COREX熔化气化炉物料运动的物理模拟

以COREX熔化气化炉实际尺寸和操作参数为基础,根据相似准则建立了COREX熔化气化炉模型,用以研究气化炉内物料运动过程。实验采用聚乙烯粒子作为模型的填充物料,并选用绿豆作为示踪颗粒,分析研究了气化炉内鼓风流量和排料速度对物料运动流型和运动轨迹的影响。结果表明:随着排料速度的增加,停留时间减小,死料柱顶点位置降低,物料下降运动变得不均匀;随着鼓风流量的增加,上部料层的下降更加均匀;非正常排料时,熔化气化炉内物料的运动将很不均匀,气化炉一侧物料的运动并不受另一侧物料的影响;位于死料柱正上方的颗粒下降速度最慢并向排料口弯曲;位于风口回旋区正上方的颗粒下降速度最快,鼓风导致风口回旋区上方的颗粒停留时间减小;靠近炉墙处的颗粒,其下降过程一直沿炉墙下降,直至靠近排料口时发生弯曲。

利用图像处理界定熔化气化炉软熔区域边界

建立了二维COREX熔化气化炉物理模型.利用石蜡模拟DRI,玉米粒子模拟焦炭和块煤,通过高速摄像仪对炉内软熔区域变化进行记录,根据实验前后炉内物料颜色的变化,提出一种图像处理方法.利用该方法可以得到炉内软熔区域边界,从而得到其位置及厚度.对本实验条件下软熔区域的变化过程进行了分析,所提方法可在进一步研究中分析操作条件变化对炉内软熔区域的影响.

TRIZ理论改善竖炉向气化炉输送矿石研究

COREX竖炉管道内含铁炉料的黏结是COREX工艺的一大难题。基于TRIZ理论,首先进行了问题描述,并建立了整体功能模型图,采用因果链法进行了系统分析,确定了关键问题分析;进而确定最终理想解,进行了资源分析;最后采用技术冲突、物理冲突、物质场-76个标准解及效应工具对问题进行了求解,得到了8个方案和5个专利点,可对竖炉向气化炉输送含铁炉料的设备及工艺进行改造提供参考,包括设置抽除还原煤气的装置、使用可自动调节口径的输料管道、改进螺旋排料器叶片及使螺旋排料器具有自清洁功能或振动功能,预计均可取得良好效果,为竖炉顺利向气化炉提供含铁原料提供保证,具有实际应用价值。

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.

利用温度梯度分析COREX熔化气化炉内区域

建立了COREX熔化气化炉热态模型;利用石蜡模拟矿石,玉米颗粒模拟焦炭,通过温度传感器对炉内气相温度进行了测定.对测得的模型内温度信息进行处理,可以获得模型内温度梯度.对熔化气化炉在高度方向的温度梯度进行分析,可大致区分炉内填充床、软熔区域、半焦床以及风口回旋区的范围.该研究方法可以比较客观地描述COREX熔化气化炉内部的各区域,以便在进一步研究中分析操作条件变化对炉内各个区域的影响.

COREX气化炉回旋区塌料现象及其影响初探

为了研究COREX-C3000气化炉,开发了COREX工艺静态模型和实验系统.COREX工艺静态模型是建立在物料平衡和热量平衡基础上的,根据生产现场工艺操作参数设定输入参数,计算结果用于物理实验参数的设定.COREX物理实验系统是建立在相似原理基础上的,模型设有插入式热电偶和观察面板,可获得模型内部信息.实验发现,随着排料速度、石蜡颗粒和玉米颗粒体积比、风温和风量等实验参数增大,风口回旋区越容易发生塌料现象,并初步分析风口回旋区内塌料的影响.

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因,并针对COREX熔化气化炉生产条件提出技术建议,供生产人员参考.

板坯连铸结晶器水模型内吹气流动和夹杂物粒子去除模拟

利用数值模拟方法研究了连铸结晶器水模型内吹气作用下的流动和夹杂物粒子去除效果,分析了吹气量对结晶器内流动和夹杂物粒子去除的影响规律.研究结果表明,吹气可增加整个上回流的向上运动趋势,尤其是靠近水口附近的流动;随着吹气流量增大,自由液面波动减弱;夹杂物粒子上浮率增加,在2,4和6L/min气流量下,夹杂物粒子去除率比无气体吹入时分别提高3.4%,5.9%和9.6%.

COREX熔化气化炉软熔区域的物理模拟

为了模拟COREX熔化气化炉软熔区域,建立了COREX熔化气化炉热态模型,设有热电偶和观察面板,可获得模型内部信息.在热态物理模拟实验中,考察了排料速度、石蜡与玉米体积比、风温和风量等操作参数对软熔区域的影响.实验结果表明,随着所选实验参数值的增加,风口回旋区发生塌料现象的可能性增加;当排料速度增加时,软熔区域位置降低,厚度减少;当石蜡与玉米体积比增加时,塌料前软熔区域位置升高,厚度增加,塌料后软熔区域位置降低,厚度增加;当风温增加时,塌料前软熔区域位置升高,厚度增加,塌料后软熔区域位置降低,厚度减少;当风量增加时,发生塌料前后软熔区域都位置升高,厚度增加.

总线型绝对值编码器在冷轧1550mm酸轧机组中的应用

结合冷轧实际工艺流程,简述总线型绝对值编码器在该机组自动控制过程中的实现方式和作用。

影响熔化气化炉风口回旋区因素的物理模拟

以COREX实际尺寸和操作参数为基础,假设回旋区内只有气、固两相,根据相似准则建立了COREX熔化气化炉模型用以研究回旋区.实验采用聚乙烯粒子作为模型的填充物料,并用红色粒子作为示踪粒子,研究了回旋区的形成过程;通过颗粒速度场确定的回旋区边界,分析了风速、排料速度(焦炭燃烧速度)、料层高度等因素对回旋区大小的影响.

COREX熔化气化炉填充床内未燃煤粉行为的实验研究

通过建立热态模型,利用石蜡模拟矿石,玉米粒子模拟焦炭和块煤,煤粉模拟未燃煤粉,用于研究COREX熔化气化炉填充床内的未燃煤粉。结果显示,在正常生产和风口回旋区塌料两种炉况下,填充床中的未燃煤粉有弥散和聚集两种分布形式;聚集形式的未燃煤粉从填充床中心向边缘发展。最后,结合本实验结果和前人研究成果提出了关于COREX的生产建议。

TRIZ理论在改善引流砂对钢液危害中的应用

采用TRIZ理论对连铸钢包浇注系统设计中引流砂污染钢液问题进行分析,通过功能分析、因果链分析法确定了关键问题点,并充分应用了物质-场模型、物理冲突以及裁剪等TRIZ工具对连铸浇注工艺设计进行了改进,产生了5种解决方案。经过对方案的综合评价,确定了2个最优方案:1)利用低熔点高密度液体金属引流砂代替传统固体引流砂,同时将钢包滑板做成中空或真空形式,增加钢包上水口内液体金属引流砂的保温效果,避免凝固,确保良好的引流效果;2)将长水口出口设计成组合式,底部用于截流引流砂,侧壁用于钢液通过,将“负面”部分(污染钢液的引流砂)抽取出来,进入长水口底端存留。

Nb-V-Ti微合金化低合金钢SG610E 250 mm×2000 mm连铸尾坯封顶工艺试验与实践

针对低合金钢SG610E 250 mm×2000 mm连铸尾坯封顶工艺进行了试验研究,结果表明,传统的打水封顶工艺,在距离铸坯尾部2000 mm范围内存在严重的中心缩孔,而低拉速无水封顶可以将缩孔尾坯长度减小到了900 mm。但是由于低拉速无水封顶工艺,拉速≤0.2 m/min持续时间长,导致连铸坯表面温度降低,进入第三脆性区,Nb-V-Ti微合金化低合金钢连铸尾坯表面出现了表面横裂纹。为此,开发了一种宽厚板连铸机拉速0.4 m/min不停机无水封顶方法,不仅获得了良好的连铸尾坯内部质量,同时解决了该钢连铸尾坯表面横裂纹的问题。

电磁制动结晶器内电磁参数对钢液流动行为影响数值模拟

采用数值模拟方法研究了电磁参数(上、下磁极间距和线圈电流强度)对结晶器内流场和钢/渣界面波动行为的影响。结果表明,全幅两段式电磁制动结晶器内上部磁极和下部磁极覆盖区域磁感应强度会相互影响,上部(下部)磁极线圈电流强度的增加,会导致对应的下部磁极(上部磁极)覆盖区域内磁感应强度增加;施加全幅两段式电磁制动可以显著抑制结晶器内钢液流速和稳定弯月面波动;当上、下磁极间距增大时,钢液射流对结晶器窄面的冲击强度增大,钢/渣界面处湍动能和钢液流速增大;随着上部磁极线圈电流强度增大,钢液射流对结晶器窄面的冲击强度基本不变,钢/渣界面处钢液流速和湍动能减小;随着下部磁极线圈电流强度增大,钢液射流对结晶器窄面的冲击强度略微减小,钢/渣界面处流速和湍动能减小。

COREX熔化气化炉物料运动行为

基于离散元方法，建立了二维扁平熔化气化炉的离散元模型，应用此模型从颗粒尺度对物料运动流型、速度场以及空隙度分布进行了研究。结果表明：采用加入示踪颗粒的方法，对颗粒运动流型进行分析，示踪颗粒层逐渐由直线型变为两侧向下弯曲型；从物料速度场分布可以看出，炉内存在死料柱区、活塞流区以及管道流区等运动区域。回旋区对炉内竖直方向速度分布的影响限于距炉缸底部上方0．18m处，回旋区半径的减小导致炉内颗粒活跃区域缩小，死料柱区高度增加；炉内物料运动存在一定的偏析现象，该现象也可从空隙度分布看出。炉内死料柱区空隙度为0．37左右，回旋区处为0．65左有，位于自由空间下方和死料柱区以及回旋区之间的活塞流区空隙度在O．37～0．65之间。

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,炉中心下部区域的物料所受的法向力较大;得到了3种软熔区域形状下,气化炉内空隙度分布平均数值;倒"V"型软熔区域结构可使气流分布均匀、稳定,利于气化炉生产实践。

COREX熔化气化炉布料模式和煤气流分布相关性

布料模式和炉料孔隙度具有密切关系,炉料空隙率和煤气流第二次分布相关。使用三维数学模型,对单环布料情况进行考虑,分析档位在不同熔化气化炉炉顶直径中的布料模式与煤气流分布情况。通过研究分析,布料在料面中出现炉料粒度偏析会影响到煤气流的分布,料堆尖的地方煤气流速比较低。比较适宜的布料档位为2.5m-3.5m。

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。

COREX熔融气化炉软熔区域的试验研究

为了模拟COREX熔融气化炉软熔区域,本研究建立了COREX熔融气化炉热态模型,利用石蜡模拟矿石,玉米粒子模拟焦炭和块煤。在热态物理模拟试验中,考察了实际生产过程中熔炼率、矿/(块煤+焦)体积比、风口回旋区煤气温度和风口回旋区煤气量等操作参数对软熔区域高度和厚度的影响。试验获得不同操作参数下软熔区域高度和厚度的变化趋势。