浸入式側吹對熔融還原爐流動影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、進入21世紀以后，能源環(huán)境和發(fā)展的矛盾逐步凸顯出來。傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝的污染排放物會產(chǎn)生巨大的環(huán)境負荷，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)達國家的廣泛重視。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，提出了新一代熔融還原爐的概念模型，采用頂、底、側復吹技術和厚渣層操作，用氫氣作為主要還原劑。
　　 本論文主要通

2、過商業(yè)軟件FLUENT6.3，建立數(shù)學模型，并通過相同條件下的水力學模擬實驗驗證了數(shù)學模型的準確性，然后將數(shù)學模型應用到實際的熔融還原爐的研究中。對于單排側槍和雙排側槍的浸入式側吹模擬，通過對不同側槍流速、槍位、插入深度以及角度等參數(shù)的計算，對比分析了這些參數(shù)對熔融還原爐內(nèi)流態(tài)的影響，得到以下結論：
　　 1、對于浸入式的熔融還原爐數(shù)值模擬研究可以采用VOF多相流模型和標準k-ε模型，其數(shù)值模擬結果符合相同條件下的水力學實驗結果

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

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