高炉渣液滴破碎过程数值模拟

采用流体体积法(VOF)、RNG k-ε湍流模型和凝固/熔化模型对高炉渣液滴二次破碎过程进行数值模拟,获得了高炉渣液滴临界状态下袋式破碎过程,分析了高炉渣液滴传热过程对破碎过程的影响,研究了高炉渣液滴破碎的临界韦伯数.结果表明:在气动力驱动下,高炉渣液滴会发生形变,表面压力的波动可导致液滴破碎;传热过程仅使高炉渣表面温度略微降低,对黏度影响不大,因此高炉渣液滴传热过程对破碎过程的影响可忽略不计;高炉渣液滴的初始粒径越大、气流速度越大,破碎效果越好;在1773 K的初始温度下,高炉渣液滴发生破碎的临界韦伯数约为15.5;当液滴的黏度增加时,奥内佐格数增大,破碎的临界韦伯数也增大,通过拟合可得到高炉渣主要黏度范围内的奥内佐格数与临界韦伯数的关系式.

气淬作用下熔渣粒化机理及破碎效果分析

针对熔渣气淬粒化工艺,在实验的基础上开展了气淬作用下的熔渣粒化过程数值模拟.利用VOF模型追踪自由界面、Realizableκ-ε模型处理湍流流动.模拟得到了气淬熔渣粒化过程,并分析了熔渣破碎机理.进一步建立了无量纲数局部动量比,对熔渣的黏度及气渣局部动量比进行了影响因素分析.结果表明:熔渣存在两种破碎形式,一种为R-T不稳定性所产生的柱状破碎,主要由渣流迎风面和背风面存在的局部高压区所导致;另一种为K-H不稳定性主导的表面液膜破碎,其主要由气渣界面间的速度梯度所引起.熔渣黏度的增加会使熔渣的颗粒粒径增大,破碎效果降低;气渣局部动量比的增大增强了熔渣的表面液膜波动,使剥离的颗粒数量增多,破碎长度减小,熔渣破碎效果加强.

微波协助碾磨高钛高炉渣

为从高钛高炉渣中分离出钙钛矿(CaTiO3),降低渣中TiO2含量,进行了利用微波辐射在渣中引发裂纹,降低炉渣强度,节约碾磨能耗的研究。由实验得知,高钛高炉渣能被微波有效加热,并在炉渣中引发微裂纹;随着微波处理时间的延长,引发的裂纹也随之扩展。为研究引发的裂纹对碾磨渣的影响,对经过微波处理的高钛高炉渣进行了耐压强度测试。测试结果表明,高钛高炉渣中引发微裂纹后,渣的耐压强度下降(经5次、5min微波处理后,渣的强度大约降低了20%);渣的耐压强度随微波处理时间的延长和微波循环次数的增加而降低,尤其是微波循环次数对渣耐压强度的影响更为显著。

TiO_2对合成渣中Fe_2O_3还原发泡过程的影响

研究了不同条件下TiO2和Fe2O3在合成渣中被碳还原时的发泡过程.计算了该发泡过程的发泡系数、消泡系数、平均发泡寿命、发泡强度和消泡过程开始的时间.用熔渣发泡参数定量地讨论了温度、TiO2加入量和初渣中TiC的含量对熔渣发泡过程的影响,发现当初渣中TiC的含量和TiO2加入量较多时,在发泡时会产生二次发泡现象.

铁水脱硅过程泡沫渣的基本特征

采用 X光透视装置 ,直接观察了铁水脱硅过程泡沫渣现象。结果表明 :当脱硅剂投入铁水 ,泡沫渣随即升腾。以烧结矿为脱硅剂时 ,泡沫渣从激烈、平缓、再升高 ,最后塌落 ;以富矿粉、铁鳞为脱硅剂 ,泡沫渣起始激烈、逐渐衰减。泡沫渣的孔隙度高。后期脱硅渣中有铁珠悬浮。

马钢高炉INBA法冲渣工艺的研究及优化改造

通过 INBA法在马钢 2 5 0 0 m3高炉上的实际应用 ,具体研究了水渣颗粒对 INBA冲制工艺的影响 ,得出几个重要结论 ,并以此为指导对马钢四铁厂水渣工艺系统进行了改造 。

高炉渣皮厚度的传热分析

通过有限元软件ANSYS建立高炉冷却壁三维传热模型,利用单元生死技术创立渣皮熔化迭代方法,分析稳态下工艺参数对渣皮厚度的影响。分析结果表明:高炉内炉气温度对渣皮厚度的影响最显著,而冷却水水速影响很小;降低冷却壁气隙宽度可以有效改善高温炉气下的挂渣情况;冷却壁上的渣皮厚度与冷却壁热电偶测定点温度及热负荷之间存在明显的对应关系。采用熔化迭代方法建立的数学模型优化了冷却壁传热分析,能够直接计算不同条件下高炉冷却壁上渣皮厚度。

TiO_2和ZrO_2在B_2O_3-MgO-SiO_2系晶化过程中的作用

采用X射线衍射（XRD）、差热分析（DTA）、扫描电镜（SEM）和红外光谱（IR）等手段研究了TiO2和ZrO2对B2O3—MgO—SiO2渣中含硼组分品化行为的影响.结果表明，TiO2和ZrO2作为晶核剂加入后，促进分相，降低了晶化活化能，有利于含硼组分以2MgO·B2O3和3MgO·B2O3析出加入TiO2改变了硼渣结构，产生更多有利于2MgO·B2O3和3MgO·B2O3析出的[B2O5]及[BO3]基团.

中磷铁水预处理脱磷脱硫快速成渣研究

模拟专用炉对包钢中磷铁水 SRP 预处理工艺进行了脱磷剂快速成渣研究。结果表明,50%石灰+40%轧钢铁皮+10%萤石、40%石灰+50%轧钢铁皮+10%萤石和40%石灰+50%转炉尘+10%萤石三种配方均能满足预处理对脱磷剂熔化性能要求;三种氧化剂以轧钢铁皮作脱磷固体氧化剂较好;造渣制度以顺序两批加料效果最好。

唐钢3200m^3高炉维护渣皮稳定性的措施

扩容改造后的唐钢3#高炉(3 200 m3)开炉初期,炉况波动大,尤其是渣皮脱落较多,很难形成相对稳定的操作炉型,对高炉操作带来了很大困难。对此采取了一系列措施,找到了合适的高炉操作制度,实现了炉况的长期稳定顺行,高炉利用系数达到2.45 t/(m3.d)以上,取得了较好的效果。

气淬粒化熔渣液膜破碎过程研究

采用计算流体力学的方法研究气淬粒化工艺中熔渣的粒化环节及其破碎机理,利用VOF模型追踪自由界面以及RNG K-epsilon模型描述湍流流动,对气淬作用下的熔渣粒化过程进行数值模拟,得到气淬熔渣粒化的液膜变化过程和气体流场分布,并分析局部动量比对熔渣破碎过程的影响。研究结果表明:熔渣射流在气淬作用下存在球孔状破碎和扁平状破碎2种破碎过程,气液界面间的速度梯度使K-H不稳定性产生,从而生成K-H表面波,这是发生扁平状液膜破碎的主要原因;气液界面间的压力梯度使R-T不稳定性产生,从而生成R-T表面波,这是发生球孔状液膜破碎的主要原因。当局部动量比较小时,K-H不稳定性的影响更大,增大局部动量比,K-H不稳定性的影响随之降低,R-T不稳定性的影响增强,球孔状液膜形成所需时间更短,熔渣破碎逐渐由R-T不稳定性占主导地位;增大局部动量比使R-T和K-H表面波波长均增大,使熔渣颗粒从液膜表面剥离和撕裂的难度增大,颗粒形成的频率降低,增加熔渣粒化的难度;增大局部动量比会让熔渣液膜破碎长度增大,使熔渣发生破碎的时间更晚,熔渣颗粒的飞行距离和换热时间变长。

不同炉料C还原软化熔融及成渣过程

为直接观察不同炉料软化熔融及成渣过程,本试验采用了卧室高温可视反应炉,全面记录了试样在试验过程中的变化,并观察到含铁炉料在高温下软熔及成渣行为,本试验研究了4种单类含铁炉料及2种混合炉料还原软化熔融及成渣过程,得到试验过程直观图像,采用矿相解离分析仪分析生成物质的物相组成。结果表明,不同类型含铁炉料C还原形成的渣相中物相组成差异很大,高碱度烧结矿主要形成CaO-SiO_2-Al_2O_3-FeO-MgO五元系渣,球团矿形成SiO_2-Al_2O_3-FeOCaO四元系渣,块矿形成FeO-SiO_2二元系渣;试验中有气泡生成现象,该气泡生成现象反应了初渣的高温物理性能,渣相中FeO含量越高,其与内生气源生成气泡能力越强。

铝酸钙炉渣冶金性能研究进展

简单介绍了炉渣在冶炼过程中的作用与重要性。分别对四元、五元、六元及六元以上铝酸钙炉渣冶金性能的研究现状归纳和总结。并提出了应加强对高碱度、高元铝酸钙炉渣冶金性能的研究。

从高炉风口喷吹熔剂以优化炉渣形成

本文主要讨论了以１００％高品位自熔性球团冶炼时，高炉炉渣的形成，提出了从风口喷吹熔人炉顶入炉的建议，它可以 经高炉炉渣形成过程，使高炉稳定顺行，并提供了进上步提高高炉生产率的潜力。这主要是由于：⑴显著地降低了炉腹渣量；⑵沿高炉高度方向初渣、炉腹渣、风口潭及终渣碱度稳定而合适。

八钢40t氧气顶吹转炉留渣-双渣工艺试验

本文介绍了留渣-双渣工艺的工艺原理,结合八钢公司40 t产线的工艺条件对留渣-双渣工艺的试验情况做了详细的阐述,通过控制枪位,调整渣料装入等方法,取得终点磷含量0.012%,石灰消耗降低8.14 kg/t,生白云石消耗降低10.17 kg/t,吹损降低0.6%的实际效果。

含铁炉料间高温交互作用对初渣生成行为的影响

为了考察高炉内烧结矿与块矿间的高温交互反应对其初渣生成行为的影响,本文采用试验研究结合理论计算的方法,研究烧结矿、块矿及其二者混合炉料的初渣生成行为及其初渣特性.结果表明:单种块矿或烧结矿的初渣生成温度区间宽;烧结矿与块矿间的高温交互反应能显著改善块矿的初渣生成行为,并降低其初渣黏度;铁矿石间高温交互反应程度的强弱受其化学成分、还原性能、气孔率等因素的影响.