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无料钟高炉布料模型的研究

无料钟高炉布料模型的研究

作者：于要伟重庆大学

学位级别：硕士

高炉装料制度是四套日常操作制度之一。高炉装料制度直接影响着炉料在炉喉内的初始分布。炉料的初始分布决定着高炉上部块状带的透气性、煤气流分布、气-固两相的化学反应,而块状带的透气性和化学反应是影响煤气利用率、铁水质量和产量... 详细信息

高炉装料制度是四套日常操作制度之一。高炉装料制度直接影响着炉料在炉喉内的初始分布。炉料的初始分布决定着高炉上部块状带的透气性、煤气流分布、气-固两相的化学反应,而块状带的透气性和化学反应是影响煤气利用率、铁水质量和产量、高炉顺行和稳定的主要因素。因此通过高炉布料的主要规律,建立起高炉装料制度和炉料初始分布之间关系的模型是有很强的现实意义。本文针对无料钟串罐式高炉装料系统,利用无料钟高炉布料经验,结合物理运动学知识、数学知识、高炉工艺知识以及计算机技术,建立了无料钟高炉布料数学模型,并针对一座无料钟2500 m3级高炉的装料系统和高炉上部,建立起一个1/15的缩小物理模型,就数学模型中的主料流轨迹进行了验证。论文的主要研究内容包括以下几部分:(1)首先提出了课题的学术背景及意义,阐明了高炉布料模型对高炉生产的重要意义,对相关领域的国内外研究现状以及发展趋势做了综述,并指出了本文的主要研究内容和创新点。(2)详细地介绍了炉顶设备发展的历程和无料钟高炉布料方式的多样性,对无料钟炉顶布料的过程进行了系统的解析,分析了影响无料钟布料各方面的因素。(3)从炉料离开料罐后的行径建立模型,分别建立了节流阀与料流速度的模型、炉料在溜槽上的运动模型、料流轨迹模型、料面形状模型、料面下降对料面形状的修正模型、混合层对料面形状的修正模型和矿焦比预测模型等七个数学模型,并针对一座串罐式2500 m3级高炉的一套具体装料制度进行了仿真,不但可以得到每个溜槽倾角下的料面形状和整个炉喉半径上的炉面形状,而且可以得到径向上的矿焦比。(4)针对一座串罐式2500 m3级高炉的装料系统和高炉上部,建立起一个1/15的缩小物理模型。首先是对所选用的原料粒度问题进行了研究,然后测量了所选用原料的相关物理性质,最后对数学模型中的料流轨迹进行了验证。实验有利地说明了所建数学模型中料流轨迹模型的正确性。(5)最后对本课题所做的工作进行了系统总结,并根据当前的研究状况对高炉布料模型的进一步研究的前景做了展望。

关键词：高炉炼铁装料制度布料模型物理实验

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无钟高炉布料数学模型的研究

钢铁 2008年第11期43卷 26-30页

作者：于要伟白晨光梁栋夏锋牛文娟重庆大学材料学院冶金系重庆400044

结合无钟高炉布料的主要规律,开发出高炉布料模型。该模型有以下主要特点:炉料出下料罐的运动为"烟道流";原始料面假设条件的改进;料面形状多段线性化处理;料面下降分为二部分对新料面修正。利用该模型可以求解料面形状,并计算炉料的矿... 详细信息

结合无钟高炉布料的主要规律,开发出高炉布料模型。该模型有以下主要特点:炉料出下料罐的运动为"烟道流";原始料面假设条件的改进;料面形状多段线性化处理;料面下降分为二部分对新料面修正。利用该模型可以求解料面形状,并计算炉料的矿焦比(O/C)。

关键词：高炉布料模型布料溜槽

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高钛型高炉渣流变特性模拟实验

重庆大学学报（自然科学版） 2011年第3期34卷 64-68页

作者：白晨光黄润邱贵宝于要伟潘成毛磊重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

高钛型高炉渣流变特性是影响钒钛磁铁矿高炉冶炼的重要因素,其对炉渣的排放、渣铁分离,甚至炉缸的寿命有重要作用。该研究采用高浓度的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)悬浮液模拟高钛型高炉渣体系,用NXS-11A型同轴圆筒旋转黏度计测量... 详细信息

高钛型高炉渣流变特性是影响钒钛磁铁矿高炉冶炼的重要因素,其对炉渣的排放、渣铁分离,甚至炉缸的寿命有重要作用。该研究采用高浓度的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)悬浮液模拟高钛型高炉渣体系,用NXS-11A型同轴圆筒旋转黏度计测量其表观黏度,研究了温度、颗粒体积分数及颗粒粒度等因素对悬浮液表观黏度的影响。结果表明:温度和颗粒体积分数对悬浮液的表观黏度影响明显,颗粒粒度对悬浮液表观黏度影响较弱。在较宽的颗粒浓度范围内悬浮液符合Bingham塑性体,并得到了表观黏度与温度和体积分数的二元函数关系式。

关键词：悬浮液高钛渣流变性体积分数模拟

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无钟高炉料层内孔隙的分布

钢铁 2020年第8期55卷 140-144页

作者：魏涵李萌丁伟天聂浩于要伟上海大学材料科学与工程学院上海200444

高炉装料系统是调节炉料在炉内原始分布的唯一手段,料层的孔隙率分布会对煤气流分布产生重要影响。以某高炉1/10布料模型为研究对象,首先测量了炉料物性参数,然后采用离散元法对散料堆孔隙率分布、布料矩阵和料线高度对料层径向孔隙率... 详细信息

高炉装料系统是调节炉料在炉内原始分布的唯一手段,料层的孔隙率分布会对煤气流分布产生重要影响。以某高炉1/10布料模型为研究对象,首先测量了炉料物性参数,然后采用离散元法对散料堆孔隙率分布、布料矩阵和料线高度对料层径向孔隙率分布的影响进行了研究。结果表明,实验室测量获得烧结矿、焦炭和球团矿物性参数和文献中引用的数据相差较大;料堆孔隙分布和颗粒形状有密切关系;布料矩阵通过影响颗粒数目来影响孔隙率分布,布料圈数增加,孔隙率下降,布料角度变化较大时才会影响料层孔隙率的径向分布曲线;随着料线高度增加,料层底部径向孔隙率的值会增大。没有数据显示料堆粒度偏析和孔隙分布有必然关系。

关键词：离散单元法高炉布料料层孔隙率分布

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高炉炉缸炉底热应力模拟

钢铁 2023年第12期58卷 23-30页

作者：王旭姚灏陈卉婷梁栋郭艳玲于要伟省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444 上海大学材料科学与工程学院上海200444 莱芜钢铁集团银山型钢有限公司山东莱芜400084

钢铁行业作为中国的支柱产业之一,它提供了其他行业发展的基础原材料。高炉是中国钢铁生产的主要设备,随着其技术水平的提升,中国高炉正朝着大型化、智能化和长寿方向不断推进,但是在此过程中,高炉也面临着许多问题,其中炉体上涨就是一... 详细信息

钢铁行业作为中国的支柱产业之一,它提供了其他行业发展的基础原材料。高炉是中国钢铁生产的主要设备,随着其技术水平的提升,中国高炉正朝着大型化、智能化和长寿方向不断推进,但是在此过程中,高炉也面临着许多问题,其中炉体上涨就是一个高炉大型化过程中普遍存在的现象。引起炉体上涨原因有多种,而炉缸炉底热应力是未有明确结论且颇为重要的一种。为了研究炉缸炉底热应力对高炉炉体上涨的影响,以某钢厂3号3 200 m^(3)高炉为研究对象,建立三维炉缸炉底计算模型,运用OpenFOAM进行数值仿真计算,得到其稳态温度场分布,之后将该分布与实际热电偶所测数据进行对比,选择两者最为相近的温度场结果设定为瞬态模拟的温度初始条件,并在此基础上求解得到瞬态模拟的温度场和热应力场分布。计算结果表明,1 423 K和1 143 K等温线均处于陶瓷杯砌体内,这说明在该区域易形成渣铁保护层且避免了炭砖脆化的发生;炉缸炉底的等效热应力值为1.354×106~7.104×108Pa,尤其炉壳部分等效热应力值最大,在炉缸与炉底的交界处、不同材质的交界处和炉缸侧壁几何结构的转角处,均存在应力集中现象,在生产过程中,这些区域会首先被破坏,从而加剧整个炉衬的进一步侵蚀;由热应力造成的炉体上涨量为49.684 mm。

关键词：炉体上涨炉缸炉底 OpenFOAM 数值仿真温度场热应力场

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高炉回旋区影响因素的冷态模型研究

系统仿真学报 2008年第19期20卷 5365-5369,5373页

作者：张生富白晨光温良英邱贵宝扈玫珑于要伟重庆大学材料科学与工程学院重庆400030

以重钢5号高炉实际尺寸和操作参数为基础,假设回旋区内的流动为气固两相流动,且气相流动为粘性不可压缩流动,根据相似理论建立了高炉回旋区三维冷态实验模型,分析了回旋区形成机理的影响因素。结果表明:鼓风量、料层属性、料层高度以及... 详细信息

以重钢5号高炉实际尺寸和操作参数为基础,假设回旋区内的流动为气固两相流动,且气相流动为粘性不可压缩流动,根据相似理论建立了高炉回旋区三维冷态实验模型,分析了回旋区形成机理的影响因素。结果表明:鼓风量、料层属性、料层高度以及风口直径对回旋区大小和形状均有影响。随着鼓风量的增大,回旋区深度和高度均不同程度的增加,当风量过大时,回旋区炉料上浮,椭球形的回旋区形状不再存在。回旋区高度随料层高度的逐渐增加而减小。风口直径对回旋区穿透深度的影响较其对高度的影响明显。

关键词：高炉回旋区冷态模型回旋区穿透深度回旋区高度

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采用电动势对实验高炉炉缸液面测量

采用电动势对实验高炉炉缸液面测量

第十一届中国钢铁年会

作者：李映魏涵于要伟省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院材料工程系

实时掌握高炉炉缸渣铁液面高度和炉缸热状态信息可以辅助炼铁工作者更好地操作高炉,保证高炉生产稳定和延长高炉寿命,但是目前,对炉缸热状态监控主要通过操作工经验判断、热电偶和水冷（或风冷）,这些提供渣铁液面信息很有限。本文研究... 详细信息

实时掌握高炉炉缸渣铁液面高度和炉缸热状态信息可以辅助炼铁工作者更好地操作高炉,保证高炉生产稳定和延长高炉寿命,但是目前,对炉缸热状态监控主要通过操作工经验判断、热电偶和水冷（或风冷）,这些提供渣铁液面信息很有限。本文研究了电动势（electromotive force,EMF）测量用于监测炉缸中熔融锡液面变化实验。实验结果表明（35）EMF信号和液面变化有直接联系,垂直方向的（35）EMF值随着液面下降而减小,耐火材料（炉墙）厚度和（35）EMF信号强弱相关,同一圆周方向上（35）EMF值反映液面和死焦柱状态。

关键词：高炉炉缸炉缸侵蚀 EMF 液面测量

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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电动势法测量容器内液面高度

中国冶金 2020年第2期30卷 6-12页

作者：葛谣李萌魏涵毕传光卢开成于要伟省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200072 上海大学材料科学与工程学院材料工程系上海200072 宝钢梅山钢铁公司技术中心江苏南京210039

高炉长寿、大型、高效化是高炉炼铁的主流趋势,炉缸是影响高炉长寿的关键性环节。为实现对炉缸内部环境长期稳定的监测,冶金研究人员尝试了诸多方法,例如热电偶测温、冷却壁水温监测法、超声波无损检测技术等,但这些方法均存在弊端。根... 详细信息

高炉长寿、大型、高效化是高炉炼铁的主流趋势,炉缸是影响高炉长寿的关键性环节。为实现对炉缸内部环境长期稳定的监测,冶金研究人员尝试了诸多方法,例如热电偶测温、冷却壁水温监测法、超声波无损检测技术等,但这些方法均存在弊端。根据高炉炉缸的结构特点,实验室设计了一个炉缸试验装置及其配套的EMF(电动势)测量系统。通过实验室试验得出EMF信号与液面高度、温度、传感材质等参数之间的关系,然后通过现场鱼雷罐工业试验验证了EMF信号与液面的关系。6种信号线中,钼丝和镀银铜线适合做信号线。

关键词： EMF监测液面信息鱼雷罐传感材质高炉

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温度对微波碳热还原钒钛磁铁矿的影响研究

金属矿山 2010年第10期39卷 81-84页

作者：马莽原白晨光邱贵宝于要伟邓青宇重庆大学

基于温度是影响扩散系数和反应速率的重要因素,通过试验研究了相同时间、不同温度下钒钛磁铁矿还原过程的变化规律,探究了微波碳热还原钒钛磁铁矿的机理。研究结果表明,1400～1500℃的温度区间能显著改善传质条件和还原效果,实现渣铁分... 详细信息

基于温度是影响扩散系数和反应速率的重要因素,通过试验研究了相同时间、不同温度下钒钛磁铁矿还原过程的变化规律,探究了微波碳热还原钒钛磁铁矿的机理。研究结果表明,1400～1500℃的温度区间能显著改善传质条件和还原效果,实现渣铁分离,得到钒铁合金。

关键词：微波钒钛磁铁矿温度