新型高爐渣干式處理過程物理模擬與數(shù)值模擬.pdf

1、高爐渣是鋼鐵企業(yè)高爐煉鐵的主要副產(chǎn)品，液態(tài)爐渣中含有高品位的工業(yè)余熱可以利用，玻璃態(tài)高的高爐渣?？梢宰鳛樯a(chǎn)水泥的原料。目前高爐渣處理方式以水淬為主，但濕法工藝對高爐渣中的高品位余熱無法回收，消耗大量新水，并排放大量的硫化物氣體污染物。高爐渣干式工藝可以有效解決濕法工藝帶來的上述問題，因此得到了鋼鐵行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。
　　高爐渣干式急冷粒化工藝的主要要求是：在熔渣冷卻開始的短時間內(nèi)形成薄層（或渣粒）；渣層破碎（顆粒收集）前實現(xiàn)層內(nèi)

2、硬化；整個處理周期內(nèi)保證必要的冷卻速率以形成玻璃態(tài)渣?；谏鲜龉に囈?，課題組自主設(shè)計并搭建了一種新型干式處理工藝實驗平臺，并制定了冷渣工作機制。本文首先通過石蠟的低溫?zé)釕B(tài)實驗，對該平臺能否形成薄層進行了驗證；然后利用 FLUEN T軟件對高爐渣凝固過程進行數(shù)值模擬，研究了一個冷卻周期內(nèi)渣層內(nèi)的溫度分布與各處的冷卻速率。
　　通過進行低溫?zé)釕B(tài)實驗，得出液體石蠟在滾筒表面上形成0.3~0.45mm厚度均勻的薄層。蠟層厚度受到滾筒轉(zhuǎn)速

3、和石蠟初始溫度的影響，轉(zhuǎn)速越快，厚度越薄，溫度的影響主要通過粘度來實現(xiàn)，初始溫度越高，粘度越小，厚度也會越薄。同時通過對厚度形成的原理進行分析，總結(jié)了厚度的半經(jīng)驗公式為??? vL?15.43。
　　通過對渣層冷卻凝固過程的數(shù)值模擬，得出2 mm熔渣層可以在5s內(nèi)完全凝固，并且冷卻速率在25℃/s以上，可以形成以玻璃體為主的固體渣層。同時渣層凝固過程受到厚度和爐渣導(dǎo)熱系數(shù)的影響，厚度越大，凝固時間越長，導(dǎo)熱系數(shù)越大，凝固時間越短，