高炉风口回旋区系统的模拟

因为鼓风是预热、还原和熔化铁矿石所需要的热气体的来源,所以鼓风在各风口均匀分配是高炉顺行的重要前提.而回旋区产生的热气流在高炉边缘分布不必均匀.为了研究和分析风口参数和边界条件变化的影响,开发了一种用于风口回旋区系统的模型,对风量、风压、风口直径和喷吹还原剂的燃烧率等变量进行了研究.同时还开发了一种用于实时跟踪风口情况变化的模型在线版本.     

高炉风口回旋区特征的研究现状

高炉风口回旋区是高炉内的重要反应区域,回旋区的形成和反应情况,将直接影响着高炉下部煤气的分布、上部炉料的均衡下降以及整个高炉内的传热传质过程,因此,对高炉风口回旋区特征研究对创造最佳化的高炉冶炼条件具有相当重要的意义。     

酒钢高炉风口破损原因浅析

酒钢嵩炉风口近几年来破损较严重,主要原因在于高炉炉况不稳定、炉缺不活。另外酒钢自产风口质量不好也是重要原因。为了减少风口破损,应从如下几方面采取措施:提高操作水平、稳定炉况;改善风口质量;坚持对风口进行共渗处理;风口检漏工作要及时。     

高炉风口回旋区深度直接测量方法的研究

高炉风口回旋区深度是高炉实现最佳冶炼的重要参数之一。简要介绍了回旋区深度理论建模计算、经验公式计算的研究及不足,同时介绍了炉芯取样、风口探针、激光雷达、微波雷达等几种风口回旋区深度直接测量技术的测量原理及应用现状。通过对各种直接测量技术的分类讨论和优劣对比,得出微波测量是1种较为有效的回旋区深度测量方法。在完善各种回旋区深度直接测量方法的同时,建议结合CCD成像等其它监测系统同步完成风口多项指标的测量。     

高炉风口区煤粉的燃烧行为与喷枪布置对燃烧性的影响

高炉风口区煤粉的燃烧行为与喷枪布置对燃烧性的影响［日］有山达郎等１绪言从降低炼铁工序成本，促进由炼焦煤向普通煤转换和维护焦炉寿命等观点出发，近年来在积极地推进向高炉喷入大量煤粉。基于这一背景，已进行了很多与大量喷吹煤粉有关的研究，如用热模型炉进行的煤...     

熔融气化炉风口回旋区冶炼特征的数值模拟研究

相比于高炉风口喷吹富氧热风,熔融气化炉风口采用常温纯氧,使得炉内质量、动量、热量的传输以及煤气流分布等冶炼特征与高炉存在较大差异.通过建立熔融气化炉风口回旋区二维数学模型,系统考察熔融气化炉风口回旋区内速度分布、温度分布及气体组分分布的冶炼特征.结果表明:在气固相热交换及焦炭 (或块煤形成的半焦) 燃烧反应的综合作用下,熔融气化炉风口回旋区内气体温度迅速升高至3 500 K以上;此外,风口前端存在小规模的气体循环流动现象,故风口前端扩孔破损现象严重,进而导致非计划休风率较高;为减少此类休风现象,可适当额外喷吹富氢燃料性气体 (天然气、焦炉煤气),不仅能降低风口回旋区内气体温度,更可替代部分固体燃料,并充分发挥其中H₂的高温还原优势,提升熔融气化炉冶炼效率.      

高炉风口回旋区大小的计算模型的研究

高炉是炼铁生产中的重要设备。高炉风口回旋区的大小及形状决定了高炉煤气的一次分布,反映了焦炭的燃烧状态,直接影响软熔带的形状和位置,高炉风口回旋区的大小的计算模型的应用对高炉生产实践具有重要的意义,为此,总结了国内外关于回旋区大小的计算模型,为实际生产提供一些经验公式。     

COREX熔化气化炉风口回旋区塌料现象研究

通过建立COREX熔化气化炉热态模型,利用石蜡模拟矿石,玉米粒子模拟焦炭,对熔化气化炉风口回旋区塌料现象进行了定性的研究.研究结果表明,在某些条件下风口回旋区内存在塌料现象,并且熔炼率越大、矿/(焦+块煤)体积比越大、风口回旋区煤气温度越高、风口回旋区煤气量越大,越容易产生塌料现象.根据实验结果,分析了塌料现象产生的原...     

高炉除尘灰用于COREX气化炉喷吹的可行性研究

 高炉除尘灰中含有大量的铁、碳等元素,为探究其在COREX气化炉中喷吹的可行性,采用化学分析、激光粒度分析仪和X射线衍射（XRD）对高炉重力灰、布袋灰和COREX气化炉粉尘的化学成分、粒度分布和矿物组成等进行对比分析。采用热重分析法（TGA）对全氧条件下样品的燃烧性进行试验研究,计算特征温度及综合燃烧特性指数。同时,利用DAEM模型计算样品燃烧过程的平均活化能。结果表明,高炉布袋灰的化学成分、粒度分布与COREX气化炉粉尘接近,且其综合燃烧性能更好,重力灰的燃烧性较差。布袋灰燃烧过程的平均活化能仅为39.6 kJ/mol,明显低于COREX气化炉粉尘。 研究结果表明,高炉布袋灰具有用于气化炉喷吹的可行性,高炉重力灰用于气化炉喷吹时则可降低喷吹粉尘的燃烧率。     

COREX熔化气化炉物料运动和气流分布

基于离散元数值计算方法(DEM),建立了熔化气化炉模型的离散元数学模型.应用此模型从颗粒尺度对气化炉3种软熔区域形状下的物料质量、运动速度、法向力、空隙度分布进行了研究.利用DEM计算空隙度数值,再结合计算流体力学软件对气化炉气流分布进行了计算.结果表明:软熔区域形状对气化炉料面形状和炉内下部法向力的分布影响很小,炉中...     

COREX熔融气化炉Rist操作线的建立和应用

考虑了块煤在熔融气化炉上部挥发分的析出和采用部分氧气燃烧析出挥发分中的焦油和碳氢化合物这一特点,利用改进的Rist操作线原理,建立了熔融气化炉操作线图,直观地体现了不同因素对炼铁过程能耗的影响.讨论了COREX熔融气化炉内上部吹氧燃烧焦油和碳氢化合物后操作线的变化,对比了加入不同块煤和半焦对上部吹氧量、能耗的影响,分析了将块煤中挥发分脱除后以半焦的形式加入炉内,熔融气化炉上部煤气氧化度、温度和煤气量的变化,以及对能耗的影响.     

Characteristics and analyses of COG injection from tuyere in COREX melter gasifier

Coke oven gas (COG), as an environment-friendly source, is projected to be introduced into the COREX process to reduce solid fuel consumption. In this paper, a static model has been developed based on mass and heat balance, which can calculate characteristics of melter gasifier, such as the raceway adiabatic flame temperature (RAFT), volume and component of bosh gas. The results showed that compared with N2, the COG injection from tuyere is more effective on reducing the RAFT and improving the bosh gas volume. The quantity of COG injected is limited for the RAFT, and without other thermal compensation, the largest injection quantity is about 150 Nm³ t^?1. The quantity of COG injection can be increased by preheating tuyere oxygen, adjustment of fuel structure and addition of tuyere oxygen. COG injection can promote the reduction and hearth permeability, decrease the RAFT and protect the tuyere, which is beneficial to COREX operation.     

加焦方式对气化炉内气流分布的影响

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二次分布.本文建立了研究三维气化炉炉料结构和煤气流分布的物理模型和数学模型,物理模型采用热电偶测温的方法,从炉内气体温度分布信息考察了气体的流动情况,由于物理实验无法获得内部空隙度分布信息,故基于离散单元法模型,以Fluent软件为载体,利用多孔介质模型并加入用户自定义函数,通过数学模型进一步研究了不同加焦方式下气化炉内煤气流分布的影响机理,获得了气化炉内煤气的速度场和流线.物理模拟与数值模拟结果相吻合.通过模拟计算获得的非均匀床层内气体流动规律的认识对COREX气化炉加焦工艺有借鉴意义.     

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.     

加焦方式对气化炉炉料结构和气流分布的影响

装料模式决定了料床的孔隙度结构,进而决定了煤气流的分布信息。建立了气化炉炉料结构的离散单元模型和煤气流动的多孔介质模型,以自编程和软件Fluent为载体,结合两个模型共同描述了不同加焦方式对气化炉的炉料结构和煤气流动带来的变化,获得了炉内炉料结构的孔隙度分布信息和煤气的速度场、流线和质量通量。结果表明：首先,由离散单元模型获得的炉料结构信息可作为气流分布模型的边界条件输入;其次,煤气流模型的模拟结果表明焦柱的加入会在加焦位置处形成煤气发展通路,进而改善气化炉透气性,但应控制焦炭加入量,避免气流过度发展,进而影响煤气利用率。通过模拟计算获得的非均匀床层气体流动规律的认识对气化炉加焦工艺有借鉴意义。