论文部分内容阅读
本文研究高炉炉缸出铁热过程模型建立与可计算性问题,建立不同深度死铁层的炉缸模型,探讨死铁层深度与炉缸侵蚀之间的联系。炼铁是常规钢铁生产的第一步,生铁是重要的基础材料。目前炼铁的主要工艺是高炉炼铁。因此延长高炉的寿命有重要的技术经济意义。
高炉的一代炉役主要取决于炉缸的寿命。炉缸中的耐火材料内衬的侵蚀是炉缸寿命的主要结构。内衬的侵蚀与炉料、出铁制度、材料物性、冷却强度等直接相关。冶炼铁工作者针对炉缸侵蚀做了大量探讨和研究,但由于客观条件的限制,只能局限在停炉、拆炉后,由最终的侵蚀状态,从传热学、热应力、材料学、热力和动力学的角度去推测分析来作出解释。本文由热流体理论计算铁水流场和温度场来探讨内衬侵蚀问题。
炉缸出铁过程中的铁水流动是炉缸侵蚀的重要原因。大量的高炉实际生产表明加大死铁层深度(即升高出铁口高度)能延长炉缸寿命。本文利用计算流体力学原理和计算软件来分析出铁中铁水流动特征,根据传热学,流体力学,热力学和计算流体力学等学科的相关理论,建立简化的三维炉缸稳态出铁模型,利用CFD软件FLUENT进行模型的计算性;计算了不同死铁层的深度时的铁水流动的特征和温度场特征。本文的计算结果与基本物理过程宏观特征相符合,死铁层深度不同影响铁水的环流强度,死铁层加深炉缸热角处的铁水环流强度减弱,内衬结渣能力变强;通过温度场和渣铁的情况,可以简单的了解到死铁层和炉缸侵蚀之间的联系。
本文的研究结果为仿真研究高炉出铁热过程的数值计算提供了建模方案和计算流程,为进一步研究打下一定基础。