检索结果-南通市图书馆

作者：康福武汉科技大学

学位级别：硕士

氧气顶吹转炉炼钢是我国目前钢铁行业主要的炼钢方法之一，由于成套转炉的成本较高，冶炼工艺比较复杂，转炉的使用寿命对产品质量、经济效益有重要的影响，延长转炉的使用寿命已经成为了钢铁企业技术革新的核心工作。在吹炼过程中，熔... 详细信息

氧气顶吹转炉炼钢是我国目前钢铁行业主要的炼钢方法之一，由于成套转炉的成本较高，冶炼工艺比较复杂，转炉的使用寿命对产品质量、经济效益有重要的影响，延长转炉的使用寿命已经成为了钢铁企业技术革新的核心工作。在吹炼过程中，熔池内钢液长期地冲刷、喷溅及氧化炉衬表面，造成炉衬熔损;转炉由于热膨胀和温度不均引起的较高热应力导致炉体结构变形甚至断裂;同时，在倾动过程中，热应力大幅度地变化使炉体结构反复地收缩、膨胀，极容易出现疲劳裂纹。以上原因可能造成转炉变形、裂纹、过热及烧穿等破坏，直接缩短转炉的使用寿命、降低经济效益。本文采用顺序耦合的方式，利用CFD和ANSYS软件进行转炉系统的热-流-固耦合分析计算，依次得到了转炉熔池的流场、转炉系统的温度场及综合应力场。研究方法和研究步骤基本合理，具有一定的研究价值，为其他领域的研究工作提供了一种可行方案。另外，本文仿真分析了不同倾动角下转炉系统的热-固耦合应力场，考察了转炉各组成部件的最大应力-倾动角变化规律以及动载冲击的影响。重点探讨了转炉托圈蚀损前后承载能力的分析研究，并提出合理的建议。经研究发现，氧气吹炼时，造成了较大的液面扰动，且钢液飞溅，有少量钢液粘着在熔池内壁与氧枪外壁的较高位置上，这种较强烈的钢液喷溅会冲蚀炉衬耐火材料;在纯顶吹条件下熔池底部流速微弱，钢液流速小于0.06m/s，这种死区不利于熔池搅拌，脱碳能力较差;炉壳的热-流-固耦合最大应力值在下夹持块与炉壳连接处，可达198MPa，接近于炉壳材料的屈服极限，需要改进其局部结构，降低应力集中;倾动角60°是最具有风险的位置，转炉系统的大部分零部件都达到较大应力值，安全系数较低;在无损伤的情况下，内腹板的最大应力值为72.4MPa，在损伤的情况下，蚀损区域的最大应力值为111.1MPa，上升幅度达53%。在考虑动载的情况下，这个最大应力值还会增加。由此可见，内腹板的蚀损区域对托圈结构强度影响较大，不可忽视，需要及时地进行加固维护以提高托圈承载能力。

关键词：氧气顶吹转炉热流固耦合 CFD 蚀损

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氧气顶吹熔融还原技术冶炼钛铁矿的试验研究

氧气顶吹熔融还原技术冶炼钛铁矿的试验研究

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作者：齐翼龙昆明理工大学

学位级别：硕士

我国的铁矿石产量远远不能满足我国钢铁工业快速发展的需要。据统计,我国铁矿石的进口依赖度从2004年的44%上升到2009年的66%。近几年,国际市场上的铁矿石价格一路攀升,对我国钢铁工业的健康发展带来了前所未有的挑战和冲击。虽然我国... 详细信息

我国的铁矿石产量远远不能满足我国钢铁工业快速发展的需要。据统计,我国铁矿石的进口依赖度从2004年的44%上升到2009年的66%。近几年,国际市场上的铁矿石价格一路攀升,对我国钢铁工业的健康发展带来了前所未有的挑战和冲击。虽然我国铁矿石资源储量丰富,但贫矿、伴生矿所占的比例大,仅四川攀西地区已探明的钛铁矿储量就达98.49亿t,且伴生有多种有价金属元素,具有很高的回收和利用价值,若能充分地综合利用这些宝贵的矿产资源,不仅能有效缓解我国铁矿石资源紧缺的现状,而且还能回收其中的宝贵有价金属,对我国钢铁工业的持续发展有着重要的意义。由于钛铁矿矿物组成和含有Ti02的特殊性,在传统高炉冶炼过程中会出现炉渣粘度高,渣铁流动性差,铁损率高,冶炼不畅等问题。熔融还原工艺是20世纪新兴的非高炉炼铁新技术,是炼铁工业方面的前沿技术。开发研究熔融还原冶炼工艺和技术也是钢铁工业发展的必然要求。以钛铁矿和煤粉为原料,采用顶吹富氧空气技术和熔池内终还原的工艺流程能有效地提高渣层中的氧势,解决了传统高炉在冶炼钛铁矿的过程中所遇到的高熔点Ti(C,N)的生成导致渣铁分离不畅的问题,实现正常的生产冶炼。氧气顶吹熔融还原炼铁工艺是一种极具竞争力的熔融还原新工艺,开展钛铁矿冶炼新工艺的工作研究具有主要的意义。论文主要采用热力学方法计算了在不同的温度条件下,碳素与钛铁矿在熔融态下还原的可行性,并结合现有的分析方法和手段,较为系统地研究了熔融还原钛铁矿过程中的碱度、还原温度、氧气浓度和配碳量对钛铁矿还原过程中的行为的影响,各因素对还原过程的影响按此顺序逐渐减弱,碱度R=1.1,温度T=1550℃,还原时间30min,O2浓度为48.6%时,综合技术指标最好。通过热力学计算和大量试验数据分析,取得了以下结论：1)通过热力学分析,采用氧气顶吹熔融还原冶炼技术冶炼钛铁矿时,采用烟煤作为还原剂还原钛铁矿的吉布斯自由能为负,理论上是可行的。2)钛铁矿经过预氧化处理研究结果发现,物相组成和矿物组织结构都发生了明显改变,在预氧化过程中致密的钛铁矿(FeTiO3)转变成疏松的板钛铁矿(Fe2Ti05),破坏了原有的晶体结构和物相组成,使晶格产生了缺陷。预氧化处理能加快还原速率,有效地缩短还原时间,提高矿石还原度和金属化率。3)碱度对金属化率及铁水质量有明显的影响,随着碱度从0.7至1.5金属化率及铁水质量是先增加后减小,在碱度R=1.1时, T=1500℃, C/O=1.1时,冶炼指标最好,铁的回收率最高,高达94.8%;采用熔融还原炼铁技术能冶炼含TiO2为6.47%的铁矿石,尽管渣中TiO2含量达到25%以上,但渣铁分离良好。4)喷吹富氧空气提高了二次燃烧率,其值可达到加强了炉内传热和能源的有效利用,同时,提高了渣层中的氧势,抑制高熔点的Ti(C,N)的生成,降低了炉渣粘度,保证渣铁分离顺畅。论文系统地研究了采用熔融还原技术冶炼钛铁矿的热力学行为,提出了顶吹富氧空气来抑制高熔点TiC、TiN的生成,对渣铁分离顺畅有重大促进作用的观点,并进行了大量试验研究,得到了大量氧气顶吹熔融还原冶炼钛铁矿的试验数据,进一步丰富了熔融还原技术工艺的理论基础研究。

关键词：钛铁矿熔融还原渣铁分离炼铁氧气顶吹

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铜镍矿氧气顶吹自热熔炼氧枪射流速度分布规律

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稀有金属 1999年第4期23卷 275-278页

作者：牛慧贤北京有色金属研究总院

运用相似模化理论，研究了氧气顶吹自热熔炼炉氧枪射流速度分布规律，并建立了相应的数学模型。不同截面上氧枪射流速度的分布特点为随着与氧枪喷口距离的增加，速度分布趋于平缓。无因次速度分布方程为：ｕ／ｕｍ＝［１－（ｒ／ｒｂ）... 详细信息

运用相似模化理论，研究了氧气顶吹自热熔炼炉氧枪射流速度分布规律，并建立了相应的数学模型。不同截面上氧枪射流速度的分布特点为随着与氧枪喷口距离的增加，速度分布趋于平缓。无因次速度分布方程为：ｕ／ｕｍ＝［１－（ｒ／ｒｂ）１．５０３２］１．８６４２；同一截面上随着径向距离的增加，射流速度降低，且径向速度分布具有自模性。

关键词：自热熔炼氧枪射流铜镍矿速度分布氧气顶吹

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