Titanium Transfer in Slag/Metal Systems for Ironmaking

The smelting of titaniferous magnetite in blast fuynace in China is unique in the nature of problems and their solutions. Fundamentals of this successful technology will be discussed. Topics to be covered are: (1) the characteristics of high content TiO_2 in blast furnace slag; (2) influence of various factors on Ti transfer process; (3) raising oxygen potential for adequate fluidity of the slag with TiO_2 in the range of 25-30 wt-% and stability of TiC and TiN in slag.

Ce^(3+)-Tb^(3+)共掺杂黄磷炉渣微晶玻璃的发光与能量传递

以黄磷炉渣为原料,采用高温熔融法制备Ce^(3+)-Tb^(3+)共掺杂黄磷炉渣发光微晶玻璃,通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、稳态/瞬态荧光(FLS)、CIE色度等探究不同的Tb^(3+)掺杂量对微晶玻璃析出晶相、发光性能和样品色度的影响。结果表明,Ce^(3+)和Tb^(3+)的引入,微晶玻璃主晶相为硅灰石,在310 nm波长激发下,随着Tb^(3+)掺杂量增加,位于380 nm处Ce^(3+)的特征发射峰减小,543 nm处Tb^(3+)的特征发射峰增强,证实Ce^(3+)和Tb^(3+)之间存在能量传递,能量传递效率达到24.55%。此外,通过调整Tb^(3+)掺杂量,微晶玻璃发光颜色可由蓝光调至绿光,从而实现发光颜色的可控化。

预制模块化高炉渣纤维保温外墙板传热分析

该研究旨在分析预制模块化高炉渣纤维保温外墙板的传热性能,评估其在建筑保温领域中的应用潜力。通过实验测试获取高炉渣纤维保温外墙板的物理性质和热导率,并进行传热分析。研究发现,预制模块化高炉渣纤维保温外墙板具有较低的热导率和良好的隔热性能。通过传热分析,观察到该外墙板可以有效地减少室内外温度差异,降低热能传递损失。此外,建筑内部的温度稳定性得到改善,达到良好的节能效果。基于传热分析的结果,预制模块化高炉渣纤维保温外墙板在建筑保温领域具备广阔的应用前景,有助于降低能源消耗,并提供舒适的室内环境。该研究为高炉渣纤维保温材料在建筑行业中的应用提供理论支持,为能源节约和减排作出贡献。

Study on arc characteristics and behavior of metal transfer in pulse current flux-cored arc welding of mild steel

The variation in arc characteristics and behavior of metal transfer with the change in pulse parameters has been studied by high speed video camera during pulse current flux-cored arc weld deposition.A comparative study of similar nature has also been carried out during flux-cored arc weld deposition in globular and spray transfer modes.The effect of pulse parameters has been studied by considering their mean current and arc voltage.The arc characteristics studied by its root diameter,projected diameter and length,and the behavior of metal transfer noted by the metal transfer model and the droplet diameter have been found to vary significantly with the pulse parameters.The observation may help in understanding the arc characteristics with respect to the variation in pulse parameters which may be beneficial in using pulse current FCAW to produce desired weld quality.

COUPLING PROCESS FOR Ti AND Si BETWEEN TITANIA SLAGS AND Cu MELTS AT 1500 ℃

ＣＯＵＰＬＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳＦＯＲＴｉＡＮＤＳｉＢＥＴＷＥＥＮＴＩＴＡＮＩＡＳＬＡＧＳＡＮＤＣｕＭＥＬＴＳＡＴ１５００℃￥Ｘｕｅ，Ｘｉａｎｇｘｉｎ；Ｃｈｅ，Ｙｉｎｃｈａｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＦｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｎｏｒｔｈｅａ...

高温铜渣颗粒流换热CFD模拟研究

采用CFD模拟技术研究了铜渣颗粒流余热回收颗粒塔工艺内冷却段气固传热性能和料层阻力特性,分析了颗粒塔内气固温度、压力、换热区间以及换热时间等工艺参数的变化规律。结果表明,冷却空气进入颗粒塔穿过球形铜渣时发生快速强制对流换热过程中,颗粒塔内压降梯度变化大于温度梯度变化;气速越大,换热区高度越小,10 m/s气流速度对应换热区高度仅为0.85 m,4 m/s气流速度对应换热区高度为1.4 m;换热运行时间随气流速度增大而减小,10 m/s气速对应换热运行时间最短仅为30 s,4 m/s气流速度对应换热运行时间最长为135 s;增大气流速度有利于强化颗粒塔内气固的换热效果,提高换热量,10 m/s气流速度对应的换热量最大为7.0×10^(7)W。

基于稳态传热分析的高炉炉壁温度场建模方法

高炉炉壁温度场是掌握炉内热负荷状态和燃料燃烧情况、及时发现高炉异常工况、保障高炉稳定顺行的重要信息。针对现有炉壁温度场获取难及温度场建模过程中未考虑渣皮脱落与生成现象等问题,提出一种基于稳态传热分析的高炉炉壁温度场建模方法。首先,利用COMSOL仿真软件搭建炉壁三维仿真模型;其次,充分考虑渣皮对炉壁温度变化的影响,建立包含渣皮热源项的稳态传热模型,获得初始炉壁内表面温度场;然后,为提高温度场模型精度,基于热传导反问题理论,以冷却壁中热电偶的实测温度为参考,构建炉壁温度场修正模型,实现炉壁温度场数据的迭代修正。实验表明经温度场修正模型修正后,传热模型的计算误差控制在5%以内,满足现场检测精度要求,并能可视化展示炉壁温度场,为高炉调控操作提供了可靠的炉壁温度场数据。

连铸保护渣析晶行为的研究现状及展望

介绍了保护渣析晶行为对于铸坯向结晶器传热的影响机理、保护渣结晶的热力学和动力学条件,以及国内外学者对于保护渣析晶行为研究的进展,同时还指出了将保护渣玻璃层的升温析晶纳入保护渣析晶行为研究的重要性。

高温渣粒余热回收专利技术对比分析

目前,高温渣粒余热回收技术主要包括颗粒与空气换热、颗粒与水或水蒸气的换热等。文章查阅了近十几年来的专利文献,结合前人的颗粒换热研究方法,在汇总余热回收装置研发情况基础上,分析总结了竖式床、卧式床和其他类型的余热回收装置在不同冷却介质以及不同换热方式下的优点和缺点,为高温渣粒余热回收技术的研发提供参考和建议。

六角燃烧器出口区域气固两相流场的研究

该文首次将PDA测量技术应用于六角切圆燃烧锅炉,对燃烧器出口区域气固两相流场进行了冷态试验研究,并采用k-e 双方程湍流模型模拟空气动力场、颗粒随机轨道模型模拟颗粒的湍流扩散,数值模拟结果与试验研究结果吻合得较好。研究表明,适当地采用一、二次风同心双切圆能够有效地改善炉内的流场分布,从而抑制受热面结渣现象的发生。

液态排渣煤气化炉炉内灰渣的流动和换热研究

建立了液态排渣煤气化炉炉内灰渣的流动和换热的数学模型,模型以基本的流动和换热方程为基础,经过简化物理模型,得到求解渣膜厚度的方程和渣膜的换热方程。为求解方程,在前人研究成果的基础上,结合对国内煤种的试验,总结出煤灰渣粘度与相关气化温度关系的方程。利用建立的模型,采用差分法对两段式干煤粉加压气化炉进行求解,得到灰渣的流动速度和渣膜厚度,并与该炉运行试验数据进行比较,发现理论求解结果和试验结果相近,证明了该模型的正确性。文中同时分析了该模型的局限性,该模型是忽略了炉内煤气对灰渣流动和换热影响的孤立模型,将该模型与炉内煤气流动和换热模型联合可以得到更精确的炉内灰渣的流动和换热的解。

火电厂旋风炉掺烧铬渣后铬迁移规律研究

针对火电厂旋风炉掺烧铬渣高温熔融固化处理方式,采用X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱测试仪(XRF)、物理吸附仪和电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)等分析仪器对样品进行测试分析,研究煤和铬渣燃烧过程中铬元素所形成的多种含铬矿物质的转化规律。结果表明:有9种含铬矿物经过燃烧高温熔融后转变为5种,最终排出CrOCl、KCr3O82种铬矿物;底渣中Cr^(6+)质量比从3 772μg/g降至4.60μg/g,符合灰渣排放要求;在高温熔融过程中铬离子优先与卤族元素Cl、F结合,可能原因是铬的卤素化合物沸点较低;为了提高Cr^(6+)→Cr3+转化率,应在燃烧区域制造还原性氛围和酸性环境,尽可能多地形成Cr2O3中间体。

Shell粉煤气化炉渣口区熔渣流动与传热模型

国内Shell粉煤气化炉在长周期运行中曾多次出现大块熔渣堵塞渣池出口的现象,严重制约着工业化装置的安全、经济、稳定运行。为了探讨大块熔渣形成的原因,以Shell粉煤气化炉为研究对象,建立了其渣口区熔渣流动与传热模型。该模型可以预测固态渣层厚度、液态渣层厚度和渣层表面温度等。结果表明:气化炉运行时,由于熔渣的沉积,在渣裙表面将形成一定厚度的固态渣层。开车初期,熔渣全部被冷凝成固态渣,当渣层表面温度超过渣的临界温度,液态渣层开始出现,此后随着时间的增加,固态和液态渣层都继续增厚直至达到稳定状态。离气化炉渣口处越远,渣层厚度和表面温度就越大。气化炉渣口温度和沉积率越低,固态渣层厚度就越大,所需要的特征时间也越长。

锅炉变负荷引起的水冷壁渣层热应力

从理论上研究锅炉降负荷运行时水冷壁上灰渣自发掉落这一现象 ,分析水冷壁渣层中热应力的产生机理 ,提出热应力是由渣层成长热应力和温度梯度热应力两部分组成 .建立了水冷壁渣层热应力的计算模型 ,计算分析了锅炉大范围变负荷运行产生的渣层热应力变化大小和分布 。

流化床锅炉水冷绞龙冷渣器的试验研究

在对水冷绞龙式冷渣器进行工业性运行和测试的基础上，分析了水冷绞龙中灰渣粒子的运行规律，给出了其灰渣输送量的计算公式，获得了其传热系数，并对灰渣输送及传热特性等进行了分析探讨，得到了一些有益的结论，为这种冷渣器的研究开发、设计完善和推广应用提供了重要的依据。

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。

准东煤旋风燃烧的数值模拟

为掌握准东煤在液态排渣旋风炉中的燃烧特性,对准东煤旋风燃烧过程进行了数值模拟。通过建立传热传质模型求解熔渣层的热物性参数,并作为边界条件代入燃烧CFD模拟中构建联合迭代算法。结果表明,迭代收敛后火焰温度与热电偶测量值基本吻合,误差小于4%。大于10μm的飞灰颗粒与熔渣层碰撞并被黏附,颗粒沉积可简化为一次碰撞。熔渣层厚度沿筒长方向呈非均匀分布,最大厚度约为2 mm,可近似为牛顿流体的流动边界层。排渣口处熔渣温度大于黏度25 Pa·s对应的温度,能够实现稳定液态排渣。立式旋风炉捕渣率大于0.6,捕渣率分布主要受配风方式的影响。

水煤浆气化炉冷却管内气固两相流动与传热过程数值研究

基于欧拉-拉格朗日方法,建立水煤浆气化炉冷却管内合成气与熔渣颗粒流动、传热的相间耦合数学模型。采用O’Rourke方法处理熔渣碰撞聚并,采用离散坐标法模拟熔渣颗粒辐射传热。根据所建立的模型,对冷却管内合成气温度场进行了数值计算,与相关实验数据结果吻合较好。研究结果表明,由于熔渣的存在,使冷却管出口的温度提高;入口渣气比增大,一方面增强了整体辐射换热能力而强化辐射换热,另一方面提高了入口的总能而增大冷却管热负荷;熔渣在冷却管上半段内聚并现象显著,而下半段基本不发生聚并。

多孔凝渣材料合成的研究

在实验室条件下研究了多孔凝渣材料的合成 ,结果表明 :反应物适宜的初渣温度小于170 3K,经调整反应物组成和配比 ,获得的凝渣多孔层的气孔率小于 60 % ,导热系数大于 0 .9W/ ( m· K) ,有效地降低了高炉渣的导热系数 ( 2 .7W/ ( m· K) ) 。

高温液态炉渣的物理性能研究

采用X荧光分析了某炼铁厂的室温固态高炉渣,得出具体化学成分。分别测量了粘度系数、电阻率、导热系数与温度的关系曲线。随着温度的升高,液态高炉渣的粘度系数、电阻率逐渐下降,而导热系数上升。对温度与粘度系数的关系曲线进行了拟合,得出当y0=1.967 2,A=1.95×1019,t=31.8时,拟合曲线与测得粘度数据吻合。1 000℃以上,固态炉渣逐渐融化为液态熔体,流动性逐渐增强,而导热系数增加迅速。基于中频加热设备设计,得出:1)熔融态炉渣可以导电,但导电率较小,说明可以采用中频感应对液态熔体进行加热,但加热功率不大;2)导热系数随着温度升高急剧增加,说明加热温度越高,散热越快,即需要采取保温措施来保证加热设备的正常升温。