布料模式对COREX预还原竖炉煤气流分布的影响

布料模式决定了炉料的空隙度,而炉料的空隙度分布决定了煤气流的第2次分布。采用三维竖炉数学模型,考察了单环布料情况下,挡位分别在竖炉炉顶直径的0.0、0.8、1.6、2.0、2.4、2.8 m时竖炉内煤气压差和煤气流的变化情况。结果表明：布料过程在料面上发生的炉料粒度偏析对煤气流分布的影响很大,料堆尖处煤气流速很低。随着布料档位外移,竖炉整体压差和围管压差呈现增加的趋势,而反窜煤气比例呈现先微弱降低后迅速增加的趋势,拐点出现在2.0 m布料档位。竖炉炉料布料方式对煤气流有再分配的作用,较为适宜的布料档位为1.6 m,不宜超过2.0 m。     

布料制度对COREX CGD竖炉内气流分布影响的数值模拟

为研究布料制度对COREX CGD预还原竖炉内煤气流分布的影响,本文建立三维数学模型对不同布料制度条件下CGD竖炉内气流速度分布、压差分布及煤气反窜比例进行了模拟研究.计算结果表明,对比中心布料制度,多环布料制度抑制了炉料偏析,使床层空隙度分布更加均匀,改善了竖炉中心煤气分布。多环布料制度增加了炉内压差并抑制了煤气反窜。随着布料档位外移,压差由35 053 Pa增至36 451 Pa,煤气反窜比例由15.64%降至13.68%.     

COREX预还原竖炉煤气流调控技术

重点从竖炉煤气引入方式、布料模式和排料模式三个方面,闸述了COREX预还原竖炉煤气流分布的调控技术。     

COREX 3000竖炉布料的离散元模型

 竖炉内煤气流的分布主宰着其内温度分布、煤气利用率和金属化率的高低,其上部调节方式仅有布料模式。通过引入离散颗粒动力学理论,基于经典牛顿力学和颗粒碰撞软球模型建立了针对COREX 3000竖炉布料过程的离散元数值模拟模型,模型直观可视化再现装料过程,可定量获得料流轨迹、炉料落点及形成料堆的过程。应用模型进一步分析混装2种不同粒径颗粒,获得了炉料运动及形成的料堆过程,发现混装布料过程粒度偏析严重。建立的模型可为寻找和优化合理的布料模式提供重要研究基础。     

宝钢2号高炉无料钟布料实践

本文主要介绍2号高炉无料钟布料的模式,总结了旋转溜槽倾角变化对布料的影响情况,及对气流分布产生的作用。并提出了较理想的气流分布是适当发展边沿煤气流以及判断煤气流分布是否合理的几个指数。     

沙钢5800 m~3高炉布料系统和气流监控系统的应用

对布料系统和气流监控系统在沙钢5800m~3高炉上的应用进行了总结。布料仿真系统可计算出当前的各挡位料层结构、物料下落轨迹、布料矩阵柱状图、焦炭负荷及料层厚度,并有离线设计和在线监控两种模式;气流监控系统可对高炉径向气流、周向气流和软熔带根部位置进行监控。这两个系统投入使用以来,为高炉操作者准确地提供了高炉内部料层分布和煤气流分布等信息,在帮助操作者进行炉况诊断和调剂中发挥了重要作用。     

COREX熔化气化炉布料模式对煤气流分布的影响

布料模式决定了料床的空隙度,而料床的空隙度分布决定了煤气流的第二次分布.通过建立二维的COREX-3000气化炉煤气流动的数学模型,以Fluent软件为载体,采用多孔介质模型描述了单环布料、多环布料两种不同布料模式下的料床内的煤气流动状况,获得了气化炉内煤气的速度场和压力场.结果表明:因布料过程在料面上发生的炉料粒度偏析造成的空隙度分布对煤气流分布的影响很大.在单环布料时,炉料堆尖处煤气流速很低,随着布料档位外移,气化炉整体压差呈现先增加后减小的趋势,拐点出现在3.0 m布料档位,可见炉料布料方式对煤气流有再分配的作用,较为适宜的布料档位为2.5～3.5 m,不宜低于2.0 m和超过4.0 m的档位.通过模拟计算获得的非均匀床层中气体流动规律的认识对COREX气化炉工艺有借鉴意义.     

COREX CGD竖炉内煤气流分布的数值模拟

为研究COREX CGD预还原竖炉内煤气流分布特点,本文建立三维数学模型对CGD竖炉内气流速度分布、压差分布及煤气反窜进行了数值模拟研究.结果表明,CGD装置的安装减小了竖炉底部的煤气流动滞止区,有利于气固相间的传热传质.此外,CGD装置的安装还可降低炉内压差,抑制煤气反窜.对比1#C-3000竖炉,CGD竖炉压差由35066 Pa降至32532 Pa,煤气反窜比例由17. 39%降至15. 64%.     

提高COREX-3000竖炉金属化率的探讨

对提高COREX-3000竖炉金属化率进行了探讨,通过分析金属化率的影响因素,采取调整竖炉布料、提高还原煤气质量及改进操作方法,提高竖炉金属化率,改善技术经济指标。     

COREX竖炉内煤气流分布的三维数值模拟

通过基于有限体积法的竖炉内煤气流分布的混合两相流模型,对COREX竖炉安装AGD管道后的煤气流分布变化进行了三维数值模拟.模拟结果显示,安装AGD管道能降低竖炉的整体压差,提高竖炉的操作压力;增加竖炉下部煤气死区的体积,且并未改变竖炉上部中心1.0m半径范围内的煤气流速,仅提高了1/2半径处的煤气流速;AGD管道对煤气反窜有抑制效果,通过AGD管道进入竖炉的煤气约占56.88％;由围管导气孔进入的煤气主要集中在竖炉边缘及竖炉中心,AGD管道引入的煤气主要分布在其所在的垂直高度上,反窜煤气亦是通过竖炉中心上行.     

基于遗传算法DRI竖炉内流场的影响因素

 气基直接还原铁（DRI）竖炉内的气流分布对DRI生产过程有着重要影响。利用分析软件ANSYS对直接还原铁竖炉内还原气气流分布规律及其影响因素进行研究。模拟分析中将球团矿简化为多孔介质,通过试验测得的惯性阻力系数和黏性阻力系数作为模拟过程的一个基础输入参数。将计算结果通过神经网络找到相互的映射关系,得到气基竖炉部分工艺参数与炉内压强、过渡段串流情况的关系。通过遗传算法优化,得出竖炉内理想气流分布时的状态影响因素。研究结果显示,炉内气流分布状况与状态影响因素有直接关系,并得出影响竖炉内合理流场的主要状态影响因素为炉顶压强和冷却气出口压强。     

Model of Radial Distributions in the Upper Part of the Blast Furnace Shaft

A mathematical model is developed to estimate the radial distribution of the ore‐to‐coke ratio in the blast furnace shaft on the basis of molar flow and energy balance equations. It utilizes the radial temperature distribution of the gas measured above the burden surface to estimate the thermal flow ratios in concentric rings of the shaft, and from this the ore‐to‐coke distribution under the assumptions that a thermal reserve zone of a given temperature exists in the furnace. The model, which also predicts the radial distribution of temperature and pressure in the shaft, has been evaluated on measurements from an industrial blast furnace and verified by comparing the results with temperatures from an in‐burden probe.     

COREX竖炉炉料黏结的机理研究和影响因素分析

竖炉内炉料黏结是COREX炼铁工艺中的一个重大难题,国内外COREX生产操作都表明预还原竖炉内部的炉料容易黏结成块或黏结在竖炉的炉墙上,累积到一定程度后,会引起竖炉悬料,影响COREX还原煤气的利用和预还原竖炉的顺行,严重时甚至堵塞竖炉,使还原煤气难以接受或无法排料而被迫清空竖炉。在竖炉清空期间,对竖炉内黏结物进行了取样和分布情况调查,借助于化学成分检测、SEM和XRD等手段,分析了竖炉内黏结物形成的机理。在上述分析的基础上,通过实验室的试验研究考察了竖炉内炉料黏结的影响因素,结果表明,温度、金属化率、挤压时间、煤气成分等是黏结的主要影响因素。     

竖炉内颗粒、空隙率及气流分布模拟

为研究布料操作对竖炉内颗粒、空隙率及气流分布的影响,基于离散单元法(DEM)建立挡板布料器三维模型,分别计算分析不同挡板角度和料线高度下颗粒分布及空隙率分布,并评估其对气流分布的影响。结果表明,颗粒分布情况无法直接反应空隙率分布。当挡板角度为80°时,空隙率分布最均匀。料线高度对空隙率及颗粒分布的影响小于挡板角度的影响,随着料线高度增加,空隙率更均匀,但颗粒分布变化很小。当挡板角度为75°和80°时,有利于控制心部气流,而当挡板角度为82.5°和85°时,有助防止边部气流过度发展。适当增大料线高度,可使气流分布更均匀。     

无料钟炉顶布料实践及分析

在武钢2号高炉进行了串罐无料钟炉顶布料实践,分析了多角度中心加焦、折返布矿、拓宽布料区间等布料方式引起煤气流变化及改变煤气利用的原因,在2号高炉的原燃料条件下,采用折返布矿和拓宽布料区间的布料模式取得了较好的技术经济指标,布料模式的摸索还须继续;增加矿石层厚度或调整小粒度矿落点位置,可增大煤气阻力,有利于增加间接还原,提高煤气利用率;完善各种检测设备,开发和应用高精度布料技术,丰富高炉专家系统,可进一步优化高炉操作。     

煤气化竖炉直接还原工艺煤气析碳行为分析

在煤气化直接还原竖炉工艺中,还原煤气的CO体积分数较高,竖炉内部较大温度范围都存在析碳反应发生的可能性。基于竖炉操作压力和温度,分析了竖炉内不同区域的析碳行为,同时考察析碳对炉料温度的影响。理论分析表明,随着压力增加,析碳反应加剧,在竖炉中部的500～700℃范围,析碳反应所处的热力学及动力学条件均较好,发生析碳反应可能性较大,且随着析碳量增加带来的固体温度升高值也较大。     

Simplified simulation of the transient behavior of temperatures in the upper shaft of the blast furnace

A one-dimensional dynamic model of the upper part of the blast furnace shaft is applied to study the evolution of gas and burden temperatures, mainly in order to shed light on the transient phenomena after charging dumps of burden. The effects of irregularities in the burden descent and charging are also studied briefly. The simulations demonstrate that the temperatures of the burden layers in the lower part of the simulated region assume a quasi-steady state, indicating that the changes in the top gas temperature experienced immediately after a dump of burden arise primarily because of heat transfer between the gas and the dump. These results support the idea that such temporary changes can be interpreted in terms of distribution of the dumps on the burden surface.