浸入式側(cè)吹對(duì)熔融還原爐流動(dòng)影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以后，能源環(huán)境和發(fā)展的矛盾逐步凸顯出來(lái)。傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝的污染排放物會(huì)產(chǎn)生巨大的環(huán)境負(fù)荷，以煤代焦、減少環(huán)境污染、縮短工藝流程、降低投資和生產(chǎn)成本的熔融還原煉鐵新工藝的開發(fā)研究，已經(jīng)引起工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的廣泛重視。本課題組根據(jù)鐵浴式熔融還原工藝的基本原理，整合了HIsmelt和Romelt等熔融還原工藝的特點(diǎn)，提出了新一代熔融還原爐的概念模型，采用頂、底、側(cè)復(fù)吹技術(shù)和厚渣層操作，用氫氣作為主要還原劑。
　　 本論文主要通

2、過(guò)商業(yè)軟件FLUENT6.3，建立數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)相同條件下的水力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，然后將數(shù)學(xué)模型應(yīng)用到實(shí)際的熔融還原爐的研究中。對(duì)于單排側(cè)槍和雙排側(cè)槍的浸入式側(cè)吹模擬，通過(guò)對(duì)不同側(cè)槍流速、槍位、插入深度以及角度等參數(shù)的計(jì)算，對(duì)比分析了這些參數(shù)對(duì)熔融還原爐內(nèi)流態(tài)的影響，得到以下結(jié)論：
　　 1、對(duì)于浸入式的熔融還原爐數(shù)值模擬研究可以采用VOF多相流模型和標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型，其數(shù)值模擬結(jié)果符合相同條件下的水力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、。
　　 2、對(duì)于單排槍的浸入式側(cè)吹模擬，本工作主要研究了不同側(cè)槍流速、槍位、插入深度和角度對(duì)于熔融還原爐內(nèi)流動(dòng)的影響：
　　 (1)側(cè)槍槍位較低時(shí)，渣液和鐵液的含氣量較高，側(cè)吹氣體在渣液中的路徑較長(zhǎng)，對(duì)熔池的攪拌越劇烈；
　　 (2)側(cè)槍流速較大時(shí)，頂部空間的濺渣量較多，渣液和鐵液的含氣量較高，氣體對(duì)熔池的攪拌范圍增大，攪拌能增加；
　　 (3)側(cè)槍插入深度較深時(shí)，三支側(cè)槍出口的位置更靠近熔池中心，對(duì)熔

4、池的攪拌更強(qiáng)烈，頂部噴濺更加劇烈。當(dāng)側(cè)槍插入深度較淺時(shí)，側(cè)槍出口更靠近壁面，壁面所受應(yīng)力增大，對(duì)壁面侵蝕加??；
　　 (4)側(cè)槍角度為30°和50°時(shí)，頂部空間的濺渣量增多，渣層的攪拌比較劇烈。側(cè)槍角度為30°時(shí)，氣體和渣液對(duì)爐襯的侵蝕相對(duì)較小。
　　 3、對(duì)于雙層側(cè)槍浸入式側(cè)吹模擬，本工作主要研究了上排槍的不同流速、插入深度和角度對(duì)熔融還原爐內(nèi)流動(dòng)的影響：
　　 (1)當(dāng)上排槍流速較大時(shí)，熔池內(nèi)攪拌更為劇烈，同