国家自然科学基金(51104037)
- 作品数：12 被引量：43H指数：4
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- 炼钢转炉顶吹气体射流对熔池的穿透行为被引量：2
- 2015年
- 在转炉吹炼过程中顶吹气体射流冲击液面形成的冲击坑对于熔池的成渣速率和冶炼效率有较大影响,是冶炼过程中的重要动力学参数。以1/10氧气顶吹转炉为对象进行了水模型实验,研究了枪位、顶吹气量对射流穿透行为的影响;基于实验与理论分析,讨论了液相表面张力对穿透深度的影响机理;通过引入用于冲击坑形成的射流冲击动能利用指数,建立了更为精确的穿透深度分析模型。研究结果表明:穿透深度随枪位的降低、顶吹气量的增大而增大,冲击直径随枪位的提高而增大但受顶吹气量的影响较小;液相表面张力对穿透深度的影响随着表面张力的增大而加强,随着穿透深度的增大影响更为显著;能量利用指数随着枪位的提高而增大,并基于实验得到了其与枪位的定量关系。
- 李明明李强李强张伟
- 关键词：氧气转炉炼钢分析模型
- 高铝铁矿石球团气基还原物相状态研究被引量：4
- 2013年
- 在温度为950℃、还原气氛为纯CO条件下,对高铝铁矿石球团进行气基还原,还原时间分别为0、5、10、20、40、60、80min以及110min,以明确各时间段内物相的变化情况。研究结果表明,还原5min时即出现金属铁、FeAl2O4和Fe2SiO43种物相,10min以至更长时间时金属铁峰强度有所增强,而其他2相变化并不明显;另外,该种铁矿石中氧化铁的逐级还原规律并不明显,当金属铁相过早出现时,Fe3O4相以及独立存在的浮士体相未检测到。
- 张作良李强高攀李明明张伟邹宗树
- 关键词：球团物相
- 气基预还原处理高铝铁矿石被引量：4
- 2013年
- 使用气基预还原的方法对一种全铁质量分数为30.82%,Al2O3质量分数为23.32%的高铝铁矿石进行铝铁分离研究.研究结果表明:1#球团于900℃、还原气氛为70%CO(体积分数)+30%H2、还原时间为77 min时得到最高还原率77.13%;2#球团于950℃、还原气氛为70%CO+30%H2、还原时间为80 min时得到最高还原率82.2%;另外,2#球团在900℃以上还原时所能达到的最高还原率很接近;综合考虑,两种球团的最佳预还原温度为900℃;配加消石灰后,可以破坏原矿中铁、铝、硅之间的嵌布关系.X射线衍射分析结果表明,在还原过程中,出现了难还原的Fe2SiO4相和FeAl2O4相,这是导致还原难以进行的原因.
- 张作良李强李明明邹宗树
- 关键词：还原率X射线衍射
- 加焦方式对气化炉炉料结构和气流分布的影响被引量：10
- 2016年
- 装料模式决定了料床的孔隙度结构,进而决定了煤气流的分布信息。建立了气化炉炉料结构的离散单元模型和煤气流动的多孔介质模型,以自编程和软件Fluent为载体,结合两个模型共同描述了不同加焦方式对气化炉的炉料结构和煤气流动带来的变化,获得了炉内炉料结构的孔隙度分布信息和煤气的速度场、流线和质量通量。结果表明:首先,由离散单元模型获得的炉料结构信息可作为气流分布模型的边界条件输入;其次,煤气流模型的模拟结果表明焦柱的加入会在加焦位置处形成煤气发展通路,进而改善气化炉透气性,但应控制焦炭加入量,避免气流过度发展,进而影响煤气利用率。通过模拟计算获得的非均匀床层气体流动规律的认识对气化炉加焦工艺有借鉴意义。
- 李海峰韩立浩游洋罗志国蔡九菊邹宗树
- 关键词：熔化气化炉炉料结构煤气流分布数值模拟
- 加焦方式对气化炉内气流分布的影响被引量：4
- 2016年
- 布料模式决定了料床的空隙度,而料床的空隙度分布决定了煤气流的二次分布.本文建立了研究三维气化炉炉料结构和煤气流分布的物理模型和数学模型,物理模型采用热电偶测温的方法,从炉内气体温度分布信息考察了气体的流动情况,由于物理实验无法获得内部空隙度分布信息,故基于离散单元法模型,以Fluent软件为载体,利用多孔介质模型并加入用户自定义函数,通过数学模型进一步研究了不同加焦方式下气化炉内煤气流分布的影响机理,获得了气化炉内煤气的速度场和流线.物理模拟与数值模拟结果相吻合.通过模拟计算获得的非均匀床层内气体流动规律的认识对COREX气化炉加焦工艺有借鉴意义.
- 李海峰游洋韩立浩罗志国蔡九菊邹宗树
- 关键词：COREX熔化气化炉煤气流分布物理模拟数值模拟
- 炼钢转炉喷溅行为的数值模拟被引量：8
- 2016年
- 通过建立的可压缩、非等温三维多相VOF模型研究了转炉射流与熔池作用过程的特征,阐明了吹炼过程射流-熔渣-钢水界面轮廓变化、揭示了液滴喷溅形成机理、定量分析了熔池喷溅速率.结果表明:顶吹过程具有明显的瞬态特征,形成的冲击坑有一定的震荡特性,这种不稳定性控制了金属液滴的产生和初始尺寸分布.金属液滴喷溅的形成有两种方式,一是大块金属带在冲击坑边缘破碎撕裂;二是单个液滴直接从冲击坑边缘的排出.这两种方式同时发生并共同导致了喷溅的产生.吹炼数和喷溅速率在冶炼过程中波动,是由凹坑震荡的本性决定的,本研究条件下吹炼数和喷溅速率的平均值为10和3.4 kg·m-3.
- 邓丽琴李明明李强邹宗树
- 关键词：炼钢转炉喷溅数值模拟
- 转炉顶吹过程渣-金-气三相作用特性被引量：4
- 2015年
- 基于VOF界面追踪技术,建立了氧气转炉顶吹过程渣-金-气多相传输行为的数学模型,研究了渣-金-气三相界面行为,给出了渣/金界面特征的演化过程和熔池内流场变化特征,对冲击坑形态进行了具体的描述,并对穿透深度和冲击坑直径进行了定量化的表征。结果表明:由于冲击坑表面波的传播,冲击坑以及渣/金/气界面具有明显的瞬态特征且熔池是振荡的;钢液熔池内涡旋中心位置随着吹炼时间以及渣的运动而变化;低枪位加强了钢液表面的波动,增加了钢液表面的粗糙度,增大了射流与熔池的接触面积,从而有利于射流向熔池的动量传递,促进熔池的搅拌。
- 李明明李强李强
- 关键词：顶吹转炉VOF三相流动数值模拟
- 八钢COREX多粒度非球形颗粒混合堆积的研究
- 2017年
- 本文以八一钢厂COREX当地原料(球团矿、焦炭和煤)为研究对象,采用物理模拟和数值模拟方法,对多粒径非球形颗粒混合堆积行为进行了研究.首先通过物理实验确定各原料的物性参数,如粒度分布、表观密度、堆密度、静摩擦系数、恢复系数、弹性模量、剪切模量和泊松比等;其次通过物理实验和由组合球构建真实颗粒形状的数值模拟对二元混合堆积角进行研究,在两种结果相吻合的前提下,获得二元混合物之间的滚动摩擦系数,且利用该系数进一步研究三元混合堆积效果.研究结果表明:由二元混合获得的系数可成功应用在三元混合模型之上,最终模型获得了球团矿、多粒度焦炭、多粒度煤两两之间混合堆积及三者之间混合堆积的料堆休止角及内部空隙度信息,为八钢使用当地物料进行装料操作提供了详细的参考数据.
- 李海峰李林蔚游洋罗志国邹宗树
- 关键词：离散单元法数值模拟
- 新型DRI-挡板布料器布料过程的数值模拟被引量：1
- 2016年
- COREX熔化气化炉炉顶布料设备由煤-溜槽和DRI-挡板两种布料器组成,其中DRI-挡板属于新型布料器,布料规律尚不明晰.通过离散单元法(DEM)建立了DRI-挡板布料过程的数学模型,通过该模型分析了DRI-挡板的操作参数对布料过程带来的影响.其中包括考察了挡板角度对布料落点位置的影响,获得了布料档位与挡板角度的对应关系.还考察了料堆的形成过程和单一物质多粒度混合布料形成的料堆内部偏析情况,获得了不同档位半径物料的粒度偏析信息.同时也考察了矿石和焦炭混合布料过程,获得了矿焦的径向分布规律.研究结果为COREX现场合理调节布料模式提供参考依据.
- 李海峰游洋邹宗树蔡九菊
- 关键词：离散单元法布料规律数值模拟
- 高铝铁矿石球团在预还原过程中的热力学行为被引量：4
- 2013年
- 应用物质吉布斯自由能函数法计算高铝铁矿石球团在预还原过程中所发生反应的ΔG,明确球团中物相在该过程中的热力学行为.热力学计算、分析结果表明:还原阶段产生的FeO最易与Al2O3反应生成FeO·Al2O3,其次与SiO2反应生成2FeO·SiO2,最后与SiO2反应生成FeO·SiO2·Al2O3置换2FeO·SiO2和FeO·SiO2中SiO2生成FeO·Al2O3的反应较之SiO2置换FeO·Al2O3中Al2O3的反应要容易得多.FeO.SiO2的还原反应趋势要强于FeO·Al2O3及2FeO.SiO2.
- 张作良李强高攀张伟邹宗树
- 关键词：球团热力学
