作者：張振1唐玨1,2儲滿生1,3石泉1王川強1
作者單位：1.東北大學冶金學院2.教育部低碳鋼鐵前沿技術工程研究中心3.遼寧省低碳鋼鐵前沿技術工程研究中心
刊名：鋼鐵
ISSN：0449-749X
出版年：2024-08-16
卷：59
期：11
起頁：54-64
止頁：
分類號：TF57
語種：中文
關鍵詞：高爐;冷卻板;掛渣能力;傳熱;ANSYS “生死單元”;數值模擬;
內容簡介高爐中后期主要依靠渣皮保護爐體，合理的操作爐型有助于高爐維持煤氣流均勻分布和爐況順行。目前針對應用冷卻板的高爐，存在掛渣機理研究不全面和渣皮計算方法不合理的問題。因此基于ANSYS“生死單元”技術，通過構建冷卻板三維掛渣機理模型，以及設計冷卻板渣皮循環迭代計算方法解決以上問題，并且重點分析了不同工況對于高爐掛渣行為的影響。分析結果表明，煤氣溫度從1 200℃上升至1 600℃，渣皮厚度呈拋物線趨勢下降，渣皮從56 mm下降到8 mm左右。當煤氣溫度為1 550℃時，冷卻板最高溫度為122℃，超過安全工作溫度。導熱系數從1.2 W/（m2·℃）上升至2.2 W/（m2·℃），渣皮厚度能夠增厚76%～85%，但渣皮均勻性從86.1%下降至79.5%。導熱系數增大0.2 W/（m2·℃），渣皮增厚約1.6～9.6 mm。掛渣溫度從1 050℃升高至1 150℃，渣皮能夠增厚33%～125%。掛渣溫度上升50℃，渣皮平均增厚約6.9～7.6 mm，渣皮均勻性整體上升10%。冷卻水溫度降低10℃，冷卻板最高溫度和測點溫度能夠降低約10℃。冷卻水速度上升1 m/s，冷卻板最高溫度能夠降低5～10℃。綜合機理模型分析以及現場實際情況，建議渣皮導熱系數保持在1.6 W/（m2·℃）以下，掛渣溫度保持在1 100～1 150℃，冷卻水速度為1.5～2.5 m/s，冷卻水溫度為25～35℃時，冷卻板掛渣比較合理，高爐能夠保持比較均勻的操作爐型，以上分析為高爐延長爐役，保持順行提供了理論依據和基礎。
所需耐材幣：0
