青钢高炉焦炭烘干技术的应用

针对焦炭含水量和含粉率高对高炉生产和后续工序带来的不利影响,利用热风炉废气对焦仓内焦炭进行烘干,焦炭水分平均下降0.2%～4%,且可明显去除焦末,达到了改善高炉顺行的目的。     

软熔带焦炭碳素熔损反应数值模拟

采用商业软件Fluent对软熔带焦炭熔损反应进行了数值模拟,阐明了影响焦炭反应速率的主要因素,分析得到以下结论:焦炭反应速率随着焦炭粒度的增大而减小,随着入口气体速度的增大而减小;焦炭反应速率随着温度的增加而增加,随着CO2体积分数的增加呈线性关系增加.     

利用烧结余热烘干焦炭 降低煤气系统水分

利用烧结矿低温余热,降低并稳定焦炭水分,减少高炉炉况波动;降低煤气系统水分,减缓了水汽对煤气系统设备的影响,提高烟气余热、煤气热值及高炉余压等二次能源的利用率和综合节能效果。利用热风炉烟气余热烘干焦炭与烧结矿余热烘干焦炭的方式对比。     

高炉风口前缘焦炭燃烧行为的分析及数值模拟

高炉风口前的物理、化学变化十分复杂，风口燃烧带内的气体流动以及焦炭燃烧状况对高炉的高效生产意义重大。本文对高炉风口燃烧带内焦炭燃烧行为进行了详细的分析，并且分别对燃烧过程中气体流动过程以及传热传质过程进行了理论研究，建立了一个模拟风口燃烧带内焦炭燃烧过程的数学模型并对结果作了讨论。     

高炉内炉料运动的数值模拟

通过二维冷态模型和数值模型研究了高炉内的炉料运动规律。研究表明,通常边缘小粒焦和中心焦都能按一定的轨迹运行,不与周围的炉料混杂,说明高炉边缘加入小粒焦能在炉墙处形成一较稳定的隔离层,既可抑制边缘气流、降低炉墙热负荷,又可防止炉墙结厚和结瘤。软熔带附近炉料的流线在考虑矿石软熔收缩的情况下向中心侧移动,对上部块料带的炉料下降速度影响不大,而下部炉料下降速度则有所减小。     

巷道锚喷支护数值模拟研究

在对大冶铁矿尖林山-60 m水平现场工程地质调查、室内矿岩物理力学特性试验的基础上,运用FLAC 3D有限差分软件对由工程类比法确定并且正在应用的锚喷参数进行数值模拟研究。通过比较分析不同支护方式的数值计算结果表明,喷锚联合支护方式优于单独的锚杆支护和喷射混凝土支护,更适于在矿岩接触带软弱夹层地段支护。     

焦炭过滤床电炉粉尘捕集特性的模拟研究

以超细二氧化硅微粒为模拟粉尘,研究了在冷态焦炭过滤床条件下的电炉粉尘捕集特性：即在固定床的实验条件下,当气流速度一定时,平衡状态下静态捕集量在过滤床纵轴方向上的分布状态变化较小;当焦炭颗粒以一定速度下移时,随粉尘供给速率的增大,整体的静态捕集量也随之增加,从上部到下部静态捕集量呈渐增趋势。本实验条件下,在综合考虑捕集量、捕集速率和捕集效率的基础上,气流速度应小于0.65 m/s。     

典型数据中心机房气流组织模拟测试与分析

针对某典型数据中心机房冷通道隔离方式下的气流组织,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)计算机数值模拟商用软件对现有机房结构相关区域的流场和温度场进行数值模拟分析,得到现有送风工况下的冷通道及机柜周边区域的速度场和温度场,并与实测值进行比较分析。验证了现有机房典型模块的冷通道结构合理性,并对机房制冷管理提出相应改进建议,以达到最佳的送回风状态,使机柜中的热量能够及时散发,降低空调负荷,达到节能的效果。     

COREX熔化气化炉稳态数值模拟

基于多相质量守恒、动量守恒和热量守恒开发了一维稳态的数学模型,对熔化气化炉填充床进行模拟,自由空间和风口区则采用静态平衡来进行计算.计算得出的渣铁温度、炉顶煤气温度及成分与工厂报道值相吻合.应用该模型能够研究床层高度、原料的成分和操作参数等对工艺过程的影响.     

热轧带钢氧化铁皮生长过程数值模拟

为研究生产过程中温度、变形对热轧带钢氧化铁皮生长过程的影响,根据钢板的温度趋势,运用计算机编程计算,对集装箱钢(SPA-H)、管线钢(L360)及普通碳素钢(Q235B)在ASP热连轧过程中氧化铁皮的生长规律进行了数值模拟,计算结果符合现场测量实际.解决了轧制过程中无法直接测量轧钢全过程氧化铁皮厚度的问题,为调整生产工艺参数、控制氧化铁皮厚度提供了数据.     

钾蒸气对顶装焦与捣固焦劣化的影响

为了探究钾蒸气对顶装焦和捣固焦劣化行为的影响,在相同试验条件下向两种焦炭赋相同含量的钾蒸气,研究相同钾蒸气条件下,捣固焦与顶装焦粉化率及热态性能变化的差异。结果表明,在钾蒸气设定量低于5%时,捣固焦的粉化率较高,即钾蒸气对捣固焦结构的直接破坏能力强于顶装焦;在钾蒸气设定量超过5%后,两者相差不大。吸附钾蒸气后,两种焦炭的反应性均随钾蒸气的增多而增强,反应后强度则降低。     

三维分格式焦炉蓄热室传热分析与数值模拟

通过构建真实比例的三维分格式焦炉蓄热室模型,利用CFD软件,模拟计算了实际炼焦过程中蓄热室内周期性非稳态的传热过程,计算值与实际测量值相吻合。结果表明,分格式焦炉蓄热室顶部空间处,在加热期内容易产生较强的气体涡流运动,加强了其与格子砖的换热作用,导致了加热初期的温度梯度异常;得到了不同高度的焦炉格子砖内气固两相温度的周期性变化规律。还考察了格子砖导热系数以及废气流量分配系数对于蓄热室换热效果的影响,发现格子砖导热系数的增大,将导致蓄热室温度效率降低、出口气体温降升高,变化规律呈线性相关;发现操作条件下最佳的废气流量分配系数约为0.94,该废气流量分配系数下的空气与煤气蓄热室的温度效率最为接近。     

焦炉燃烧室煤粉-燃气混燃过程数值模拟

为简化焦化厂煤粉资源化利用工艺,改善焦炉燃烧室炉墙温度均匀性,提出新型煤粉-燃气混燃供热模式,并通过数值模拟方法研究了喷煤时空燃比、喷煤位置对JN60焦炉燃烧室内温度特征、炉墙温度分布的影响。结果表明,当空燃比为1.2∶1.0时,燃烧室中部喷吹煤粉会降低炉墙平均温度、增加炉墙高向温差;喷吹煤粉条件下增大空燃比能有效提升炉墙温度;煤粉在燃烧室底部喷吹时可起到延迟燃烧、提高炉墙高向温度均匀性的效果。     

焦炭孔中炭沉积条件分析

用合成的焦炉煤气对焦炭进行炭沉积反应,验证了该方法对焦炭热态强度的改善效果;同时,在真实的焦炉煤气气氛中,初步探索了温度、时间对炭沉积效果的影响,并测试了炭沉积前后焦炭比表面积和孔体积的变化。结果证明,通过炭沉积可以明显提高焦炭的热态强度;采用真实的焦炉煤气对冶金焦炭进行炭沉积,时间越长,炭沉积的效果越好,但是在不同温度下其规律有所不同,在950和1 000 ℃时,炭沉积效果最佳时间约为3 h。基于对炭沉积反应前后焦炭的BET(布鲁尼尔-埃米特-泰勒)比表面积和孔体积的测试,证明沉积的炭主要填充了焦炭的孔容,加厚了孔壁,减小了焦炭的比表面积,减缓了焦炭与二氧化碳的反应速率,从而改善了焦炭的反应后强度。     

加焦方式对气化炉炉料结构和气流分布的影响

装料模式决定了料床的孔隙度结构,进而决定了煤气流的分布信息。建立了气化炉炉料结构的离散单元模型和煤气流动的多孔介质模型,以自编程和软件Fluent为载体,结合两个模型共同描述了不同加焦方式对气化炉的炉料结构和煤气流动带来的变化,获得了炉内炉料结构的孔隙度分布信息和煤气的速度场、流线和质量通量。结果表明：首先,由离散单元模型获得的炉料结构信息可作为气流分布模型的边界条件输入;其次,煤气流模型的模拟结果表明焦柱的加入会在加焦位置处形成煤气发展通路,进而改善气化炉透气性,但应控制焦炭加入量,避免气流过度发展,进而影响煤气利用率。通过模拟计算获得的非均匀床层气体流动规律的认识对气化炉加焦工艺有借鉴意义。     

石油焦流化床气化模拟研究

运用Aspen plus软件对石油焦气化过程进行模拟,建立流化床气化炉模型,采用RYield与RGibbs化学反应器模拟气化化学反应过程,发现模拟值与实验值具有良好的一致性.结果表明,采用Aspen plus建立的气化模型,能够准确模拟石油焦气化过程;石油焦—空气气化气体热值随ER增加而减少,CO流量先升高后减小在ER等于0.45时达到峰值;气化气体热值随气化炉内压强增大而增大,增大压强可以使CH_4流量增加;气化气体热值随汽氧比增大而增大,有效气体流量随汽氧比增大而增大.     

2 kg试验焦炉炼焦过程传输行为的数值模拟

为了研究炼焦过程中煤传热传质现象的规律,建立2 kg试验炼焦过程流动、传热及传质过程的数学模型。模型中将装炉煤/焦饼假设为多孔介质,结合水分蒸发冷凝与挥发分析出子模型,模拟了配合煤焦化过程中的传热、水分传递、挥发分析出及荒煤气流动等现象,并分析水分含量对煤层中心温度的影响。结果表明,数学模型可反映试验焦炉炼焦过程中的传输现象。炼焦过程中,焦饼温度会受到烟道回流空气的影响,顶部装炉煤成焦所需时间较长。在水蒸气冷凝的作用下,装炉煤中心水分含量会在焦化过程中逐渐升高,并使装炉煤中心温度达到100 ℃时形成恒温平台。     

真空自耗冶炼过程数值仿真研究进展

借助计算机仿真技术研究真空自耗冶炼过程已成为一种新的发展趋势,此方法不仅有助于探明各工艺参数对真空自耗冶炼过程的影响与作用机理,还可对其冶炼过程的稳定性与铸锭的冶金质量进行有效预测。对此,简要介绍了国内外近30年来真空自耗冶炼过程数值模拟的发展历程与取得的科研成果。同时,以真空自耗冶炼过程模拟、宏观尺度模拟、微观尺度模拟为切入点,详细综述了国内外关于真空自耗冶炼模型、金属熔池模型及微观组织模型的研究进展与应用现状。最后,对国内进一步推动真空自耗冶炼过程数值模拟的开发与应用提出了新的发展方向。     

链篦机球团矿干燥过程多场耦合数值模拟

针对链篦机鼓风干燥段球团矿干燥过程,基于多孔介质传热传质和局部非平衡热力学理论,考虑球团矿料层内质量、能量和动量之间的相互耦合效应,建立了干燥过程中球团矿料层内多场耦合传递过程数学模型。采用标准的k-ε湍流模型和CFD软件对该模型进行数值模拟,获得了干燥过程中球团的温度和水分含量变化的规律。数值模拟结果与实际测量值相比较,最大相对误差小于10%。