高炉风口回旋区焦炭燃烧特性的颗粒尺度模拟

摘要：为从微观颗粒尺度解析高炉风口回旋区动态演变及内部热化学行为，采用计算流体动力学 离散单元法(CFD-DEM)耦合方法对回旋区焦炭燃烧过程进行了数值模拟研究。首先验证了CFD-DEM模型的可用性与准确性；然后探究了回旋区形成及演变过程、焦炭颗粒燃烧行为及粒径分布和气相的温度及组分分布；最后考察了不同鼓风速率对回旋区大小、风口轴向气体温度与组分分布的影响。模拟结果表明，回旋区的宽度和高度随着鼓风速率的增大而增加；鼓风速率的上升使气体高温区和化学反应区分布发生改变，即最高温度点和焦炭反应区均向焦炭床中心移动。     

高炉批重转换过程炉内热化学行为演变规律模拟研究

在推进“双碳”目标实现的进程中,中国炼铁工业面临着节能减排的重大挑战,在传统高炉向低碳高炉转换的炉况过渡过程中,研究炉内热化学行为演变规律对炼铁技术绿色低碳发展具有重要的指导和推动作用。本研究采用计算流体动力学-离散单元（CFD-DEM）耦合方法解析了布料批重动态改变对高炉内部温度场、软熔带以及铁矿石还原度分布的瞬时影响。结果表明：料批重减小21.50%,炉料平均温度降低约5.81%,软熔带高度缩减约7.18%,炉内矿石还原度降低约3.08%,反之亦然,即当料批重恢复时,实验高炉主要运行参数及特征可以恢复至先前水平;通过调整料批重,高炉内部从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态,两个稳定状态过渡过程的时间成本逐渐减少;炉内炉料均温越高,在批重改变时会更快地达到新的稳定状态。