PDF《基于离散元法的矿石对溜槽冲击力的模拟研究》

基于离散元法的矿石对溜槽冲击力的模拟研究 任学平,何珍光 ( 内蒙古科技大学机械工程学院,内蒙古 包头

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1 0 ) 摘要:高炉布料溜槽是合理布料入炉的一个关键设备,所有进入高炉的炼铁原材料( 烧结矿, 球团矿,焦炭等) 和燃料均要冲击布料溜槽.

由于炉料对溜槽的冲击力不方便实测,现先假设粉末状 炉料从喉管下落并冲击溜槽,采用离散元仿真软件模拟矿石散状颗粒对溜槽的作用,并在数量级上形 成对照,结果显示由于颗粒半径值不均匀等原因,在同等批重条件下,模拟值偏大.理论计算和数值 模拟结果为溜槽衬板的优化等提供了参考依据. 关键词:高炉;

布料溜槽;

E D E M;

离散元 中图分类号:T F

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1 文献标识码:A 文章编号:1

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6 X (

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0 4 S i mu l a t i o nr e s e a r c ho ni mp a c t f o r c eo f o r eo nc h u t eb a s e do nd i s c r e t e e l e me n t me t h o d R E NX u e p i n g ,H EZ h e n g u a n g ( S c h o o l o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g , I n n e r M o n g o l i a U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y , B a o t o u

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1 0 ,C h i n a ) A b s t r a c t :T h eb l a s t f u r n a c ec l o t hc h u t ei s ak e yo f e q u i p m e n t f o r r e a s o n a b l e c l o t hi n t o t h e f u r n a c e .A l l t h e i r o n- m a k i n g r a wm a t e r i a l s ( s i n t e r , p e l l e t s , c o k e , e t c . )a n df u e l e n t e r i n g t h e b l a s t f u r n a c e c e r t a i n l y i m p a c t t h e c l o t hc h u t e .B e c a u s e t h e i m p a c t o f c h a r g e o nc h u t e i s i n c o n v e n i e n t t o m e a s u r e ,i t i s a s s u m e dt h a t t h e p o w d e r e d c h a r g ef a l l s f r o mt h e t h r o a t a n di m p a c t s t h e c h u t e .T h e nt h e d i s c r e t e e l e m e n t s i m u l a t i o ns o f t w a r e i s u s e dt o s i m u l a t et h e i m p a c t o f o r e l o o s e p a r t i c l e s o nc h u t e ,a n da c o m p a r i s o ni s f o r m e do nt h e o r d e r o f m a g n i t u d e .D u e t o t h e u n e v e np a r t i c l e r a d i u s ,t h e a n a l o g v a l u e i s t o o l a r g e u n d e r t h e s a m e b a t c hw e i g h t c o n d i t i o n s .T h e n u m e r i c a l s i m u l a t i o nr e s u l t s p r o v i d ear e f e r e n c ef o r t h eo p t i m i z a t i o no f t h ec h u t el i n e r . K e y w o r d s :b l a s t f u r n a c e ;

c l o t hc h u t e ;

E D E M;

d i s c r e t ee l e m e n t 收稿日期:2

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修订日期:2

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1 6 基金项目:内蒙古高等学校科学研究项目资助( N J Z Y

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4 ) 作者简介:任学平(

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6 3- ) ,男,博士,内蒙古科技大学教授. 通信作者:何珍光(

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9 4- ) ,男,内蒙古科技大学硕士研究生.

0 前言 多种高炉炼铁反应器在前期的布料过程当中 都会使用溜槽布料器,溜槽位于高炉的炉喉处, 该处环境十分恶劣,会经常受到高温烘烤与气流 冲刷等[

1 ] .高炉布料溜槽的损坏往往非常严重 且使用寿命很短,溜槽损坏后要更换或者维修就 需要进行休风,会直接影响生铁的产量,造成经 济上的严重损失. 炼铁反应器都是封闭装置,无法直接观察并 获得物料对溜槽的冲击作用情况等信息.前人的 文献已探讨了布料溜槽的操作工艺与溜槽设计的 一些基本原则,其中刘起[

2 ] 的专利针对现有溜 槽易磨坏、寿命低等问题,介绍了一种新型溜 槽,提出通过料打料、料磨料的方法来减少溜槽 磨损.但缺少炉料刚接触溜槽时的定量分析.近 些年来,数值模拟已经成为研究颗粒流动的有力 工具,其中由 C u n d a l l [