钢铁企业各种生产活动中存在丰富且多样的余热资源,高炉熔渣显热能级高,属高品位余热资源,回收价值很大。目前我国高炉熔渣主要是利用水淬工艺进行处理,不但造成了余热资源的浪费,而且造成水资源的大量消耗。以现有干法技术大量回收高炉熔渣余热较为困难,熔渣显热回收率极低。因此研究高炉熔滴凝固特性对高炉熔渣高效余热回收系统的设计具有重要意义。高炉熔滴在冷却空气作用下凝固是一个非常复杂并且多变的传热过程,给研究工作带来一定的困难。针对以上问题,以高炉熔滴为研究对象,结合凝固/融化模型,研究熔滴凝固特性,得到了熔滴温度场、冷却空气速度场和熔滴内部凝固过程固液界面分布情况,重点研究熔滴直径、冷却风速、熔滴导热系数、熔滴初始温度对熔滴表面凝固及完全凝固时间的影响,同时对高炉熔渣气淬粒化凝固过程进行实验,探究了不同工艺条件对粒化凝固效果的影响规律,得到最佳的工艺条件。研究结果表明:冷却空气环绕熔滴外部,使熔滴外表面迅速凝固,但是由于冷却速度场、温度场的不同,使得熔滴迎风面冷却速度较快,背风面较慢,熔滴内部凝固速度不同。熔滴直径减小和冷却风速增加使熔滴表面凝固及完全凝固时间减小;熔滴导热系数增加和熔滴初始温度减小使熔滴表面凝固以及完全凝固时间减小;熔滴直径和冷却风速影响程度大于熔滴导热系数和熔滴初始温度;最佳粒化凝固工艺条件为出渣温度1600℃,调质剂钢渣添加量10%,喷嘴马赫数1.6,气淬压力0.2MPa。研究结果为高炉熔滴凝固特性研究及高炉熔渣余热回收系统的设计提供了理论依据。图51幅;表9个;参60篇。