Influence of operation parameters on flash smelting furnace based on CFD

The influence of three important operation parameters in Jinlong flash smelting furnace, including the distributing blast speed, the oxygen enrichment rate of process air and the ratio of central oxygen to overall oxygen (Oc/Oo), has been investigated using a virtual simulation system on copper flash smelting furnace. The core of this virtual simulation system is a numerical simulation of CFD (computational fluid dynamics), and this system incorporates coupling momentum transport, heat transport, mass transport,reaction kinetics between gas and particles and chemical reactions between gas and gas. A set of numerical predicted data were obtained. The CFD simulation shows that there is a sensitive zone of the distributing blast speed, and the dust content ascends when thespeed exceeds 180 m.s^-1. Increasing the oxygen concentration of processing air benefits the efficient production of the flash smelting furnace.     

Simulation of moving boundary of the reaction shaft in a flash smelting furnace

Ｔｈｅｆｌａｓｈｓｍｅｌｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｂｅｉｎｇｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｃｏｐｐｅｒｓｍｅｌｔｅｒｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｗｏｒｌｄｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｈｉｇｈｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｆｅａｓｉｂｉｌｉ ｔｙｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＳＯ2 ｉｎｔｈｅｏｆｆｇａｓ.Ｍａｎｙｔｅｃｈｎｉｃｉａｎｓｈａｖｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｆｌａｓｈｓｍｅｌｔｉｎｇｆｕｒｎａｃｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐａｓｔｄｅｃａｄｅｓｏｎｔｈｅｓｃａｌｅ ,ｏｆｂｏｔｈｌａｂｏ ｒａｔ…     

闪速炼铜余热锅炉辐射室流场温度场数值模拟

针对某大型闪速炼铜炉余热锅炉,提出采用计算流体动力学（CFD）技术模拟锅炉辐射室内流场和温度场的模型和方法.模型中考虑湍流计算、化学组分扩散计算以及传热计算.通过对初始方案和若干调整方案模拟结果的比较分析,掌握在辐射室中部布置挡板,并在辐射室入口处喷入硫酸盐化风时的辐射室流场及温度场总体分布规律.结果表明：辐射室挡板对于高温烟气扩散并充满整个辐射室至关重要,位置和尺寸对流场及温度场的整体形态具有决定性影响;盐化风应喷入到高温烟气的前冲途径上,以有效打散高温烟气团,降低烟气的前冲动能.     

多旋流烧嘴加热炉内冷态流场的数值模拟研究

在任意拉格朗日－欧拉（ALE）框架下，采用有限体积法开发了三维非定常流体流动的数值计算程序，利用该程序对包钢多旋流平焰烧嘴步进式加热炉内的冷态流动场分布进行了计算模拟，并与无旋流烧嘴加热炉内场进行了比较，发现多旋流烧嘴加热炉内的流场分布更加合理，且与生产中所观察到的情况一致，对生产实际有重大的指导意义。     

双蓄热式环形炉内流动与传热过程的数值模拟

为了描述双蓄热式环形加热炉在特殊结构下流动、传热和燃烧过程的特性，建立了非对称双蓄热式环形实验炉内流动、传热和燃烧过程的数学模型.湍流模型采用标准κ-ε双方程模型，燃烧模型采用平衡混合分数（PDF）模型，辐射传热模型采用离散坐标(DO)辐射模型.利用数值仿真软件进行了模拟计算，结果表明，炉膛内温度均匀性较好，一氧化碳的燃烧完全，二氧化碳的浓度在炉内分布均匀.     

铜冶炼行业清洁生产评价指标权重分析

结合某冶炼厂的生产实际,采用层次分析法,运用Excel进行权重求解和一次性分析,确定铜冶炼行业清洁生产评价指标体系以及每个评价指标的权重.结果表明,铜精矿耗量指标的权重值高于其他指标的权重值,废水与废气指标的权重值也高于其他同类指标.通过建立清洁生产评价指标体系,对企业进行全过程综合评价,评定企业的清洁生产水平.通过对各项指标的实际达到值、评价基准值和指标的权重值进行计算和评分,综合考评企业实施清洁生产的状况和企业清洁生产程度.     

步进式加热炉板坯温度场数值模拟

钢坯加热是轧制前的重要工序,随着燃料价格的提高及新钢种的应用,建立精确的钢坯温度-时间关系传热模型已成为提高产品质量和节能降耗的首要条件。以某钢厂轧钢加热炉为研究对象,对钢坯加热过程的温度场进行数值模拟。建立了板坯在加热炉内加热数学模型,采用有限容积法对模型进行了离散,通过编程求解得出：在各加热段钢坯角部温度最高,加热段升温速度最快,钢坯断面温差最大,均热段断面温差最小,钢坯出炉断面温差稍高,建议延长均热时间     

四墙切圆煤粉炉内燃烧过程数值模拟研究

以一台四墙切圆煤粉炉试验模型为研究对象，对炉膛内煤粉的流动及燃烧进行了数值模拟．对煤粉燃烧的挥发分析出分别采用单步反应模型和两步竞争反应模型，对焦炭异相燃烧分别采用扩散燃烧模型和扩散／动力燃烧模型．将这四个模型两两组合得到的计算结果与试验测得数据进行了比较分析，最终确定挥发分析出采用两步竞争反应速率模型、焦炭异相燃烧采用扩散／动力燃烧模型较适合于描述四墙切圆煤粉燃烧室内的燃烧过程．     

空气单蓄热室状加热炉内传输过程的数值模拟

以某企业拟建的高温蓄热实验炉为研究对象，对该炉内发生的流动、燃烧和传热过程进行了数值模拟，得到了炉内速度场、温度场和浓度场的分布情况.通过分别改变空气喷口和燃料喷口间的夹角、空气喷口的长宽比来优化炉内的流场和温度场.结果表明,空气喷口水平交角对炉内温度场均匀性的影响很大，当空气喷口水平交角为8°时炉内温度均匀性最好；在空气喷口长宽比为3∶1 的情况下，可以改善炉内温度场的均匀性，以避免产生局部高温区.     

NUMERICAL SIMULATION AND ANALYSIS ON THE VELOCITY FIELD IN BATH OF A ROUND ELECTRIC CLEANING FURNACE

Theapplicationoftheelectriccleaningfurnacetotheefficientrecoveryofvaluablemetalshasreachedahighpointofdevelopmentinnonferrousmetallurgytoprocessslagbearinghighcontentofvaluablemetals.Asthesizeandratingofsuchfurnacescontinuetoincrease,theneedforasoundtheoreticalbasisforthedesignandtheoperationbecomesurgent.Theflowofliquidslaghasanimportanteffectontheheatetficiency,therecoveryratioofvaluablemetalsandlifespanoftheelectriccleaningfurnace.Atpresent,however,itisstilldifficulttomeasurethefluidvelocit…     

基于连续退火炉数学模型的炉温优化策略

在带钢连续退火炉中带温对炉温的响应具有严重的非线性和滞后性,针对该问题,基于带钢连续退火炉热过程的数学模型，开发了一套开放式连续退火炉炉温优化计算机数值仿真系统，系统包括炉温启发式优化策略及其算法，该算法主要由滚动优化和启发式参数调整规则构成.通过数值仿真研究，表明该算法具有线性收敛特性，带钢的目标温度与带钢的计算温度十分接近，间接证明了该算法的正确可靠性.     

Numerical simulation of thermal process and energy saving of lime furnace

Based on the principle of thermal balance and material balance of lime furnace, the reaction and heat transfer process mathematical-physical model and the on-line monitoring model of the decomposition rate of limestone were set up. With this model, numerical simulation is used to analyze the effects of operational parameters on the process of lime calcining and to optimize it. By using visual basic program to communicate and program, the centralized management and automatic control of the lime furnace are realized. The software is put into practical production, which makes the lime furnace operate steadily and efficiently, and causes the increase in output and decrease in energy consumption.     

Numerical simulation of fluid flow in a reheating furnace with multi-swirling-burners

A general numerical simulating program for three-dimensional (3-D) and time-dependent fluid flow for a reheating furnace with multi-swirling-burners has been developed based upon an arbitrary Lagrangian-Eulerian scheme (ALE) with the finite volume method. The parameters of fluid flow in a reheating furnace with multi-swirling-burners was calculated and the 3-D velocity distributions were obtained. The design of the burners was optimized for forming better swirling flow. The simulation shows that the fluid flow in the reheating furnace with the optimized burners is reasonable.     

Intelligent decision support system of operation-optimization in copper smelting converter

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣｏｐｐｅｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｉｓｓｍｅｌｔｅｄｉｎａｆｌａｓｈｆｕｒ ｎａｃｅ .Ｔｈｅｓｍｅｌｔｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｓｃｏｐｐｅｒｍａｔｔｅ .Ｔｈｅｍａｔｔｅｉｓｆｅｄｔｏｃｏｎｖｅｒｔｅｒ.Ｓｕｌｆｕｒａｎｄｉｒｏｎａｒ     

中央扩散型精矿喷嘴空气动力学特性数值模拟

为了解决在加大给料速度时中央扩散型喷嘴生产过程中存在冶炼不完全、气粒混合不佳等问题,采用Fluent 6.3.26建立中央扩散型喷嘴控制模型,实验验证模型的有效性,仿真研究分散风和给料速度变化对喷嘴出口附近区域流场、颗粒运动轨迹和颗粒浓度场等的影响.结果表明:仿真模型可靠,最大误差为6.3%.工艺风气流占主导作用时,颗粒分布集中于反应塔中心;分散风可调节炉内颗粒的分散及分布情状况,工艺风和中央氧环形气流下方颗粒分布较多;相同工艺风和分散风条件下,给料速度对炉内颗粒分散和分布状况影响较小.     

竖炉生产直接还原铁过程的数值模拟

采用基于气相和固相的质量和能量的竖炉一球团（块矿）法直接还原炼铁的一维数学模型．含铁原料的还原采用三界面未反应核模型,并考虑了热量损失,得到了各物质的组成和温度在炉内的分布．以Gilmore厂Midrex作为对象进行模拟,模型结果与生产数据相符,验证了模型的准确性．模拟结果表明：Midrex竖炉的绝大部分区域内气利和固相的温度基本保持在还原煤气的入口温度．对高度为9．75m的Midrex竖炉,炉内绝大部分为浮氏体的还原,含铁原料运行约0．5m即可完全变成磁铁矿,运行约2m即可完全变成浮氏体．在竖炉7．0～9．75m深度范围内,随着还原气的上行,H2的体积分数迅速减少,而CO的体积分数变化不大．在竖炉2．0—7．0m深度范围内,H2和CO的体积分数缓慢降低,在竖炉0～2．0m深度范围内,H2和CO的体积分数显著降低．     

SMC模压过程非稳态温度场数值模拟

SMC模压成型过程固化度与温度是强耦合关系，为了对SMC模压成型过程非稳态温度场与固化度进行数值模拟，依据固化动力学和非稳态导热理论，建立了温度场和固化度动力学模型。通过DSC试验分析确定模型中固化度动力学参数。利用有限单元与有限差分相结合的方法，建立了温度场和固化度数值模型。应用Euler逐步迭代法实现了计算机解耦，数值模拟与试验比较，结果吻合，为优化模压成型工艺提供了理论依据。     

六角切圆炉膛气流流动特性的数值模拟

在试验研究的基础上,采用K-ε双方程湍流模型对六角切圆燃烧锅炉进行冷态数值模拟,研究炉内气流流动特性,突出原始设计工况与各种改进工况的对比,分析原型锅炉受热面结渣的原因,数值模拟研究发现,燃烧器六角布置的锅炉具有不同于四角锅炉的独特的炉内空气动力场,侧墙燃烧器对炉内流场影响较大,上排燃烧器二次风假想切圆加大有利于炉内燃烧,与试验结果吻合较好,适当加大二次风假想切圆直径成为工程改造的有效方案。