【摘要】：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)鋼鐵企業(yè)智能制造、綠色生產(chǎn)的要求日益迫切。高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化已成為煉鐵行業(yè)主流發(fā)展趨勢(shì)。環(huán)冷機(jī)作為球團(tuán)礦質(zhì)量把控的末段設(shè)備,一直以來(lái)針對(duì)球團(tuán)冷卻過(guò)程缺乏系統(tǒng)研究分析。因此,采用數(shù)值仿真模擬球團(tuán)降溫的具體過(guò)程,探索球團(tuán)礦冷卻過(guò)程的變化規(guī)律已成為十分重要的研究課題。課題主要圍繞我國(guó)某球團(tuán)廠環(huán)式冷卻機(jī)的生產(chǎn)流程,基于球團(tuán)冷卻過(guò)程涉及的熱交換特點(diǎn),在使用流體力學(xué)軟件基礎(chǔ)上,設(shè)立并選取貼合球團(tuán)降溫過(guò)程的數(shù)值計(jì)算模型,參照實(shí)際結(jié)構(gòu)1:1構(gòu)造臺(tái)車物理模型,劃分計(jì)算區(qū)域并進(jìn)行離散化處理,湍流模型選定為可實(shí)現(xiàn)化(Realizable)k-e模型,分別對(duì)不同料層孔隙度、厚度、不同球團(tuán)粒度、不同入口風(fēng)速以及不同入口空氣溫度共五種工況條件進(jìn)行模擬計(jì)算,逐一研究總結(jié)了單一工況條件對(duì)球團(tuán)冷卻過(guò)程溫度場(chǎng)的影響規(guī)律以及出口煙氣溫度對(duì)余熱利用量的影響規(guī)律,得到優(yōu)化工藝參數(shù)。主要結(jié)論如下:1)相同冷卻時(shí)間,垂直于料層高度向上方向,煙氣與球團(tuán)礦溫度均增大。在相同料層高度上,溫度基本一致,熱交換量基本相等,無(wú)明顯差別。煙氣速度在料層中部較小,風(fēng)箱及料層上部相對(duì)較高。2)仿真模擬結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)誤差小于10%,認(rèn)為本模型具有一定可信度。3)單一熱工參數(shù)調(diào)整對(duì)球團(tuán)礦溫度場(chǎng)的影響規(guī)律:相同時(shí)間,球團(tuán)溫度隨料層孔隙度、入口空氣流速的增長(zhǎng)而降低,隨球團(tuán)礦粒度、入口空氣溫度和料層厚度的增長(zhǎng)而提高。4)單一熱工參數(shù)調(diào)整對(duì)出口煙氣溫度及余熱量的影響規(guī)律:在650mm-750mm范圍內(nèi),增加料層高度、在393K-413K范圍內(nèi),增加入口空氣溫度、在0.4-0.6范圍內(nèi),降低料層孔隙度、在6mm-18mm范圍內(nèi),減小球團(tuán)礦粒度均能提高出口煙氣溫度及余熱利用量。在1.6m/s-2.0m/s范圍內(nèi),增加入口空氣流速,出口煙氣溫度降低但增加了余熱利用量。5)得到了球團(tuán)礦冷卻過(guò)程優(yōu)化參數(shù):料層孔隙度0.4,入口冷卻介質(zhì)流速1.8m/s,球團(tuán)礦粒度12mm,入口空氣溫度400K,料層高度750mm。圖34幅;表5個(gè);參47篇。
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TF046.6
【圖文】：

球團(tuán)礦強(qiáng)度高，冷卻效果均勻，產(chǎn)量可觀，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)環(huán)冷機(jī)分類及工作流程于冷卻球團(tuán)礦的冷卻設(shè)備有帶式冷卻機(jī)和環(huán)式冷卻機(jī)兩種。環(huán)冷機(jī)主篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯工藝所生產(chǎn)球團(tuán)礦的冷卻過(guò)程。該工藝以其占地面積小原料適用性強(qiáng)、單機(jī)產(chǎn)能大、冷卻效率高、冷卻質(zhì)量好、生產(chǎn)適應(yīng)性乎沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)、破碎少等優(yōu)點(diǎn)，是帶式冷卻機(jī)所不具備的。強(qiáng)制風(fēng)冷機(jī)制上，又可將環(huán)冷機(jī)分為抽風(fēng)式環(huán)冷機(jī)和鼓風(fēng)式環(huán)冷機(jī)。使用鼓風(fēng)式其優(yōu)點(diǎn)如下：）由于臺(tái)車內(nèi)球團(tuán)礦料層厚度高，煙氣溫度高，有利于廢氣的余熱回收）設(shè)備體積小，費(fèi)用較低，連續(xù)工作時(shí)間久，故障率低。）工作在常溫條件下，一般風(fēng)機(jī)可滿足使用條件。

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文與風(fēng)箱分隔開(kāi)，下層由一塊底板構(gòu)成，底板邊緣有密封膠帶（部分球或水密封）。各臺(tái)車中間由異形梁與內(nèi)、外欄板所構(gòu)成簡(jiǎn)體，疊靠于21-23]。其實(shí)際外觀如圖 1 所示：團(tuán)在環(huán)冷機(jī)中的降溫過(guò)程一般分為四步。首先，球團(tuán)在停止焙燒后，料溜槽，上料系統(tǒng)勻速不間斷地將球團(tuán)卸落于各臺(tái)車篦板層上部。在焙燒完成的球團(tuán)后，開(kāi)始在環(huán)冷機(jī)內(nèi)部軌道緩慢移動(dòng)，冷卻系統(tǒng)同時(shí)冷卻介質(zhì)沿重力反方向吹進(jìn)篦板下部風(fēng)箱，經(jīng)由篦板縫隙，在強(qiáng)制條料層內(nèi)部，與熾熱球團(tuán)熱交換，使球團(tuán)逐步降溫到目標(biāo)溫度區(qū)間。

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文定計(jì)算區(qū)域4 為環(huán)冷機(jī)內(nèi)臺(tái)車的物理模型，臺(tái)車的基本結(jié)構(gòu)尺寸參照某球團(tuán)廠寸 1:1 構(gòu)建，與現(xiàn)場(chǎng)臺(tái)車結(jié)構(gòu)基本相符。以臺(tái)車料層區(qū)底部寬度點(diǎn)，臺(tái)車寬度方向?yàn)?X 軸，長(zhǎng)度方向?yàn)?Y 軸，高度方向?yàn)?Z 軸兩部分，上部長(zhǎng)方體區(qū)域?yàn)榱蠈訐Q熱區(qū)，下部近似梯狀區(qū)域?yàn)槔溆蛑虚g由篦板隔開(kāi)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2792447