铜侧吹熔炼余热利用装备及工艺的适应性设计

铜熔炼炉的烟气具有烟温高、烟气成分复杂以及有腐蚀性且含有大量粘结性烟尘的特点,实践表明,铜熔炼余热锅炉常出现上升烟道及辐射室粘结严重、结大块、对流区管束堵塞等问题,严重的造成整个熔炼工序停炉才能检修,长时间停炉给生产企业带来的损失非常巨大。针对铜侧吹熔炼炉烟气特点和配套余热锅炉生产实践出现的问题,经对比和理论分析,提出铜侧吹熔炼余热锅炉采用立式结构、强制循环的形式,并详细分析了上升烟道、下降烟道和水平烟道的结构设计要点。针对铜侧吹熔炼余热锅炉产汽量较大且比较稳定的特点,创新性的提出中压饱和蒸汽经硫酸转化工序主转化一段过热后进行汽力拖动经热电平衡分析,汽拖最大拖动功率为 7085kW。     

烧结环冷机烟气余热特性研究

研究烧结矿冷却过程中排放烟气的温度及热量分布特性,对于估算余热量和配置余热锅炉有重要意义。对198m2和415m2两种国内典型的烧结环冷机的排烟温度进行测量及分析,结果表明:沿着环冷机旋转方向烟气温度呈现近似线性下降;适合于低温余热发电的温度在250℃以上的烟气,其热量约为环冷机排放烟气总热量的2/3,约占烧结过程固体燃耗的30%。     

奥斯麦特余热锅炉辐射室冷灰斗改造实践

某厂奥斯麦特炉余热锅炉采用直通式强制循环锅炉,由炉盖、上升烟道、下降烟道和水平布置的对流区四部分组成。实际生产运行中,因烟道下降段顶部结焦严重,不时有大焦块落下,砸垮冷灰斗,堵塞对流区刮板机隔筛,造成了不必要的停炉和大量的检修。针对此现象,该厂对余热锅炉辐射室部分水冷壁进行了改造,将斜锥形水冷壁改为垂直水冷壁,并将相关联的设备也进行了改造。改造完成后,设备运行良好,彻底解决了余热锅炉顶部垮焦问题,提升了生产的安全性和经济性。     

1700罩式退火炉烟气余热利用及脱硫项目改造

为了实现冷轧1700罩式退火炉烟气余热利用及达标排放,在废烟气烟道上安装余热锅炉,使废热烟气进入换热器箱体进行换热,产生饱和蒸汽,用于酸洗或轧机生产,并在1700退火炉烟气余热设备后加设SDS干法脱硫系统,与余热回收设备衔接,形成余热回收、脱硫系统。     

基夫塞特竖烟道余热锅炉数值仿真

利用数值仿真计算得到基夫塞特竖烟道余热锅炉炉内的温度场、流场和颗粒运行轨迹,结果表明,烟气在上升烟道外侧形成一个高达30 m左右的大漩涡,烟气在烟道拐角处也形成一个漩涡。在水平烟道的底部烟气流速较小,在水平段烟道入口段和收尘挡板后面处都有回流产生,在水平烟道内烟尘颗粒速度分布与烟气速度分布基本一致,小颗粒烟尘有较好的跟随性。     

余热锅炉技术在电炉第4孔除尘系统中的应用

除尘系统以余热锅炉为核心,通过50t电炉第4孔将高温烟气从烟道吸出,经烟道进入燃烧沉降室,CO等可燃物燃烧、大颗粒沉降后进入余热锅炉,经热交换烟气温度降到150℃,之后进入除尘器净化,由风机排入大气。使用过程中解决了热管在线清灰、蓄热器能量平衡等一系列核心技术问题,特别是冲击波吹灰技术,从根本上解决了热管在线清灰,保证热管清洁。实现了除尘及除尘烟气热量的循环再利用和清洁生产,系统产蒸汽20t／h,年效益2000万元。     

电弧炉烟气余热利用系统的设计应用

莱钢50t电炉第4孔高温烟气原来直接排入环境除尘系统,造成能源浪费。通过对电弧炉第4孔移动烟道的改造,实现与新建燃烧沉降室和热管式余热锅炉的对接,将余热管锅炉收集高温烟气热量所产生的蒸汽储存在2台150m3蓄热器中,以满足VD真空精炼炉生产需求。烟气余热回收系统可提供压力1.6MPa饱和蒸汽15t/h,每年节约燃油消耗费用2256万元。     

焦油管式炉余热利用实践

通过在焦油装置管式炉对流段增加一段焦油管,对燃烧器进行改造,利用高温烟气余热预热助燃空气,降低了烟气排放温度;在管式炉煤气燃烧器对流段增加11根炉管提高了管式炉的热效率,煤气耗量明显降低,由改造前的883 m3/h降到729 m3/h,降低了装置的能源消耗。废气排放温度从原先的364℃下降到204℃,明显减小了废气带走的热量。煤气燃烧完全,废气含氧量从原先的高于10%下降至4.8%,管式炉热效率明显升高,由原先的76.4%升高到85.0%。     

一种焦炉烟道气余热回收的设计与应用

为解决焦炉烟道气余热能源浪费和其对周围环境污染的问题,利用高温烟道废气通过风机引入换热锅炉,直接产生蒸汽用于干熄焦锅炉加热除氧器用汽,进而提高了干熄焦余热的发电量;实现了焦炉烟道废气余热利用,降低了焦炉烟道废气排放温度及污染物含量;相对减少了相同蒸汽产量锅炉的烟气排放量。不仅具有节能的直接经济效益,而且更重要的还具有明显的环境效益。     

余热锅炉高温烟道的改造实践

对余热锅炉高温混合烟道顶部保温浇筑层开裂、塌陷原因进行分析,找出烟气温差对烟道寿命造成的影响,提出把烟道改造为矩形环状,提高烟气混合效率,解决了余热锅炉烟气温差大的问题,保障了余热锅炉运行稳定。     

高炉中心加焦制度下煤气流速度与压力场模拟

不同的布料制度决定炉料的分布状态与不同部位炉料孔隙度的大小,进而影响煤气流在炉内的速度与压力分布,而煤气流的分布直接影响高炉顺行、煤气流利用率与料柱透气性的优劣.为促进煤气流合理分布,进一步探索高炉在中心加焦条件下炉内不同部位的煤气流速与压力变化规律,借助数值模拟方法,建立二维高炉煤气流流动物理模型,基于多孔介质算法并...     

热风阀阀板的流场分析

以COSMOSFloworks软件为工具,对国内某重工集团的DNI1800热风阀阀板水道进行了流场分析.分析结果表明:阀板内水速分布不均匀,是造成阀板换热不均,局部急冷急热的重要原因.应改变此型阀板中部流态和加宽内水环边缘水冷结构来改善冷却均匀性,以达到提高阀板寿命的目的.     

特厚钢板阵列射流淬火的表面换热

采用特厚钢板专用辊式射流淬火试验装置和多通道钢板温度记录仪,测试出射流速度3.39~26.8 m·s-1、雷诺数12808~117340、水流密度978.7~6751.5 L·(m2·min)-1条件下,84 mm厚钢板淬火冷却曲线;进而基于反传热修正方法计算高温钢板淬火过程壁面温度和热流密度,描绘出沸腾曲线,分析多束圆孔阵列射流对特厚钢板淬火表面换热的影响.结果表明:射流速度、水流密度等参数影响钢板表面射流滞止区和平行流区换热机制,进而影响最大热流密度分布.射流速度较低时,壁面平行流区观察到混合换热和"热流密度肩"现象;随射流速度增大,膜沸腾换热机制消失,最大热流密度移至较低壁面过热度处.相关研究将对特厚钢板淬火过程温度场计算和组织性能调控提供有益的帮助.      

数值模拟开式水冷模铸机浇注过程

以南钢开式水冷模铸机为研究对象,建立了型腔内钢液三维非稳态流动、传热和液面波动的数学模型,研究了浇注过程中钢液的流动特征、温度分布以及注流卷吸气体的运动规律。结果表明：浇注过程中,在“气体卷吸”作用下,型腔内钢液的流动存在显著差异,浇注前期表现为上升流呈多个大小不一的涡旋流,浇注后期则呈典型的逆时针涡旋流,并充满整个模腔。在该流动行为影响下,型腔内钢液温度场表现为中心低四周高的系列等温带,钢液表面水平流速随液面高度的上升而增加,在液面高度为3.1 m时达到最大表面流速0.6 m/s ,此时液面波动大,易发生卷渣和钢液二次氧化。     

Modeling of spray deposition: Measurements of particle size,gas velocity,particle velocity,and spray temperature in Gas-Atomized sprays

Spray deposition is a novel manufacturing process which is currently being developed for producing near-net-shape preforms. Spray deposition involves the creation of a spray of droplets by a gas atomizer and the consolidation of these droplets on a substrate to create a preform. In order to maximize the metallurgical benefits of spray deposition, a thorough characterization of momentum and heat transfer in the gas-atomized spray is required. The present paper describes measurements of particle size, gas velocity, particle velocity, and spray temperature in gasatomized Sn-Pb sprays. Measurements were performed on steady-state axisymmetric sprays which were generated using a close-coupled gas atomizer with Sn-5 wt p t Pb and Sn-38 wt p t Pb alloys, atomizer gas flow rates of 2.5 g/s (0.56 MPa) and 3.4 g/s (1.04 MPa), melt flow rates of 35 and 61 g/s, and atomizer-substrate distances of 180 and 360 mm. Gas velocities in the range to 4 m/s were measured using Pitot tube and laser Doppler anemometry (LDA). Droplet velocities in the range 3 to 32 m/s were determined from photographic streak-length measurements and LDA. Oil calorimetry of the spray enthalpy indicated that the spray temperature decreased with increasing axial distance from the gas atomizer, increasing gas flow rate, and decreasing melt flow rate. Formerly Doctoral Student, Department of Metallurgy and Science of Materials, Oxford University     

基于CFD的闪速炼铜余热锅炉内部流场分布研究

闪速炉余热锅炉炉膛内的烟气流动过程十分复杂,与烟气的初始流入条件、炉膛的结构及挡板、管屏的尺寸及布置方式均密切相关。因此,研究其内部的流场分布规律对于闪速熔炼的工艺优化具有积极的指导作用。本文采用计算流体力学（CFD）数值模拟方法,对某闪速炼铜余热锅炉炉膛内的流场分布规律进行了数值模拟及分析。研究结果表明：建立的余热锅炉流场数值分析方法,能够较准确反映炉膛内的流场分布情况,模型收敛性较好,模拟结果有保证;锅炉辐射室整体流速较低,对流室整体流速较高;进入辐射室的烟气分三部分流动,如何增加流过挡板的烟气动量、减小涡旋的产生是优化炉膛结构的重点。盐化风的高速射入起到了有效打散烟气团的作用,可以防止烟气大量聚集而影响辐射室内烟气的流动和换热,也可以有效保护炉膛顶部,并防止积灰。辐射室挡板的尺寸和布置方式是改变烟气入口处流场的重要因素,合理优化挡板、管屏的设计方案对于保障余热锅炉正常运行及闪速熔炼工艺的顺利进行具有重要的意义。     

贵溪冶炼厂闪速炉余热锅炉改造

为解决贵溪冶炼厂三期改造完成后闪速炉余热锅炉烟尘粘结问题,用新设计的带有弹性振打清灰装置的对流管束取代原有的凝渣管屏和对流管束,改造完成后,运行状况良好。     

纯氧助燃预热铁包中废钢过程气流特性的数值模拟

低热值煤气铁包内燃烧预热废钢是提高转炉废钢入炉量的有效措施之一。基于标准k-ε湍流模型耦合涡-耗散燃烧模型,针对铁包内转炉煤气纯氧燃烧过程进行数值模拟研究,探讨气流分布特性及其对烘烤效果影响。结果表明,纯氧燃烧时高温气流速度大,从料堆中心进入、边缘排出,换热距离大,可有效提高低热值煤气燃烧的热利用效率;燃烧过程中铁包盖-体间隙存在空气卷吸、烟气外溢现象。通过调整煤气流量或出口负压,可减少高温烟气外溢、调节烟气回收温度,实现废钢烘烤的最佳气流分布和效果。本预热装置出口负压为-50 Pa、煤气流量约为3 500 m3/h时综合效果较佳。     

大型高炉热风炉技术的比较分析

 主要针对5000m3级别大型高炉的高风温热风炉技术进行技术比较分析,选择5000m3级别大型高炉的设计实例,在风温、风量、燃烧介质等热风炉设计参数相同的同口径条件下,对Didier外然式热风炉和顶燃式热风炉进行本体表面积和表面散热比较,同时通过数值模拟分析,比较这2种热风炉的高温烟气速度分布、高温烟气流场分布、格子砖顶面温度分布,为大型高炉热风炉形式的合理选择提供建设性建议。通过比较分析,顶燃式热风炉的本体结构技术、流场热传输技术较其他形式热风炉具有明显优点,顶燃式热风炉技术是目前高风温热风炉技术发展的趋势,对于大型高炉采用顶燃式热风炉技术可以取得可观经济效益。     

烧结热风循环罩数值模拟与结构优化

为解决热风分布不均与罩内回流的问题,以首钢京唐500 m2烧结机热风循环系统的热风循环罩为研究对象,应用计算流体力学方法对其进行分析和优化.对热风循环罩原结构的流场数值模拟结果表明,热风从水平方向进入罩内后集中在来流方向远端一侧,来流方向近端一侧出现低速回流区,罩内热风分布严重不均,进入料面热风的最大速度达到了6.36...