烧结矿适宜冷却条件的模拟计算

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1、68东北大学继续教育学院毕业设计（论文）东北大学毕业设计（论文）东北大学继续教育学院教务处毕业设计(论文)GRADUATEDESIGN(THESIS)设计（论文）题目烧结矿适宜冷却条件的模拟计算学号C006学生朱建教学中心山东省莱芜市莱钢奥鹏学习中心专业冶金工程指导教师董建宏二〇一三年三月十四日4I68东北大学继续教育学院毕业设计（论文）毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：烧结矿适宜冷却条件的模拟计算基本内容：本研究试图通过建立烧结矿冷却模型，探究不同冷却条件下(鼓风冷却)烧结矿层的温度场及流场的分布情况。研究的重点在于动态的描述烧结冷却过程中烧结矿与冷却流体的热交换过程。严格说来

2、，此次的研究是一次探索性的研究。其结果可以为改善烧结冷却工艺、冷却后烟气余热回收提供指导,还可作为研究冷却过程对烧结矿冶金及物理性能影响的参考依据。指导教师：董建宏2013年3月14日4I68东北大学继续教育学院毕业设计（论文）摘要烧结矿是我国钢铁工业高炉炼铁的主要原料，烧结冷却作为烧结工艺的一环，其研究对于提高烧结矿成品率，改善烧结矿质量以及提高能源利用率都是十分重要的。烧结过程余热资源的高效回收与利用是进一步降低烧结矿工序能耗的主要措施之一，而将温度较高的烧结余热用于动力发电或其它环节是整个余热回收与利用的核心与关键。本研究利用仿真软件建立了简单的烧结矿冷却二维模型，研究了鼓风速率、烧

3、结矿粒径以及烧结矿排列方式对烧结冷却效果的影响。模型结果显示：冷却30min后，大部分烧结矿温度由初始的800℃下降到接近室温；出口风温在横向上的分布与烧结矿的粒径和排列方式有关；而平均风温的高低除与上述两个因素有关外，还受到鼓风速率的影响；当使用小粒径烧结矿并在横向上错位排列时，风温在横向上的波动较为平缓，此条件下冷却1s后出口气体的温度为190℃~440℃4I68东北大学继续教育学院毕业设计（论文）不等；气流湍流强度对冷却效果有重要影响，湍流强度越大，则涡流热导率越大，冷却效果越好；一定范围内提高鼓风速率可以改善冷却效率，但同时会使废气温度随冷却时间的下降速率增大，因而从能源利用率的角

4、度考虑，存在一个适宜的鼓风速率范围。相对于规则排列，错位排列、低孔隙率以及使用小粒径的烧结矿都可以改善烧结冷却的效果。特别地，使用小粒径的烧结矿并采用错位排列时，15m/s的鼓风速率就可以取得和较大粒径、规则排列时使用25m/s鼓风速率相当的冷却效果，且冷却过程中的废气温度更高。模型结果直观的表征了烧结冷却过程中的流场及温度场的变化情况，可以为改进实际烧结冷却工艺提供指导。关键词：烧结，冷却，二维模型，流场，温度场4I68东北大学继续教育学院毕业设计（论文）PREFACEThesinteristhemainrawmaterialoftheblastfurnaceofironandsteel

5、industryinChina,sinteringandcoolingasapartofthesinteringprocess,theresearchforimprovingsinteryield,improvesinterqualityandimprovetheenergyefficiencyisveryimportant.Withtheuseofefficientrecoveryofwasteheatofsinteringprocessisoneofthemainmeasurestofurtherreducetheenergyconsumptionofsinterprocess,the

6、sinteringwasteheatofhightemperatureusedforpowergenerationorotheraspectsofthewasteheatrecoveryandutilizationofthecoreandkey.Asimple2-dimentionalmodelforcoolingprocessofsinterorewasestablishedwiththecommercialsimulationsoftwareCOMSOL.Severalfactorsincludingblowingrate,thesizeof6II68东北大学继续教育学院毕业设计（论文

7、）sinteroreanditsdistributioninthecoolingmachine,6II68东北大学继续教育学院毕业设计（论文）whichwillcontributetothecoolingprocedure,wereinvestigatedwiththemodel.Asaresult,mostofthesinterorehadbeencooleddownfromtheinitial800℃toroomte