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铜闪速炉分散风旋流喷吹方案的数值仿真与优化研究

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铜闪速炉分散风旋流喷吹方案的数值仿真与优化研究

作者：王云霄中南大学

学位级别：硕士

闪速炉是铜冶炼生产中的重要设备,其生产状况的优劣对铜锍品质及生产成本具有重要影响。借助现代数值计算技术,加强对铜闪速熔炼过程中炉内多相速度、温度、浓度等多场微观信息分布特点的了解,对优化闪速炉操作参数、强化气粒混合、改... 详细信息

闪速炉是铜冶炼生产中的重要设备,其生产状况的优劣对铜锍品质及生产成本具有重要影响。借助现代数值计算技术,加强对铜闪速熔炼过程中炉内多相速度、温度、浓度等多场微观信息分布特点的了解,对优化闪速炉操作参数、强化气粒混合、改善熔炼反应状况具有重要指导意义。本文以某铜闪速炉为研究对象,以FLUENT为软件平台,根据闪速炉设备结构与闪速熔炼过程的工艺特点,建立了闪速熔炼过程的数值模型,实现了对闪速熔炼过程的多相多场耦合仿真计算;经与相同工况下的工业测试数据比较,数值计算结果误差小于6.5%,验证了仿真模型的可靠性与准确性。论文主要工作与结论如下：（1）在某企业现有闪速炉典型设备与生产条件下,反应塔内精矿颗粒着火延迟、气粒混合力度不足的现象明显;而这些也是导致炉内高温区下移,熔炼反应效果欠佳,氧气利用率下降的主要原因。（2）针对典型生产条件下气粒混合欠佳的情况,论文中提出分散风旋流喷吹的精矿喷嘴结构方案并开展了仿真研究。结果表明：分散风旋流喷吹对于改善炉内的气粒混合过程以及熔炼反应效率均具有积极作用;但同时炉内小颗粒受气流作用的影响增加,闪速炉烟尘发生率可能上升。（3）针对分散风旋流喷吹方案中气流径向与切向喷吹速度的综合进行仿真寻优计算,结果表明：分散风径向速度是促进精矿颗粒分散的主要动力,分散风切向速度是增加气粒横向运动、促进横向掺混的有力措施,分散风切向速度的增加将有利于炉内气粒混合与反应过程的强化。但值得注意的是,分散风切向速度应控制在适宜范围内,以避免造成过度分散的精矿颗粒对塔壁的冲刷蚀损。（4）综合分散风旋流喷吹方案的优化计算结果得出：分散风旋流喷吹方案应以保持分散风径向速度在适当数值为前提;在此基础上,大分散风切向/径向动量比操作将有利于精矿颗粒的分散和炉内反应状况的改善;针对仿真研究对象的炉体结构特点,建议分散风切向／径向动量比以控制在0.33-1之间为宜。

关键词：闪速炉闪速熔炼数值仿真分散风旋流

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提高闪速炉冰铜品位的稳定性措施

有色金属（冶炼部分） 2022年第3期 44-48页

作者：魏斌金隆铜业有限公司安徽铜陵244021

冰铜品位的稳定性对于铜闪速冶炼生产过程至关重要,然而铜冶炼反应过程机理复杂,也是多变量、强耦合、大滞后的复杂过程。结合金隆铜业有限公司生产实践,主要探讨了精矿配料管理、精矿管理、设备管理和炉况管理等方式来提高冰铜品位的... 详细信息

冰铜品位的稳定性对于铜闪速冶炼生产过程至关重要,然而铜冶炼反应过程机理复杂,也是多变量、强耦合、大滞后的复杂过程。结合金隆铜业有限公司生产实践,主要探讨了精矿配料管理、精矿管理、设备管理和炉况管理等方式来提高冰铜品位的稳定性。

关键词：铜冶炼闪速炉冰铜品位管理稳定

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提高闪速炉烟气收尘效果的实践

有色金属（冶炼部分） 2007年第2期 19-21页

作者：洪育民余齐汉江铜集团贵溪冶炼厂江西贵溪335424

就贵溪冶炼厂三期改造后闪速炉烟气收尘系统出现的问题进行了分析,并对提高收尘效率等一系列技术改造进行了总结。

关键词：闪速炉烟气收尘改造废酸

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贵溪冶炼厂一系统闪速炉控制系统改造实践

有色金属（冶炼部分） 2013年第2期 17-20页

作者：廖小春涂延安钟耀球江铜集团贵溪冶炼厂江西贵溪335424

概述了江铜集团贵溪冶炼厂一系统闪速炉控制系统改造构建过程,重点介绍了闪速炉现场DCS控制系统以及计算机实时优化系统模型改造思路、实现策略及其主要性能特点,并简要总结了系统运行情况及维护情况。

关键词：闪速炉 DCS 实时优化系统设计

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金川镍闪速炉系统扩能生产实践

中国有色冶金 2010年第2期39卷 23-25,33页

作者：万爱东李德录王万涛金川集团公司冶炼厂

本文介绍了金川镍闪速炉2004年以来,不断对闪速炉系统进行改造和生产组织、炉况控制优化,产能稳步由年产高镍锍含镍量4.5万t/a提高到了目前的6万t/a以上。同时结合实际生产过程中暴露出的主要设备生产能力不足等问题进行了大量的改进和... 详细信息

本文介绍了金川镍闪速炉2004年以来,不断对闪速炉系统进行改造和生产组织、炉况控制优化,产能稳步由年产高镍锍含镍量4.5万t/a提高到了目前的6万t/a以上。同时结合实际生产过程中暴露出的主要设备生产能力不足等问题进行了大量的改进和优化,为即将于2010年进行的闪速炉大修创造了条件。为下一步闪速炉实施冷修提出了完善改造建议。

关键词：闪速炉高镍锍扩能改造