冷却壁烧损,需及时恢复冷却壁的冷却能力。通过用金属软管修复破损水管,分析了软管直径、水速、水管填料的导热系数等因素对冷却壁温度场的影响。结果表明,软管在允许条件下应选用较大内径,选取较大导热系数的填料。利用软管修复单个水管后,壁体最高温度下降约90℃,对于损坏少数水管的冷却壁能有效修复。     

管材感应烘干炉内衬材料的选择

在KGPS-50-2.5感应热处理炉中，选用SFG-3、T2、N04400等3种材料的衬管，采用不同规格的管材在同样的频率、送料速度下进行烘干试验，发现随着管材外径的变化，引起管材温度上升的两个主要因素热传递和涡流所占的比例在逐渐变化：随着管材外径的减小，热传递的作用逐渐加大，涡流的作用逐渐减小，当管材外径大于45 mm时，热传递对温度的上升只占30%~35%的作用，当管材外径小于25 mm时，涡流几乎不起作用。对于D≥45 mm的管材烘干时可以选择SFG-3、T2或N04400材料内衬，对于D≤45 mm的管材烘干时，应选择N04400材料内衬。     

转炉工艺K55钢级石油套管接箍料的开发

介绍了80t氧气顶底复吹转炉经LF、VD处理后连铸出Ф210mm及Ф270mm圆坯,经Accu—Roll轧机生产Ф194mm×16mm和Ф273mm×20mm接箍料无缝钢管,通过精准的连铸坯成分控制和控轧控冷工艺,使热轧态钢管的性能完全满足了APISPEC5CT规范要求     

膏体料浆管道输送压力损失的影响因素

为研究膏体料浆管道输送过程中的压力损失,本文建立了新型闭路环管试验测试平台,研究了管径、料浆流速、料浆中固相含量和物料粒径对膏体料浆管道输送压力损失的影响。流速对压力损失的影响分两个阶段:当流速小于黏性过渡流速时,压力损失随流速呈线性增加;当流速大于黏性过渡流速时,压力损失随着流速增加呈1~2次多项式增加,且增加速率远大于流速增加速率。压力损失随管径增大呈负幂指数减小,随料浆中固相质量分数的增加呈指数增加。在相同工况条件下,细粒级较粗粒级料浆管输压力损失更大,且黏性过渡流速较大,压力损失随流速增加相对缓慢。