钢铁生产过程高效节能基础研究

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1、钢铁生产过程高效节能基础研究　　摘要：?研究针对3个关键科学问题所设置的6个课题展开了全面研究。课题一，“全氧条件下高炉高温热化学反应与能质传递协同原理”开展了氧气高炉工艺流程设计及其工艺参数计算，氧气高炉气氛下炉料低温还原粉化行为实验，高还原势下球团矿还原行为实验，氧气高炉气氛下烧结矿还原行为，氧气高炉气氛下烧结矿软熔行为的研究。课题二，“高温运动床层异形颗粒堆积体系内的能质传递与转化机制”进行了透明烧结杯可视化高温烧结实验台搭建，一维非稳态铁矿石烧结模型的建立，环冷机内烧结矿冷却过程流动换热数值模拟，烧结矿内部孔隙结构CT扫描测试分析，多孔球体堆积床的传热和

2、流动数值计算，烧结矿化学反应动力学实验，多孔介质层流对流换热系数分形准则方程的理论推导，对球团回转窑煤粉燃烧进行研究建立传热模型等研究。课题三，“基于物料品质调控的高温熔渣余热回收能质传输机理”展开了高温熔融物料相变冷却可视化实验装置和在线测量系统，化学组成配比对高炉熔渣冷却后物相结构及物性变化的影响，冷却方式对高炉渣物相结构及性能的影响，液态物料气淬-转杯离心粒化可视化实验平台建设，建立了风冷条件下单个高温熔融物料颗粒内部相变传热理论模型，单个高温熔融物料颗粒相变冷却换热的数值模拟等多项研究。课题四，“气相余热高效梯级储存与转换的理论和方法”围绕着间歇性气相余

3、热蓄存的非稳态特性，多孔异质复合相变材料制备及热学性能表征，气相余热蓄传热测试平台搭建，分子筛微孔结构的多孔介质材料的热质传递机理，多孔功能/相变材料内流固耦合输运等研究。课题五，“钢铁流程系统的能耗排放特征及其广义热力学优化”进行了钢铁生产流程的普适性物理模型及整体行为特征，钢铁生产流程资源、能源与环境效应评价方法，钢铁生产流程多层次物流、能流网络及运行时序特征，生产流程系统构型及运行调控的广义热力学优化研究。课题六，“钢铁生产过程的能源高效配置与余能梯级利用”开展了钢铁工业全时空多品位能量流与生产流程关联关系，伴生气压缩系统内部流动机理，低热值伴生气化学能物

4、理能释放效率和释放装置，中低热值伴生气燃烧实验方面等研究。通过该年度的前期研究，为后续的进一步研究工作指明了方向，打下了坚实基础。通过实施，发现了实施过程中存在的一些问题，并对于这些问题进行了积极整改，提出了针对项目管理的相关建议。　　关键词：钢铁工业节能基础研究协同强化多场耦合余能储存集成优化　　2012AnnualReportofFundamentalInvestigationonEnergyEfficiencyforMetallurgicalProcessing　　LinLin　　（UniversityofScience&TechnologyBeijing

5、，USTB）　　Abstract：Theprojectmainlycontainsthefollowingstudiesaimingatthekeyscientificissuesduring2012.1―2012.8：（1）Thesynergyprincipleofhightemperaturethermo-chemicalreactionsandmass-energytransferinpure-oxygenblastfurnace：theprocessandprocessparameteroftheoxygenblastfurnacewereinvesti

6、gated.Theexperimentsoflowtemperaturereductiondegradationbehaviorsofburden，thepelletreductionbehaviors，thesinterreductionbehaviorsandthesintersofteningandmeltingbehaviorsinoxygenblastfurnacehavebeeninvestigatedrespectively.（2）Thermodynamictemperatureriseandkineticpropertiesofthesinter

7、andsteelslag：avisualtransparentsinteringpotexperimenttableisbuilt.NumericalsimulationontheflowandheattransferofthesintercoolingprocessinsidetheringcoolerwasinvestigatedandtheCTscantestontheinternalporestructureofsinterwasanalyzed.Furthermore，theheattransferandflowofporous-sphere-pack

8、edbedwascalc