PDF《基于离散元法的矿石对溜槽冲击力的模拟研究》

3 ) 和(

4 ) . 然后模拟一种粒径 5~

1 0m m的矿石.模拟 结果如图 6所示. 图5小于 5m m矿石对溜槽冲击力图 图65~

1 0m m矿石对溜槽冲击力图 N y= F y ・c o s α+ F x ・c o s ( 1- α ) (

3 ) N x= F y ・s i n α- F x ・c o s ( 1- α ) (

4 ) (

1 ) 粒径小于 5m m的矿石,当溜槽倾角α=

4 5 ° 时,N y=

9 4

3

2 5N ,N x=

3 9

0 7N ;

当α=

5 5 ° 时,N y=

9 6

4 5N ,N x=

4 3

5

8 9N . (

2 ) 粒径 5~

1 0m m的矿石,当溜槽倾角α=

4 5 ° 时,N y=

1 2

0 1 3N ,N x=

4 9

7 6N ;

当α=

5 5 ° 时,N y=

1 3

9 1

7 5N ,N x=

5 4

6 6N . 根据公式(

3 ) 和(

4 ) 得出的模拟结果如表

2 所示. ・

6 3 ・ 重型机械2018N o

3 表2不同粒径矿石理论值和模拟值比较表 矿石粒 径/ m m

4 5 ° 理论值

5 5 ° 理论值

4 5 ° 理论值

5 5 ° 理论值 <

5 A=

1 0

8 3

6 B=

4 1

4

7 C=

1 0

0 1

1 8 A=

1 3

0 7

6 B=

6 0

3

7 6 C=

1 1

5 9

8 2 A=

1 0

2 0 B=

3 9

0

7 C=

9 4

3

2 5 A=

1 1

8 7

3 4 B=

4 3

2

3 7 C=

9 6

4

5 5 ~

1 0 A=

1 3

0 0 B=

4 9

7

6 C=

1 2

0 1

3 A=

1 5

6 8

9 B=

7 2

4

4 7 C=

1 3

9 1

7 5 注:A 、B 、C分别表示总受力、切向受力、法向受力.

3

2 落料对溜槽冲击理论分析结果及讨论 将直径大于 5m m的矿石比拟成流动性很好 的矿石流,通过理论力学分析计算得出结论,然 后再在离散元软件模拟了一种极近 似的小于5m m 的矿石,模拟值和理论计算值误差很小, 然后再模拟矿石粒径在 5~

1 0m m对溜槽的冲击 力,冲击力偏大. 根据已建立的炉料在溜槽上的运动模型,颗 粒对溜槽的冲击力可近似分为 2个阶段:料落到 溜槽时瞬间增大和保持阶段.粒径在 5~

1 0 m m 的矿石,当 α为

4 5 ° 时,落料对溜槽的冲击在

1

3 3~

1

5 2s 时间内冲击最大,达到

13 0 0N , 在152s 之后,冲击力在

4 4 0N左右波动,如图 5所示.当 α角度继续增大到

5 5 ° 时,溜槽下行 流量变小,落料对溜槽的冲击在

1

3 3~

1

5 2 s 时 间内冲击最大,达到峰值

15 6

8 9N ,在152s 后,冲击力在

5 0 0N左右波动,如图 6所示.这 说明当下料口距离溜槽距离较远的时候,溜槽落 料点的设计主要考虑最大冲击力的影响. 不同溜槽角度对溜槽受力大小有直接影响, 其中法向作用力大于切向作用力,表明溜槽所受 到的物料作用力以冲击作用力为主.

3 结论 (

1 ) 无论是焦炭、球团矿、还是烧结矿,矿 石的粒径是影响溜槽损坏的重要因素. (

2 ) 离散元模型数值模拟结果可以直观再现 冲击效应,在溜槽设计和使用过程中,应降低料 流调节阀至溜槽的高度. (

3 ) 在设计溜槽的时候,建议将溜槽落点位 置安装有键槽,这样可以储存一部分的颗粒,让 后续的颗粒下落时撞击在储存物料上,减轻对溜 槽的冲击磨损. 参考文献: [

1 ] 聂松辉,刘宏昭,邱爱红,等.高炉布料溜槽抗 磨损技术研究[ J ] .钢铁,2

0 0

7 (

0 7 ) :1 0-

1 4 . [

2 ] 滕召杰,程树森,赵国磊.溜槽截面形状及参数 对高炉布料的影响[ J ] .钢铁,2

0 1

4 ,4

9 (

0 9 ) :

3 4-

3 7+

7 6 . [

3 ] C u n d a l l P A ,S t r a c kO D L .Ad i s c r e t e n u m e r i c a l m o d e l f o rg r a n u l a ra s s e m b l i e s [ J ] .G e o t e c hn i q u e ,1