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Numerical investigation of sinusoidal pulsating gas intake to intensify the gas-slag momentum transfer in the top-blown smelting furnace

引用

International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials 2024年第2期31卷 301-314页

作者： Zhanghao Wan Shiliang Yang Desong Kong Dongbo Li Jianhang Hu Hua Wang State Key Laboratory of Complex Nonferrous Metal Resources Clean Utilization Kunming University of Science and TechnologyKunming 650093China Southwest Copper Branch Yunnan Copper Co.Ltd.Kunming 650102China

The variation characteristics of bubble morphology and the thermal-physical properties of bubble boundary in the top-blown smelting furnace were explored by means of the computational fluid dynamics method.The essential aspects of the fluid phase(e.g.,splashing volume,dead zone of copper slag,and gas penetration depth)were explored together with the effect of sinusoidal pulsating gas intake on the momentum-transfer performance between phases.The results illustrated that two relatively larger vortices and two smaller vortices appear in the bubble waist and below the lance,respectively.The expansion of larger ones as well as the shrinking of smaller ones combine to cause the contraction of the bubble waist.Compared to the results of the case with a fixed gas injection velocity(V_(g)=58 m/s),the splashing volume and dead zone volume of the slag under the V_(g)=58+10sin(2πt)condition are reduced by 24.9%and 23.5%,respectively,where t represents the instant time.Gas penetration depth and slag motion velocity of the latter are 1.03 and 1.31 times high-er than those of the former,respectively.

关键词： top-blown smelting furnace pulsed flow volume of fluid penetration depth splashing volume

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