高炉冷却板挂渣能力数值模拟分析
作者机构：东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 教育部低碳钢铁前沿技术工程研究中心辽宁沈阳110819 辽宁省低碳钢铁前沿技术工程研究中心辽宁沈阳110819
基 金：国家自然科学基金资助项目(52404343,52274326) 中国宝武低碳冶金创新基金资助项目(BWLCF202109)
出 版 物：《钢铁》 (Iron and Steel)
年 卷 期：2024年第59卷第11期
页 码：54-64页
摘 要：高炉中后期主要依靠渣皮保护炉体,合理的操作炉型有助于高炉维持煤气流均匀分布和炉况顺行。目前针对应用冷却板的高炉,存在挂渣机理研究不全面和渣皮计算方法不合理的问题。因此基于ANSYS“生死单元”技术,通过构建冷却板三维挂渣机理模型,以及设计冷却板渣皮循环迭代计算方法解决以上问题,并且重点分析了不同工况对于高炉挂渣行为的影响。分析结果表明,煤气温度从1 200℃上升至1 600℃,渣皮厚度呈抛物线趋势下降,渣皮从56 mm下降到8 mm左右。当煤气温度为1 550℃时,冷却板最高温度为122℃,超过安全工作温度。导热系数从1.2 W/(m^(2)·℃)上升至2.2 W/(m^(2)·℃),渣皮厚度能够增厚76%~85%,但渣皮均匀性从86.1%下降至79.5%。导热系数增大0.2 W/(m^(2)·℃),渣皮增厚约1.6~9.6 mm。挂渣温度从1 050℃升高至1 150℃,渣皮能够增厚33%~125%。挂渣温度上升50℃,渣皮平均增厚约6.9~7.6 mm,渣皮均匀性整体上升10%。冷却水温度降低10℃,冷却板最高温度和测点温度能够降低约10℃。冷却水速度上升1 m/s,冷却板最高温度能够降低5~10℃。综合机理模型分析以及现场实际情况,建议渣皮导热系数保持在1.6 W/(m^(2)·℃)以下,挂渣温度保持在1 100~1 150℃,冷却水速度为1.5~2.5 m/s,冷却水温度为25~35℃时,冷却板挂渣比较合理,高炉能够保持比较均匀的操作炉型,以上分析为高炉延长炉役,保持顺行提供了理论依据和基础。
主 题 词：高炉 冷却板 挂渣能力 传热 ANSYS“生死单元” 数值模拟
学科分类：080602[080602] 08[工学] 0806[工学-电气类]
核心收录：
D O I：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20240154
馆 藏 号：203155634...
