高炉煤气流分布数学模型

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1、东北大学硕士学位论文高炉煤气流分布数学模型姓名：张贡献申请学位级别：硕士专业：钢铁冶金指导教师：方觉19990101摘要本课题建立了高炉稳态下的煤气流分布二维数学模型，考虑到在高炉内部，煤气流动、炉料下降、传热、化学反应等现象是相互联系的，因而对这些现象进行了同时解析。本模型给出了炉料的粒度、空隙度等物性参数沿高炉径向分布的数学描述，考虑到矿焦比径向分布对煤气流分布具有较大的影响，本模型也给出了它的计算方法。为了使本模型具有比较理想的实用性和适应性，对数模的程序进行了相应的优化。利用本数模对某一高炉进行了模拟计算，通过改变某些装料制度参数，

2、比如粒度和空隙度的径向分布、矿焦比、批重等，利用模型解析，分析了它们对炉内煤气流分布的影响。关键词：高炉；煤气流：数学模型ABSTRACTAgasnowtwo—dimensionalmathematicalmodelisdevelopedforanalyzinginnercircumstancesofblastfurnaceat8t。adYstate∞eration．Thismodelisconsistedofasetofdifferentialequatlonsrepresentingsimultaneousprocessesofgasa

3、ndburdenflows,heattransferandmasstransferwithpartialchemicalrateP。o。e38。3_Thl8model．providestheradialdistributionsoftheparticleandtheV01dageofcokeandorelayer．Consideringtheimportanteffectof。adialdistributionofcoke／0reratioongasflowregulating，memodelalsoorovidesthecalculati

4、vemethodfortheradialdistribmlon8ofcoke／oreratio．Theprogr猢erofthemathematicalmodelisimproVedto。nhanc8itspracticalityandadaptability·Theinllercircumstancesofablastfurnacearenumericallyanalyzedusingthetwo．dimensionalmodel．Thispaperanaly8e8。ffectsof。啪meters，suchascoke／oreratio

5、，voidageofcoke弛dorelayer,particlediameter，etc．，ongasflowregulating-Keyw。rds：blastfurnace；gasflow；mathematicalm。del东北大学硕士论文第一章绪论1绪论1．1高炉长寿与煤气流分布随着高炉的大型化，以及相关工艺技术的开发和引进，高炉的产量日益增加，焦比逐渐降低，使得钢铁厂向着高产节能的目标又前进了一大步。但是随之，世界各国的冶金工作者又面临着一个新的挑战，因为伴随着高产节能，冶炼强度也将有很大的提高，而这势必会影响到高炉的寿命。此外，大

6、修、中修所需要的时间和费用都相应有大幅度的增加，高炉寿命直接关系到企业的长期经济利益，因此从提高效益的角度出发，尽可能地延长高炉寿命是一亟需解决的问题。而这一点对于国内的大型高炉尤其必要，之所以这么说，是因为在八十年代末期，国外大型高炉在一代炉役期内不进行中修的条件下寿命已达10—12年左右，单位炉容一代炉龄产量达到6000—7000t／m3，进入九十年代后，国外高炉寿命进一步提高，已有不少高炉达到l5年以上，而相比之下，国内目前38座大于1000m3的高炉中只有梅山1号、2号和宝钢1号高炉的寿命达到8年以上，所占的百分比还不足7％，从表1

7、．1、1．2提供的统计数据来看，这种差距显而易见的⋯。要想提高我国钢铁企业在国际市场上的竞争能力，务必要进行切实的研究，采取有效的措施在增产节能的前提下尽可能地延长高炉的寿命。衰1．11957-1990年田内部分高炉寿命统计为达到高炉长寿的目的，通常采取以下两种措施，其一是设计、引用优质高效的冷却设备和耐火材料，采用科学的布局和砌筑方式，加强对炉体的监测功能，尽可能地维护炉体，降低其受到的损害程度：其二东北大学硕士论文旃一举’绪论是羞鼹予开发薪鹊技术，优证现青的操作刹度，在高炉生产过程中，权衡程弊，在遥求增产、节麓静霞露，采取稿应嵇麓霸控制

8、手蔽调整搽俸参数、改蒋炉况，使戴朝着有利于离炉长寿的方向发展。裘1,2莲悫终部努夹耋蹇护枣囊绫诗根据资料表瞬，赢炉炉体损坏严重的部位裔三处f2】：一处是炉缸帮炉底，这部分的损害童