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%。     

烧结矿冷却过程数值模拟及余热回收分析

建立了烧结矿冷却过程的多孔介质模型,探讨了烧结矿热物性参数分别采用经验值和实验值对数值模拟的影响,分析了不同的烧结矿粒径和不同入口风温工况下的出口热废气对余热发电量的影响。结果表明:使用热物性参数实验值对料层温度的模拟结果与热物性参数经验值模拟结果差距较大,实验值模拟结果更接近实际运行工况;在余热发电方面,烧结矿粒径越小、冷却风温越高,吨矿余热发电量越大。烧结矿粒径为50mm时比粒径为60mm时吨矿发电量提高了8. 66%;入口风温为583K时比入口风温为553K时吨矿发电量提高了7. 81%。     

钢板轧后冷却过程传热研究和计算

在不同的冷却方式、冷却介质和冷却条件下,对钢板冷却过程的传热进行了试验和计算。测定了在不同冷却条件下的传热系数,准确地确定各参量的关系。在实验的基础上,得出了一系列经验出式。对A3 F钢板进行了实例分析,利用综合传热系数计算公式,计算传热系数,同时说明了在什么情况下不能应用此式。     

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。     

烧结矿竖式冷却工艺应用难点及机制研究进展

烧结矿竖式冷却工艺是针对传统烧结余热回收系统的不足而提出的新型烧结余热回收工艺,近年来得到了业内的广泛关注.在简述烧结矿竖式冷却工艺的基础上,介绍了该工艺工业应用情况,分析了该工艺的应用难点及原因,回顾了该工艺机制研究的进展,提出了解决制约该工艺应用难点的研究方向,并介绍了相关研究成果,以期为该工艺的完善和大规模工业应...     

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.     

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。     

一种用于热态矿物块状颗粒的圆柱形冷却装置

介绍了一种适用于烧结、球团、石灰窑等热态矿物块状颗粒的专利技术一圆柱形冷却装置,该技术对比环式冷却机、干熄焦炉等具有占地小、无漏风、热利用率高、建设成本低等特点。通过在济钢球团厂的应用实践以及优化设计,已经具备推广应用的条件,有望实现烧结上喀“零电耗”甚至“负电耗”。     

冷却制度对烧结矿性能的影响

从宝钢近20年的生产实绩看,烧结矿的粉率随季节的变化存在明显差异.通过实验室体系研究了不同的冷却制度对烧结矿质量以及冶金性能的影响,对比分析结果表明,采用保温冷却综合效果最好,在冷却过程中采用变风量冷却对于提高烧结矿成品率有利.研究结果为在烧结矿的冷却过程中找到合理的改善烧结矿质量的方法和途径提供了依据.     

烧结冷却机换热过程数值模拟与废气温度调控

基于FLUENT模拟软件,采用多孔介质模型对烧结矿冷却过程进行数值模拟,获得了烧结矿当量直径、床层空隙率等特性参数和料层厚度、给料温度、冷却介质流速、冷却介质温度等冷却工艺参数对废气温度的影响规律,分析了冷却工艺参数变化对余热锅炉入口废气温度和实际余热回收量的影响。结果表明:热源参数测试是烧结余热回收发电系统精确设计的前提,烧结主生产工艺稳定是烧结余热回收发电系统稳定、高效运行的基础,余热锅炉排烟废气循坏是调控余热锅炉入口废气温度和提高余热回收效率的重要技术手段。     

烧结矿竖罐内气固传递过程的实验研究

摘要：基于热力学第二定律和非平衡热力学理论,推导出烧结矿颗粒床层内气固传递特性的一般关系式,并借助自制气固传热实验平台,研究影响烧结矿床层内气固传递特性的主要因素及其影响规律。结果表明：平均传递系数随空气出口温度的升高而逐渐增加。当空气出口温度大于某一数值时,空气流量的增加和烧结矿颗粒直径的减小会导致平均传递系数的增加,反之亦然。对于某一特定的实验工况,随着颗粒雷诺数的增加,温度传递Nusselt数和平均传递Nusselt数逐渐减小,而压力传递Nusselt数逐渐增加,并且当空气出口温度低于某一数值时,平均传递Nusselt数会出现小于0的情况,对强化烧结矿床层内气固传热过程不利。     

炉缸冷却壁对流换热系数计算及烘炉传热特性

 炉缸冷却壁冷却性能主要体现在冷却水与水管间的对流传热。因为工程上常用计算对流换热系数的经验公式不能满足不同的水流状态从而导致炉缸热应力分析误差较大，所以以某高炉炉缸结构为例，首先利用传热学准数方程推导出冷却水处于不同流动状态时对应的综合对流换热系数表达式，同时探讨了对流换热系数经验公式的适用范围；然后通过迭代计算推导出了冷却水处于层流状态下考虑衰减热阻时的综合对流换热系数表达式；最后对烘炉状态下炉缸侧壁传热模型进行瞬态传热与冷却分析，得到了微水烘炉甚至闭水烘炉的热工依据，可为初步制定高炉烘炉制度进行评估和完善。     

高温烧结矿气-固换热过程数值模拟及参数分析

在详细分析了高温烧结矿冷却过程传热机理的基础上,根据能量守恒定律建立了高温烧结矿气-固换热过程的一维非稳态热过程数学模型,并利用现场实测数据对所建立的数学模型进行了验证.结果表明:所建立的数学模型是正确可信的.在此基础上,重点研究了冷风风速和台车移动速度等主要热工参数对环冷机内冷却过程的影响,并针对某环冷机的实际生产情况提出了具体的操作建议.     

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。     

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。     

烧结矿余热回收中试竖罐结构和操作参数解析

烧结矿余热竖罐式回收技术是高效回收烧结矿余热的有效方式之一。在先前理论和实验研究的基础上,以中试竖罐为研究对象,基于非流态化床气固流动与传热理论,建立了竖罐料层内气固传热的解析数学模型,研究了单一参数对竖罐内气固传热过程的影响,然后利用多指标正交试验法进行参数优化,采用加权综合评分法对出口冷却风携带值和料层阻力损失2项指标进行量化处理,得出了中试竖罐适宜的结构和操作参数。研究结果表明,对处理量为40t/h的中试竖罐系统,其适宜热工参数为:冷却段直径4.4m、冷却段高度6.6m、冷却风表观流速0.6m/s。     

热轧中厚板超快速冷却过程温度场数值模拟

 超快速冷却工艺作为热轧钢板生产的核心技术,对改善板材产品组织形态、提升产品性能具有重要意义。在中厚钢板的超快速冷却过程中,心部与表面之间的冷却速度差异使得钢板在厚度方向上形成内外温度差,而超快速冷却中钢板表面的换热机制较为复杂,两者综合提升了中厚板冷却机制的界定难度。为提升中厚板超快冷模型计算精度,完善其换热体系,建立了中厚钢板轧后超快速冷却过程中等效换热系数反求法的数学模型。该模型依托离散解析法,基于导热微分方程及物体正规阶段的状态特点,将求得的超越方程根转化为等效换热系数,并将此作为超快冷温度场模型的边界条件。在此基础上,构建了超快速冷却温度场仿真模型,验证了20 mm钢板超快速冷却机制下的温度场。结果表明,等效换热系数反求法的数学模型能够适用于中厚钢板的超快冷工艺。