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高爐爐缸鐵水流動傳熱的數(shù)值仿真

發(fā)布時間:2020-07-10 20:54
【摘要】:高爐是鋼鐵冶煉中重要的生產(chǎn)設(shè)備,其建造和維修費用巨大,延長高爐爐缸的壽命就能夠大量降低冶煉成本,取得更大的經(jīng)濟效益。爐缸出鐵過程中內(nèi)襯與高溫鐵水直接接觸,鐵水流動對爐缸的沖刷其侵蝕是造成爐缸破損的重要原因。由于爐缸內(nèi)部的結(jié)構(gòu)非常特殊,具有類似黑箱的性質(zhì),高爐爐缸內(nèi)的鐵水環(huán)流與其中的傳熱狀況不能測得。因此有必要通過科學(xué)模擬手段進行仿真模擬,研究爐缸鐵水環(huán)流和傳熱狀態(tài)及其影響因素,從而減輕爐缸內(nèi)鐵水對爐缸內(nèi)襯的沖刷及降低關(guān)鍵部位的溫度,達到延長爐缸壽命的目的。本文對某廠1500m3高爐爐缸建立三維出鐵傳熱模型的來研究操作條件改變及不同爐內(nèi)結(jié)構(gòu)下的爐缸鐵水環(huán)流與傳熱狀態(tài)。從改變封堵風(fēng)口位置,鐵水黏性,死焦柱浮起高度,死焦柱透液率,鐵口深度五個方面進行研究,主要內(nèi)容如下:利用LFA-457型激光導(dǎo)熱儀測定瀝青結(jié)合搗打料和樹脂結(jié)合搗打料的導(dǎo)熱系數(shù),完成搗打料導(dǎo)熱系數(shù)與溫度關(guān)系的測定實驗,最后使用樹脂搗打料實測導(dǎo)熱系數(shù)確定等效爐缸冷卻條件參數(shù)。建立包含鐵口形態(tài)的爐缸設(shè)計爐型。得到爐缸內(nèi)換熱及鐵水環(huán)流結(jié)果,探究死焦柱浮起高度,鐵口深度,二者之間對鐵水流場和內(nèi)襯溫度場的影響,進而得到這兩種爐內(nèi)結(jié)構(gòu)影響規(guī)律。在爐缸進入服役后期鍋底+象腳侵蝕的狀態(tài)下,為緩解爐缸的內(nèi)襯侵蝕,通過改變生產(chǎn)中鐵水的黏度(鈦礦護爐),封堵風(fēng)口區(qū)域,焦柱透液率條件,觀察爐缸內(nèi)鐵水環(huán)流及傳熱情況。探究三者之間的關(guān)系及對鐵水流場和內(nèi)襯溫度場的影響,為延長高爐的壽命提供重要依據(jù)。本文建立的包含鐵水流動換熱的爐缸三維出鐵傳熱模型和計算流程,能模擬鐵口深度變化、內(nèi)襯發(fā)生侵蝕的形貌、局部風(fēng)口封堵、鈦礦護路等結(jié)構(gòu)和操作條件下的鐵流流動和爐缸傳熱的特性,為優(yōu)化爐缸操作、延長使用壽命提供了數(shù)值分析工具。
【學(xué)位授予單位】:東北大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TF32
【圖文】:

示意圖,高爐結(jié)構(gòu),示意圖,爐缸


士學(xué)位論文邐第1章緒狀態(tài)的研究,發(fā)現(xiàn)影響鐵水環(huán)流的不同的影響因素,通過改進高爐內(nèi)操作及解爐內(nèi)鐵水環(huán)流對內(nèi)襯的沖刷的結(jié)果。由于高爐爐缸結(jié)構(gòu)及工作環(huán)境的限夠直接觀測爐缸內(nèi)鐵水環(huán)流的狀態(tài)。水模型和油模型實驗的方法是國內(nèi)外學(xué)的爐缸內(nèi)出鐵過程進模擬和研究的方法。但是,這兩種實驗方法在鐵水環(huán)流侵蝕和結(jié)渣等方面存在不可避免的弊端。同時,上述方法的實驗結(jié)果的準(zhǔn)確、物力、實驗設(shè)備和條件的限制會受到極大影響,可能并不會特別準(zhǔn)確。隨技術(shù)的發(fā)展和仿真模擬技術(shù)的不斷進步,數(shù)值仿真成為爐缸傳熱模型研[偟

本文編號:2749436

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