發(fā)布時(shí)間：2020-06-19 01:43

【摘要】：隨著鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展,煉鐵原料種類日趨豐富,含碳球團(tuán)作為一種新型煉鐵原料以其獨(dú)有特性而受到關(guān)注。目前,冶金工作者對含碳球團(tuán)進(jìn)行的研究主要集中在含碳球團(tuán)的還原機(jī)理、還原速率以及冶金性能等方面,在含碳球團(tuán)還原過程中內(nèi)部傳熱行為的研究還較少。本文通過建立含碳球團(tuán)還原過程中的傳熱模型,對球團(tuán)內(nèi)部溫度進(jìn)行了計(jì)算,并通過球團(tuán)傳熱試驗(yàn)對模型計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證了所建模型的可靠性。最后對該模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析與討論。研究表明含碳球團(tuán)的傳熱是一個(gè)逐級向內(nèi)的傳遞過程,根據(jù)分析可知,含碳球團(tuán)內(nèi)部傳熱可以當(dāng)作從球心沿半徑方向上的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題來處理。在球團(tuán)直徑相同的情況下,外界環(huán)境溫度越高,其內(nèi)部升溫速率越快。由模型計(jì)算得到含碳球團(tuán)在惰性氣氛中,不同溫度條件下表面及內(nèi)部溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律。對d=20mm的含碳球團(tuán)在環(huán)境溫度為1100℃氮?dú)鈼l件下加熱的前50s內(nèi),球團(tuán)沿中心到半徑1/2處的溫度基本不變,從球團(tuán)半徑1/2處到表面的升溫速率則較快;在50s到100s之間時(shí)球團(tuán)中心與表面的溫度相差較大。經(jīng)過2.5min后球團(tuán)表面溫度與環(huán)境溫度基本達(dá)到一致,15.8min后球團(tuán)中心與表面的溫度相同。在環(huán)境溫度為1100℃氮?dú)鈼l件下,直徑分別為15mm、20mm、25mm的含碳球團(tuán),球團(tuán)中心達(dá)到環(huán)境溫度所需的時(shí)間分別為15min、15.8min和16.7min。通過研究含碳球團(tuán)內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)對球團(tuán)中心溫度變化的影響,得到d=20mm的球團(tuán)在環(huán)境溫度低于900℃時(shí),考慮和不考慮化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的球團(tuán)中心溫度隨時(shí)間的變化情況基本一致。當(dāng)環(huán)境溫度為1100℃時(shí),球團(tuán)在爐內(nèi)停留時(shí)間超過5min后,考慮反應(yīng)熱情況的球團(tuán)中心溫度要略低于不考慮化學(xué)反應(yīng)熱球團(tuán)的中心溫度,在19.8min時(shí)兩者的溫差達(dá)到最大值為2.3℃,且隨著反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行,兩者的溫度曲線又逐漸靠攏,當(dāng)?shù)竭_(dá)48min左右時(shí),二者球團(tuán)中心點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化的曲線又重合在一起。最后通過試驗(yàn)測量了相同直徑的含碳球團(tuán)表面及球團(tuán)中心溫度隨時(shí)間的變化情況,以及相同傳熱條件下不同直徑的含碳球團(tuán)表面與中心溫度隨時(shí)間的變化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模型計(jì)算結(jié)果相吻合,驗(yàn)證了所建模型的可靠性。其次,對實(shí)驗(yàn)后的試樣的金屬化率進(jìn)行了檢測,得到在環(huán)境溫度為1100℃氮?dú)鈼l件下加熱前8.3min內(nèi),直徑越小的含碳球團(tuán),球團(tuán)的升溫速率越快,球團(tuán)的金屬化率也更高,而當(dāng)加熱時(shí)間超過16.7min之后,直徑大的球團(tuán)金屬化率比小的高。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TF046.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2720130