【摘 要】
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布料制度是调整高炉炉况的重要手段,对高炉的产量、燃料比、顺行等起着重要作用。在对无钟炉顶高炉布料的研究中,既有从整体上研究炉料料流轨迹及落点分布,又有从颗粒尺度上研究不同布料模式所形成料面形状及炉料颗粒分布。在此基础上,本论文依据某厂1280m~3串罐式无钟炉顶高炉设备参数,利用SOLIDWORKS和EDEM的Geometry建立几何模型,基于DEM理论结合炉料物理参数进行数学模拟。研究了布料过程
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布料制度是调整高炉炉况的重要手段,对高炉的产量、燃料比、顺行等起着重要作用。在对无钟炉顶高炉布料的研究中,既有从整体上研究炉料料流轨迹及落点分布,又有从颗粒尺度上研究不同布料模式所形成料面形状及炉料颗粒分布。在此基础上,本论文依据某厂1280m~3串罐式无钟炉顶高炉设备参数,利用SOLIDWORKS和EDEM的Geometry建立几何模型,基于DEM理论结合炉料物理参数进行数学模拟。研究了布料过程中炉料的料流轨迹及所形成的料面形状,实现了对料流轨迹和料面形状的可视化模拟。具体研究内容和结果如下:（1）计算分析了溜槽倾角（12°-41°）、炉料种类（焦炭和矿石）、料线深度（0-2m）及溜槽结构（半圆形、矩形、有无衬板）等参数对布料料流轨迹的影响。结果表明:（1）落点半径随溜槽倾角的增大而增大,倾角为13.3°时,炉料在下落过程中不与溜槽接触。（2）在相同倾角下,焦炭离开溜槽后的料流宽度比矿石的小,颗粒比较聚集,焦炭落点半径比矿石的大0.1m。（3）料线深度增加,焦炭和矿石落点半径均不断增大,两者差值也不断增大;在1.4m料线,焦炭落点接触炉墙内壁,而在1.6m料线布矿石时会接触到炉墙。（4）焦炭经半圆形和矩形光面溜槽后的落点半径平均值分别为2.68m和2.38m,而经半圆形和矩形有衬板溜槽后的落点半径平均值分别为2.44m和2.31m,故使用矩形有衬板溜槽布焦炭时落点半径最小。（2）计算分析了“中心加焦”及“平台加漏斗”两种布料模式对料面形状、纵向及径向区域内炉料颗粒分布及矿焦质量比分布的影响,并通过多批布料的方法,对比研究了两种布料模式之间的差别。结果表明:（1）采用“中心加焦”布2批料时,在径向上,从中心至边缘焦炭颗粒平均粒径变化为“先增再减后平稳”,中间区域4内的焦炭颗粒平均粒径最大（40.97mm）,50mm和70mm粒径颗粒的占比较高,分别为43.2%和22.2%;在径向上矿石平均粒径变化不大,分布比较均匀。（2）采用“平台加漏斗”布2批料时,在径向上,从中心至边缘焦炭颗粒平均粒径变化为“先减小后平稳”,区域1内焦炭的平均粒径最大（44.88mm）,50mm和70mm的粒径焦炭颗粒占比可分别达到45.5%和37%,区域2-10内的变化幅度不大;而矿石颗粒粒径分布较为均匀。在纵向上,两种炉料的平均粒径都逐渐增大,在纵向区域4内焦炭平均粒径取最大值（44.77mm）,50mm和70mm粒径的焦炭颗粒占比可分别达到42.8%和38.4%。（3）通过在模型中布入8批料后对比发现,采用“中心加焦”的布料模式会在高炉中心形成面积较大的无矿区域,堆角较大,难以形成中心漏斗;采用“平台加漏斗”的布料模式,中心区域内的焦炭量较少,边缘区域的矿石层较为平坦,从而保证了中心和边缘区域气流的合理发展。
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