基于高爐非穩(wěn)態(tài)出鐵過程的數(shù)學模擬與爐缸爐底侵蝕的研究.pdf

1、基于某鋼廠有效容積1750m3的高爐爐缸在實際生產中受損狀況，利用相關的生產數(shù)據(jù)并從渣鐵對爐缸爐底機械沖刷的角度在FLUENT軟件中建立高爐出鐵的非穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型。在模擬過程中改變料柱狀態(tài)、料柱孔隙度、死鐵層深度等因素，得到不同條件下的模擬結果，并分析爐底、爐壁等位置所受到的剪應力、壓力以及爐缸內的鐵水流場以探明鐵水流動對爐缸爐底的侵蝕方式以及侵蝕原因。
　　本研究主要內容包括：⑴爐缸中存在A1死料柱時流場最簡潔，環(huán)流現(xiàn)象最少;同時

2、底部受到的剪應力是四種死料柱狀態(tài)中最小的，剪應力隨出鐵時間的變化波動最小，此種死料柱狀態(tài)的形成也最有利于高爐長壽。⑵死料柱充滿爐缸時對爐缸有一定保護作用，料柱四周存在鐵水自由區(qū)時會極大增大對底部和側壁的壓力，渣層的存在可以有效減小鐵水對爐缸側壁渣層覆蓋區(qū)域的作用力。⑶環(huán)流現(xiàn)象的高發(fā)位置位于爐缸底部、爐缸底部拐角處;底部最大剪應力位置主要分布于爐缸出鐵口兩側、爐底拐角處、爐底中心等位置，與環(huán)流現(xiàn)象發(fā)生的位置相契合。環(huán)流現(xiàn)象會隨著出鐵過程的

3、進行漸漸消失，爐缸內鐵水整體流速也會隨著出鐵的進行而下降;底部受到的剪應力、壓力均隨出鐵時間而下降。⑷死料柱浮起狀態(tài)下孔隙度ε=0.3時，爐缸內產生的環(huán)流更少且底部鐵水最大流速在不同時刻均最小，流場更加穩(wěn)定;隨著孔隙度的增大，底部最大剪應力位置逐漸由出鐵口兩側向爐底中心移動?？紫抖仍酱螅趖＜500s時其剪應力越大，在t＞500s后不同孔隙度下的底部剪應力的差距越來越小;并且在t＜500s時，孔隙度相同的條件下，料柱浮起時要比料柱沉底時