考虑风口回旋区影响的高炉热风分配模拟

以鞍钢新5号高炉为研究对象,对比分析了空喷及考虑风口回旋区这两种工况下高炉热风的周向分配情况.结果表明:当风口参数相同时,空喷与考虑风口回旋区这两种工况下的热风分配规律相同,即在高炉圆周0°,90°,180°和270°方位的风口风量和鼓风动能较大,45°,135°,225°和315°方位的风口风量和鼓风动能较小;空喷和考虑风口回旋区这两种工况下的风量极差分别为3.65 m^(3)/min和7.29 m^(3)/min,标准差分别为1.32和2.71;空喷和考虑风口回旋区这两种工况下的鼓风动能极差分别为9.93 kJ/s和19.90 kJ/s,标准差分别为3.62和7.41;与空喷工况相比,考虑风口回旋区工况下热风和鼓风动能分配的不均匀性更为明显,热风分配结果更准确.

从风口回旋区模拟谈风口参数对风量的影响

基于鞍钢新5号高炉生产数据,在考虑风口回旋区条件下,探讨了风口回旋区体积、风口直径及风口插入深度对风量的影响。结果表明:风口回旋区体积由0.6769m^(3)增大到0.7186m^(3)时,风量从158.02m^(3)/min增加到163.41m^(3)/min,与空喷相比,风口风量更大;风口直径分别为110mm、115mm、120mm时,风口直径每扩大5mm,风量依次增加了5.81m^(3)/min、12.16m^(3)/min,与空喷相比,随着风口直径的增加,风量增加的趋势更加明显;风口插入深度分别为480500、520、560mm时,风量分别为159.61m^(3)/min、159.64m^(3)/min、159.69m^(3)/min、159.76m^(3)/min,与空喷相比,随着风口插入深度的增加,风量会增大,但增幅较小。

热风在高炉热风围管中流动特性的模拟研究

对鞍钢2580 m^(3)高炉热风围管内热风流动特性开展数值模拟研究,探究各风口风量不均匀分配的内在机理.结果表明,在各风口尺寸相同的条件下,围管内的主体流动并非单纯的单向流动,而是存在返流.热风进入热风围管后,直接冲击热风围管0°处热风支管,导致此处风口风量较大;进入围管后的热风形成两股气流在热风围管入口正对面(即180°处)发生碰撞,导致对应风口风量较大;气流碰撞后部分产生返流,沿着热风围管下部和内侧逆向运动,在热风围管90°和270°位置处与正常运动的气流再次碰撞并汇聚进入此处支管,导致对应风口风量较大.通过对比分析鞍钢高炉风口参数调节措施发现,现场调节措施与本研究结果基本一致.

高炉风口风量分配均匀性的数值模拟

采用CFD方法对鞍钢2580 m^(3)高炉各风口风量进行数值模拟,分析了该高炉在不同风口参数下各风口风量均匀分配的情况.结果表明:在风口直径相同的条件下,高炉风口风量分配并不均匀,沿围管圆周的4个对称方位处风口风量较大,各风口风量的标准偏差为1􀆰12.结合风口直径相同条件下及鞍钢现场生产风口风量的分配规律可知,风口风量的均匀分配需要同时考虑风口调整方位、风口调整幅度及相邻多风口调整等参数.根据以上原则提出调整鞍钢高炉风口参数的新方案,此方案下各风口风量标准偏差可降至0􀆰67.