富氧燃烧技术的应用现状分析

介绍了富氧燃烧技术在加热炉上的应用。重点分析了富氧燃烧/全氧燃烧的节能特性及减排性能,最后还就发展趋势和有待进一步研究的问题进行了分析。

加热炉内炉气的发射率和吸收率研究

区别了加热炉内炉气对炉壁及其对钢坯的平均射线行程,给出计算炉气对炉壁及其对钢坯的平均射线行程的简化表达式,并应用Gauss-Laguerre积分公式计算上述平均射线行程.考虑加热炉内炉气的非灰辐射特性,指出三元辐射体系(炉气-炉壁-钢坯)中炉气存在2种发射率和6种吸收率.以某轧钢厂的一座步进梁式加热炉为例,采用Leckner级数式模拟各炉段上炉膛炉气的发射率和吸收率.结果表明,对加热炉内炉气的发射率和吸收率进行上述的区别处理是必要的,为准确求解炉膛内的辐射热交换创造了条件.

考虑相变传热的炉缸传热模型的研究与应用

为了更准确地模拟高炉炉缸炉底的侵蚀状况。建立了考虑相变传热的非稳态炉缸炉底传热模型,并对不同的凝固潜热处理方法进行了比较.重点研究了修正温度回升法和潜热作为源项的处理方法,给出了不同潜热处理方法的使用条件.计算结果表明,与传统的不考虑凝固潜热的模型相比,考虑相变传热的模型能够更加准确地模拟炉缸实际侵蚀状况.应用潜热作为源项处理的模型对武钢1号高炉炉缸炉底的温度场进行模拟,并与热电偶实测温度进行对比,模拟结果与实测温度非常接近,平均温差小于10℃.该模型能够很好地模拟高炉炉缸炉底的侵蚀状况.

考虑炉气非灰辐射特性的蓄热式加热炉数学模型研究

考虑加热炉内炉气的非灰辐射特性,应用引入假想面的区域法,建立蓄热式加热炉数学模型,将各个方程相互耦合进行数值求解。以某轧钢厂的一座步进梁蓄热式加热炉为研究对象,对各辐射全交换面积、钢坯表面热流、炉内温度场和炉膛总括热吸收率进行模拟计算,并与炉气简化为灰体时的计算结果进行比较。结果表明,模型可用来预测蓄热式加热炉内的热流场和温度场,假想面的引入使计算量大大减小,收敛速度较快;在本研究条件下,将炉气简化为灰体时,辐射全交换面积、钢坯表面热流、炉内温度场和炉膛总括热吸收率的误差分别可达69.36%、6.46%、4.93%和23.80%。

SiC冶炼炉温度场的有限元分析及其ANSYS模拟研究

采用有限元分析方法对Acheson炉内温度场进行研究 ,进而采用ANSYS数值模拟软件对冶炼炉内温度分布进行模拟 ,得到了冶炼炉内温度分布的模拟图 ,分析了炉内的温度分布规律及其对SiC的生成和产率的影响 。

多热源合成SiC温度场的动态数学模型及数值分析

通过对多热源合成SiC冶炼炉的传热学分析，确定了冶炼炉温度场的边界条件，建立了冶炼炉温度场的动态数学模型，采用有限单元法对温度场进行了数值分析．以工业试验为基础，对碳化硅冶炼炉温度场进行了数值求解，数值模拟得到最佳供电时间为66～72h，工业试验为60～75h，结果与工业试验吻合．该方法可进一步确定工业生产中的供电参数、炉体参数及物料配比，为工业生产提供理论指导．

用碳化麦杆麦壳做金属液面保温剂的试验研究

对碳化麦杆麦壳的理化性能和保温性能在实验室进行了试验研究。研究结果表明，碳化麦杆麦壳与碳化稻壳具有相同的保温性能，因此用碳化麦杆麦壳代替碳化稻壳作为金属液面保温材料是完全有可能的，这对因地制宜开发我国丰富的麦杆麦壳资源有着重要的意义。

蓄热式连续加热炉炉压分析与研究

蓄热式连续加热炉应用中存在着炉膛压力偏高且波动频繁等问题,其影响因素还有待研究。针对此现象对实际蓄热式加热炉进行理论分析,得知炉内气体流动状况是影响炉膛压力的主要因素,而换向方式对炉内气体流动状况有一定影响。通过对不同换向方式的模拟分析可以证实,蓄热式加热炉在其它条件不变只考虑换向方式不同时,沿炉宽方向分散换向比集中换向时炉压小。

高温低氧条件下平焰燃烧NO_x生成特性的研究

针对强旋流平焰燃烧采用高温低氧燃烧条件,应用粒子成像测速技术(PIV)对烧嘴下方的主要燃烧区速度场进行了测量,同时对炉内温度场,排烟口NOx进行测量。经过实验研究,在高温低氧燃烧条件下,燃烧稳定,燃气燃烧完全,燃烧区温度分布均匀,NOx生成量下降到30×10-6。通过蓄热室,空气由20℃预热到200℃,烟气温度由800℃降低到80℃,达到了节能环保的效果。

酸温滞后问题的PLC控制

研究了大冶有色冶炼厂转炉烟气制酸系统吸收塔的阳极保护冷却器进口酸温相对SO2风机电流调整的滞后问题,测量了在人工调整时随时间变化的酸温并绘出了其变化曲线,导出了电流调整量的计算模型。研究结果表明:当酸温超过控制上限98℃时,SO2风机电流降低5A,热惯性升温不超过1.5℃,当酸温达到稳态时滞后时间不超过12min。此外,利用STEP7 Micro/WIN32软件在西门子S7 200系列CPU224的PLC上开发了解决酸温滞后问题的子程序块,控制酸温的误差小于0.1℃,满足了阳极保护冷却器的瞬时酸温不超过100℃的要求,减少了执行机构的动作频度。

吸收性气体对其部分边界平均射线行程的反演

提出任意几何形状吸收性气体对其部分边界平均射线行程的一种反演方法,采用3点Gauss-Legendre积分公式反演典型几何形状吸收性气体对其部分边界的平均射线行程,并应用文献中的数据对模型进行验证.以某轧钢厂的一座步进梁式加热炉为例,反演各炉段内炉气对钢坯表面的平均射线行程,并研究该平均射线行程及其修正因子随炉气吸收系数的变化规律.所做工作为准确求解加热炉炉膛内的辐射换热创造了有利条件.

高温蓄热式加热炉内温度场的数值模拟

利用大型软件 CFX4.4,建立了高温蓄热式加热炉内温度场和浓度场等的数学模型。通过确定合理的烧嘴布置方式及烧嘴倾斜角度 。

切向鼓风式燃烧器三维流场的数值模拟

为了全面分析切向燃烧器的流动特性,利用商用计算软件STAR-CD对切向鼓风式扩散燃烧器进行了数值模拟。该燃烧器以液化石油气为燃料,采用标准k-ε模型和SIMPLE算法,预测了燃烧器内部空气动力场、压力场、湍动能及其耗散率等分布情况。计算结果表明,整个燃烧器内部流场是三维、非对称、有旋场。燃烧器混合效果较好,射流场内部沿流动方向存在着回流区,这不但有利于稳定燃烧,还能使着火提前,缩短火焰长度。

高温炉膛内的辐射传热研究

针对炉顶平焰供热炉的传热特性，采用区域法与ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法相结合的方法对炉膛内的传热进行了模拟计算。

转炉-氩站-连铸工艺过程的温度控制

分析了转炉-氩站-连铸工艺过程的温度控制影响因素,采取优化大罐分类、改善大罐和中包的保温效果、制定合理的温度标准、加强信息传递等工艺控制方法,使中包温度合格率由80%提高到95%。

结构参数对矿热炉铜瓦传热的影响

运用有限元软件ANSYS,建立矿热炉铜瓦的传热模型,并对模型的稳态工况进行计算。分析了冷却水通道形式和材料、冷却水管的大小和壁厚以及铜瓦厚度等结构参数对铜瓦表面最高温度和最大应力的影响。结果表明,这些因素对铜瓦的传热具有很大影响,设计时应选择适当的设计参数。

钢坯加热的数值模拟

借助CFD仿真手段,模拟蓄热式加热炉内钢坯加热的实际状况,研究了钢坯长度、宽度方向上下表面和中心温度的温度分布,提出钢坯存在上下温差、四角边缘温度高和靠近出钢口钢坯温度低等问题。同时,研究了炉内不同厚度钢坯与加热时间的基本关系,比较了仿真计算结果与实际炉内加热时间,通过数值拟合,得出钢坯厚度与加热时间的拟合公式,可在生产实际中使用。上述研究结果可为加热炉钢坯加热制度的制定和优化提供依据。

回转窑多相传输过程数值模拟研究进展

回转窑是冶金过程重要热工设备,研究窑内传输过程对优化窑体设计,提高生产效率具有重要意义。文章综述国内外回转窑传输模型的研究现状,介绍多种建立回转窑传热传质模型方法,对每种模型优缺点进行论述。研究表明,模型可以对窑内温度分布等热工参数进行预估,但存在研究窑内燃烧过程时没有考虑气体辐射变化率、简化窑内模型等问题。

海绵钛反应釜内部热场变化的计算机模拟

采用Fluent商用软件,对海绵钛生产环节中处于还原阶段的反应釜内部热场变化进行了计算机模拟,揭示了还原过程中反应釜内部热场变化的分布;结合反应釜内部热场变化分布的特点,提出了工艺及设备的改进方向。

炉子优化控制中真实目标函数的研究

以能量平衡和热传导方程为基础，建立较为严密的炉子简化模型，使燃料消耗这个目标量与钢温联系起来。易于实现目标函数的最优化，并且可以运用最大值原理对目标函数进行求解。