基于Fluent的高炉风口流场和温度场的模拟
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［７］赵蔚琳，刘宗明，李树人．高沮热管的研究与发展［Ｊ］．石油化Ｔｉｌｔ 备，２００５（４）．１４０＿４４．
【编辑：张正贺）
——基于Ｆｌｕｅｎｔ的高炉风口流场和温度场的模拟 樊勇保 等
３模拟结果及分析
图３风口的网格（剖面）
２ 边界条件和求解器‘８］
（１）风口内通过热风的温度为１ ２７３ Ｋ，风口内侧 面Ｌ１与热风间的传热系数为１６０ Ｗ·ｎｌ－２·Ｋ一。
（１）风口的最高温度主要分布在风口前端出水口的 侧部，而不是风口前端。在铸造风口时，应在此处涂上 耐高温涂料；安装风口时应该把出水口端安装在下面， 把进水口安装在上面。
（２）风口前端表面温度分布的规律为边角处温度 高，中间部位温度相对较低。
（３）当水压较低时，增加水压可以显著地降低风口 表面的最高温度；当水压达到０．４ ＭＰａ时，水压的提高 对降低最高温度的作用十分有限，这时提高风口合金的 纯度可以明显降低风口表面的最高温度。
（摘自中国有色金属网）
基于Fluent的高炉风口流场和温度场的模拟
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
樊勇保， 李晓桥， 李玲， 杨东升， 石奇峰 沈阳大学机械工程学院
特种铸造及有色合金 SPECIAL CASTING & NONFERROUS ALLOYS 2009，29(4) 0次
高炉风口是高炉炼铁送风所必须的重要部件，承受 着高速煤粉的磨蚀、高温炉气的冲刷和炉料的撞击，极 易损坏［１￣３】。风口前端的熔蚀是风口失效的主要原因 之一［‘’５］，其寿命长短直接影响到高炉能否顺利运行、 获得高产及降低炼铁成本。因风口的破坏造成的经济 损失是很大的［６］，在正常休风的情况下更换一只风口需 要２０ ｒａｉｎ，此外还有减风、复风操作时间，如果风口周 围有凝铁或大量铁水，则需要更长时间进行处理。本课 题对高炉风口进行了流场和温度场的数值模拟，以了解 风口表面温度分布规律及进口水压和杂质等因素对高 炉风口表面温度分布的影响。
好，最高温度就越低。因此可以发现，风口的最高温度 数［３９０ Ｗ／（ｍ·Ｋ）］比Ｃｕ一０．０３Ｐ合金的导热系数大。
并不是出现在风口前端，而是出现在突出部分的出水口
当水压较低时，可以通过提高水压来增强风口的冷
侧。
却效果；当水压达到要求时，水压的提高对冷却效果没
图６ｃ和图６ｄ是风口前端和突出部分的不同视角 有明显的改善，这时可以通过提高铜的纯度来提高风口
◆考文献
图７风口表面最高温度随进水口水压的变化
３．３ Ｃｕ－Ｏ．０３Ｐ合金的铜风口和纯铜风口的温度场分析
高炉风口都是铜质风口，这是因为铜具有高的导热 性能［９Ｉ。图８是进口水压为０．４０ ＭＰａ时，风１２１前端和 突出部分的温度场。其中图８ａ是纯铜风口，可以看出 其最高温度为４９１．１ Ｋ，图８ｂ是同样条件下Ｃｕ－Ｏ．０３Ｐ
温和散热的作用，在保护不锈钢模具的同时，也使得提 高浇注温度成为可能，并使铸件品质得到大幅度提高。
参考文献
［１］饶荣水．热臂技术研究进展及其在冶金工业中的应用［Ｊ］．工业加 热．２００１（３），１．４．
［２］庄骏．张红．热管技术及其工程应用［Ｍ］．北京：化学工业出版社，
２０００．
ｒ３］陈蔚岗·张国一．模具的加热、保温与冷却口］．纤维复合材料，２００２ （１）１１８．２０．
３２４
万方数据
［４］姜锡朋，姜持．热管技术及其在铸造生产中的应用［Ｊ］．中国铸造装 备与技术．２００３（６）１３７·３９．
［５］胨健美·张新明，邓运来．等．热管技术及其在轻合金铸造中的应用 ［Ｊ］．特种铸造及有色合金．２００５．２５（７）。４１６－４１８．
［６３张朝晖．ＡＮＳＹＳ热分析教程与实倒解析［Ｍ］．北京：中国铁道出版 社，２００７．
——计算机应用技术——特种铸造及有色合金 ２００９年第２９卷第４期 基于Ｆｌｕｅｎｔ的高炉风口流场和温度场的模拟
摘要针对高炉风Ｉ＝Ｉ破坏的主要因素，采用计算流体力学方法来模拟高炉风Ｉ＝ｉ的流场和温度场，探讨进口水压和风口材
质纯度杂质对风Ｉ＝ｌ表面温度分布的影响。模拟结果表明．当进口水压低于０．４ ＭＰａ时，水压的提高能显著地降低风口表面
田１风口结构
１ 风口模型的建立
图１是风口结构示意图，图２是风口的立体模型。 用Ｔｇｒｉｄ程序对风口模型划分网格，采用Ｔｅｔ／Ｈｙ－ ｂｒｉｄ网格类型，风口划分网格后图像见图３，内部尺寸 为４ ｍｍ，划分后网格总数是１ ３８６ ６５７（其中流体划分 网格数是４２３ ６８６，固体划分网格数是９６２ ９７１）。 对于模型方程的求解采用连续性方程，动量方程， 能量守恒方程以及标准惫一￡运输方程［７］。
田４ 进口水压为ｏ．３５
田５ 进口水压为０．３５
ＭＰａ时，纯铜风口的漉场
ＭＰａ时纯钢风口的温度场
图６是进口水压为０．３５ ＭＰａ时，风口前端和突出
部分的温度场。图６ａ是风口前端温度场，可以看出，风
口前端最低温度区域是在风口前端与进水口相对位置，
其次是在风口前端与出水口相对位置，然后是风口前端
的边缘处，这是因为边缘处受水冷却相对差些。用探针
圉２．风口的立体模型（割面）
１．本冷一Ｉ膛Ｌ６ ２．风口内侧面Ｌ１ ３．风口首壕Ｌ２ ４．风口首壕外 侧面Ｌ３ ５．风口后端外侧面Ｌ４ ６．出书口 ７．风口后壕面Ｕ ８．进水口
收稿日期：２００８—０７－３１Ｉ修改稿收到日期：２００８一１０—３１ 基金项目：辽宁省科技基金资助项目（２００３２００３） 第一作者筒介：樊勇保．男，１９８２年出生，硕士研究生，沈阳大学机械工程学院·沈阳（１１００４４）－电话１１３２５２７１５１２８．Ｅ－－ｍａｉｌ．，ｆｙｏｕｙｏｎｇ＠１２６．ｃｏｉｎ
（ｃ）风口首竭不同视角的沮度场（ｄ）风口突出部分不同视角的温度场
目６进口水压为０．３５ ＭＰａ时纯饲风口首端和突出部分的温度场
‘
万方数据
３２５
一特种铸造及有色合金２０ ９年第２９卷第４期 高温度，风口的最高温度指在风口的表面温度中最高的
温度。最高温度取决于风口的冷却效果，冷却效果越
合金风口，可以看出其最高温度为５２８．０ Ｋ，比纯铜风 口的最高温度高３６．９ Ｋ。这是因为纯铜风口的导热系
参考文献(9条) 1.JOHN G,HAROLD R.Toward an understanding of coal combustion in blast furnace tuyere injection[J].Fuel.,2005,84:1 229-1 237. 2.ZHANG W C.Numerical analysis for the multi-phase flow of pulverized coal injection inside blast furnace tuyere[J].Applied Mathematical Modeling,2005,29:871-884. 3.胡火生,贾光霖,张国志,等.新型高炉风口的整体铸造工艺[J].特种铸造及有色合金,1995(3):16-18. 4.黄晓煜,廖相巍.风口热障涂层长寿作用效果研究[J].钢铁,2005,40(10):18-20,41. 5.韩庆,王颖生.首钢炼铁厂减少风口损坏的实践[J].钢铁,2002,37(4):16-18,27. 6.徐娜.提高高炉风口寿命的研究进展[J].铁合金,2007(5):24-28. 7.王福军.计算流体动力学分析-CFD软件原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2004. 8.曹亮.高炉风口温度场和应力场的数值模拟[D].沈阳:沈阳工业大学,2007. 9.李仕鑫,高炉水冷铜风口及其工艺述评[J].特种铸造及有色合金,1986(1):55-58.
（６）水冷内腔Ｌ６内水温为３００ Ｋ，其中进水口表面 设置为压力进口，出水口表面设置为压力出口，进水口 的压力在０．１～１．０ ＭＰａ之间变化。
（７）考虑到网格数量较大和实际情况，选用非耦合 式求解器。
（８）设置能量方程的残差为１０～，连续性方程和ｈ 方程的残差为ｌＯ～。
首先求解流动方程和ｈ方程，获得收敛的流场计 算结果后，再打开能量方程，同时求解流动与传热方程， 最终获得问题的完整解。
３．１ 进口水压为Ｏ．３５ ＭＰａ时纯铜风口仿真结果分析 图４为进口水压为０．３５ ＭＰａ时，高炉风口的流
场。风口的温度场是通过流场来改变的，合理的流场带 走更多的热量，使风口的冷却效果更好【５］。
图５是进口水压为０．３５ ＭＰａ时，风口剖面的温度 场，很明显风口的前端和突出部位的温度高，其最高温 度为５５０．４ Ｋ，热风的通道和受到炉墙辐射的风口外壁 的温度相对低些，这是因为风口前端和突出部位的环境 最恶劣，受到高温炉气的辐射和对流传热。因此，风口 温度场的研究主要集中在风口的前端和突出部分。
的最高温度ｌ当进口水压超过０．４ ＭＰａ时，随着进口水压的提高，风口表面的最高温度的下降趋于平缓，此时提高风口材质
的纯度可以明显降低其最高温度。
关键词高炉风口；温度场；流场，进口水压
中图分类号ＴＧ２４９．７ｔ０２４２
文献标志码 Ａ文章编号 １００１—２２４９（２００９）０４一０３２４一０３
Ｄ０ｌ：１０．３８７０／ｔｚｚｚ．２００９．０４．０１ １
［６］徐娜．提高高炉风口寿命的研究进展［Ｊ］．铁合金．２００７（５）：２４—２８． ［７］王福军．计算流体动力学分析－－ＣＦＤ软件原理与应用［Ｍ］．北京。
清华大学出版社，２００４． ［８］曹亮．高炉风口温度场和应力场的敷值模拟［Ｄ］．沈阳：沈阳工业大
学．２００７．
［９］李仕鑫．高炉水冷铜风口及其工艺述评［Ｊ］．特种铸造及有色合金． １９８６（１）·５５－５８．
的温度场。探针分析表明，风口前端出水口侧的最高温 的寿命。
度为５０１．８－－－５０８．８ Ｋ。风口前端进水口侧的最高温度 为４３２．２＂－－４３９．２ Ｋ。
４ 结论
３．２进水口水压对风口表面最高温度分布的影响
改变进水口水压，模拟计算出风口表面的最高温 度，见图７。可以看出，低水压时，随着水压的增大，最 高温度很快下降，当水压达到０．５０ ＭＰａ时，下降趋势 趋于平缓，几乎不变。在炼铁时，每增加０．１ ＭＰａ的水 压，其费用的增加是相当大的。从风口最高温度和费用 上考虑风口的冷却效果，其最佳水压为０．４０ ＭＰａ。
［３］胡火生，贾光霖。张国志，等．新型高炉风口的整体铸造工艺口］．特 种铸造及有色台金．１９９５（３）：１６－１８．
［４］黄晓煜．廖相囊．风口热障涂层长寿作用效果研究［Ｊ］．钢铁，２００５， ４０（１０）１１８—２０．４１．
［５］韩庆．王颖生．首钢炼铁厂藏少风口损坏的实践［Ｊ］．钢铁，２００２。３７ （４）１１６－１８。２７．
可以探出风口前端的最高温度为４９４．９－－－５０１．８ Ｋ。从
图６ａ还可以发现，边界处温度高，中间部位温度低，风
口前端的最高温度大约为４９８．０ Ｋ。
图６ｂ是风口突出部分的温度场，用探针可以探出
最高温度在５０１．８－－，５０８．８ Ｋ之间，这是风口表面的最
（ａ）凡口苗墙正度埒
（ｂ）风口突出．－分的沮度炀
（编辑：张正贺）
（ａ）地饲风口
（ｂ）Ｃｕ－Ｏ．０３Ｐ风口
图８进口水压为０．４０ ＭＰａ时，不同合金风口前端和突出
部分的温度场图
３２６
万方数据
wk.baidu.com
赞比亚Ｍｏｐａｎｉ铜矿公司暂停生产
赞比亚矿山和矿产开发部长３月６日表示，赞 比亚第二大铜和钴生产商Ｍｏｐａｎｉ铜业公司计划 暂停旗下Ｍｕｆｕｌｉｒａ和Ｎｋａｎａ矿山的生产，此举因 全球铜价疲软。
Ｆｌｌ ＪＯＨＮ Ｇ．ＨＡＲＯＬＤ Ｒ．Ｔｏｗａｒｄ ａｎ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｃｏａｌ ｃｏｍｂｕｓ— ｔｉｏｎ ｉｎ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｔｕｙｅｒｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ．．２００５．８４ ｌ １ ２２９—１
２３７．
［２］ＺＨＡＮＧ Ｗ ｃ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ—ｐｈａｓｅ ｆｌｏｗ ｏｆ ｐｕｌ— ｖｅｒｉｓｅｄ ｃｏａｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｉｎｓｉｄｅ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｔｕｙｅｒｅＦＪ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｈ－ ｅｍａｔｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ．２００５．２９ ｌ ８７１—８８４．
（２）炉内高温气流的温度为２ ２７３ Ｋ，风口前端Ｌ２ 与风口气流间的传热系数为１６０ Ｗ·ｍ－２·Ｋ～，风口 前端与炉气进行辐射传热，铜风口的黑度为０．８。
（３）炉墙与风口前端的外侧面Ｌ３进行辐射传热， 炉墙的平均温度为１ ２７３ Ｋ。
（４）风口后端的外侧面Ｌ４与中套接触，因此为绝 热面。
（５）风口的后端面Ｌ５的环境温度为３５３ Ｋ，对流传 热系数为６５ Ｗ·ｍ．２·Ｋ～．
【编辑：张正贺）
——基于Ｆｌｕｅｎｔ的高炉风口流场和温度场的模拟 樊勇保 等
３模拟结果及分析
图３风口的网格（剖面）
２ 边界条件和求解器‘８］
（１）风口内通过热风的温度为１ ２７３ Ｋ，风口内侧 面Ｌ１与热风间的传热系数为１６０ Ｗ·ｎｌ－２·Ｋ一。
（１）风口的最高温度主要分布在风口前端出水口的 侧部，而不是风口前端。在铸造风口时，应在此处涂上 耐高温涂料；安装风口时应该把出水口端安装在下面， 把进水口安装在上面。
（２）风口前端表面温度分布的规律为边角处温度 高，中间部位温度相对较低。
（３）当水压较低时，增加水压可以显著地降低风口 表面的最高温度；当水压达到０．４ ＭＰａ时，水压的提高 对降低最高温度的作用十分有限，这时提高风口合金的 纯度可以明显降低风口表面的最高温度。
（摘自中国有色金属网）
基于Fluent的高炉风口流场和温度场的模拟
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
樊勇保， 李晓桥， 李玲， 杨东升， 石奇峰 沈阳大学机械工程学院
特种铸造及有色合金 SPECIAL CASTING & NONFERROUS ALLOYS 2009，29(4) 0次
高炉风口是高炉炼铁送风所必须的重要部件，承受 着高速煤粉的磨蚀、高温炉气的冲刷和炉料的撞击，极 易损坏［１￣３】。风口前端的熔蚀是风口失效的主要原因 之一［‘’５］，其寿命长短直接影响到高炉能否顺利运行、 获得高产及降低炼铁成本。因风口的破坏造成的经济 损失是很大的［６］，在正常休风的情况下更换一只风口需 要２０ ｒａｉｎ，此外还有减风、复风操作时间，如果风口周 围有凝铁或大量铁水，则需要更长时间进行处理。本课 题对高炉风口进行了流场和温度场的数值模拟，以了解 风口表面温度分布规律及进口水压和杂质等因素对高 炉风口表面温度分布的影响。
好，最高温度就越低。因此可以发现，风口的最高温度 数［３９０ Ｗ／（ｍ·Ｋ）］比Ｃｕ一０．０３Ｐ合金的导热系数大。
并不是出现在风口前端，而是出现在突出部分的出水口
当水压较低时，可以通过提高水压来增强风口的冷
侧。
却效果；当水压达到要求时，水压的提高对冷却效果没
图６ｃ和图６ｄ是风口前端和突出部分的不同视角 有明显的改善，这时可以通过提高铜的纯度来提高风口
◆考文献
图７风口表面最高温度随进水口水压的变化
３．３ Ｃｕ－Ｏ．０３Ｐ合金的铜风口和纯铜风口的温度场分析
高炉风口都是铜质风口，这是因为铜具有高的导热 性能［９Ｉ。图８是进口水压为０．４０ ＭＰａ时，风１２１前端和 突出部分的温度场。其中图８ａ是纯铜风口，可以看出 其最高温度为４９１．１ Ｋ，图８ｂ是同样条件下Ｃｕ－Ｏ．０３Ｐ
温和散热的作用，在保护不锈钢模具的同时，也使得提 高浇注温度成为可能，并使铸件品质得到大幅度提高。
参考文献
［１］饶荣水．热臂技术研究进展及其在冶金工业中的应用［Ｊ］．工业加 热．２００１（３），１．４．
［２］庄骏．张红．热管技术及其工程应用［Ｍ］．北京：化学工业出版社，
２０００．
ｒ３］陈蔚岗·张国一．模具的加热、保温与冷却口］．纤维复合材料，２００２ （１）１１８．２０．
３２４
万方数据
［４］姜锡朋，姜持．热管技术及其在铸造生产中的应用［Ｊ］．中国铸造装 备与技术．２００３（６）１３７·３９．
［５］胨健美·张新明，邓运来．等．热管技术及其在轻合金铸造中的应用 ［Ｊ］．特种铸造及有色合金．２００５．２５（７）。４１６－４１８．
［６３张朝晖．ＡＮＳＹＳ热分析教程与实倒解析［Ｍ］．北京：中国铁道出版 社，２００７．
——计算机应用技术——特种铸造及有色合金 ２００９年第２９卷第４期 基于Ｆｌｕｅｎｔ的高炉风口流场和温度场的模拟
摘要针对高炉风Ｉ＝Ｉ破坏的主要因素，采用计算流体力学方法来模拟高炉风Ｉ＝ｉ的流场和温度场，探讨进口水压和风口材
质纯度杂质对风Ｉ＝ｌ表面温度分布的影响。模拟结果表明．当进口水压低于０．４ ＭＰａ时，水压的提高能显著地降低风口表面
田１风口结构
１ 风口模型的建立
图１是风口结构示意图，图２是风口的立体模型。 用Ｔｇｒｉｄ程序对风口模型划分网格，采用Ｔｅｔ／Ｈｙ－ ｂｒｉｄ网格类型，风口划分网格后图像见图３，内部尺寸 为４ ｍｍ，划分后网格总数是１ ３８６ ６５７（其中流体划分 网格数是４２３ ６８６，固体划分网格数是９６２ ９７１）。 对于模型方程的求解采用连续性方程，动量方程， 能量守恒方程以及标准惫一￡运输方程［７］。
田４ 进口水压为ｏ．３５
田５ 进口水压为０．３５
ＭＰａ时，纯铜风口的漉场
ＭＰａ时纯钢风口的温度场
图６是进口水压为０．３５ ＭＰａ时，风口前端和突出
部分的温度场。图６ａ是风口前端温度场，可以看出，风
口前端最低温度区域是在风口前端与进水口相对位置，
其次是在风口前端与出水口相对位置，然后是风口前端
的边缘处，这是因为边缘处受水冷却相对差些。用探针
圉２．风口的立体模型（割面）
１．本冷一Ｉ膛Ｌ６ ２．风口内侧面Ｌ１ ３．风口首壕Ｌ２ ４．风口首壕外 侧面Ｌ３ ５．风口后端外侧面Ｌ４ ６．出书口 ７．风口后壕面Ｕ ８．进水口
收稿日期：２００８—０７－３１Ｉ修改稿收到日期：２００８一１０—３１ 基金项目：辽宁省科技基金资助项目（２００３２００３） 第一作者筒介：樊勇保．男，１９８２年出生，硕士研究生，沈阳大学机械工程学院·沈阳（１１００４４）－电话１１３２５２７１５１２８．Ｅ－－ｍａｉｌ．，ｆｙｏｕｙｏｎｇ＠１２６．ｃｏｉｎ
（ｃ）风口首竭不同视角的沮度场（ｄ）风口突出部分不同视角的温度场
目６进口水压为０．３５ ＭＰａ时纯饲风口首端和突出部分的温度场
‘
万方数据
３２５
一特种铸造及有色合金２０ ９年第２９卷第４期 高温度，风口的最高温度指在风口的表面温度中最高的
温度。最高温度取决于风口的冷却效果，冷却效果越
合金风口，可以看出其最高温度为５２８．０ Ｋ，比纯铜风 口的最高温度高３６．９ Ｋ。这是因为纯铜风口的导热系
参考文献(9条) 1.JOHN G,HAROLD R.Toward an understanding of coal combustion in blast furnace tuyere injection[J].Fuel.,2005,84:1 229-1 237. 2.ZHANG W C.Numerical analysis for the multi-phase flow of pulverized coal injection inside blast furnace tuyere[J].Applied Mathematical Modeling,2005,29:871-884. 3.胡火生,贾光霖,张国志,等.新型高炉风口的整体铸造工艺[J].特种铸造及有色合金,1995(3):16-18. 4.黄晓煜,廖相巍.风口热障涂层长寿作用效果研究[J].钢铁,2005,40(10):18-20,41. 5.韩庆,王颖生.首钢炼铁厂减少风口损坏的实践[J].钢铁,2002,37(4):16-18,27. 6.徐娜.提高高炉风口寿命的研究进展[J].铁合金,2007(5):24-28. 7.王福军.计算流体动力学分析-CFD软件原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2004. 8.曹亮.高炉风口温度场和应力场的数值模拟[D].沈阳:沈阳工业大学,2007. 9.李仕鑫,高炉水冷铜风口及其工艺述评[J].特种铸造及有色合金,1986(1):55-58.
（６）水冷内腔Ｌ６内水温为３００ Ｋ，其中进水口表面 设置为压力进口，出水口表面设置为压力出口，进水口 的压力在０．１～１．０ ＭＰａ之间变化。
（７）考虑到网格数量较大和实际情况，选用非耦合 式求解器。
（８）设置能量方程的残差为１０～，连续性方程和ｈ 方程的残差为ｌＯ～。
首先求解流动方程和ｈ方程，获得收敛的流场计 算结果后，再打开能量方程，同时求解流动与传热方程， 最终获得问题的完整解。
３．１ 进口水压为Ｏ．３５ ＭＰａ时纯铜风口仿真结果分析 图４为进口水压为０．３５ ＭＰａ时，高炉风口的流
场。风口的温度场是通过流场来改变的，合理的流场带 走更多的热量，使风口的冷却效果更好【５］。
图５是进口水压为０．３５ ＭＰａ时，风口剖面的温度 场，很明显风口的前端和突出部位的温度高，其最高温 度为５５０．４ Ｋ，热风的通道和受到炉墙辐射的风口外壁 的温度相对低些，这是因为风口前端和突出部位的环境 最恶劣，受到高温炉气的辐射和对流传热。因此，风口 温度场的研究主要集中在风口的前端和突出部分。
的最高温度ｌ当进口水压超过０．４ ＭＰａ时，随着进口水压的提高，风口表面的最高温度的下降趋于平缓，此时提高风口材质
的纯度可以明显降低其最高温度。
关键词高炉风口；温度场；流场，进口水压
中图分类号ＴＧ２４９．７ｔ０２４２
文献标志码 Ａ文章编号 １００１—２２４９（２００９）０４一０３２４一０３
Ｄ０ｌ：１０．３８７０／ｔｚｚｚ．２００９．０４．０１ １
［６］徐娜．提高高炉风口寿命的研究进展［Ｊ］．铁合金．２００７（５）：２４—２８． ［７］王福军．计算流体动力学分析－－ＣＦＤ软件原理与应用［Ｍ］．北京。
清华大学出版社，２００４． ［８］曹亮．高炉风口温度场和应力场的敷值模拟［Ｄ］．沈阳：沈阳工业大
学．２００７．
［９］李仕鑫．高炉水冷铜风口及其工艺述评［Ｊ］．特种铸造及有色合金． １９８６（１）·５５－５８．
的温度场。探针分析表明，风口前端出水口侧的最高温 的寿命。
度为５０１．８－－－５０８．８ Ｋ。风口前端进水口侧的最高温度 为４３２．２＂－－４３９．２ Ｋ。
４ 结论
３．２进水口水压对风口表面最高温度分布的影响
改变进水口水压，模拟计算出风口表面的最高温 度，见图７。可以看出，低水压时，随着水压的增大，最 高温度很快下降，当水压达到０．５０ ＭＰａ时，下降趋势 趋于平缓，几乎不变。在炼铁时，每增加０．１ ＭＰａ的水 压，其费用的增加是相当大的。从风口最高温度和费用 上考虑风口的冷却效果，其最佳水压为０．４０ ＭＰａ。
［３］胡火生，贾光霖。张国志，等．新型高炉风口的整体铸造工艺口］．特 种铸造及有色台金．１９９５（３）：１６－１８．
［４］黄晓煜．廖相囊．风口热障涂层长寿作用效果研究［Ｊ］．钢铁，２００５， ４０（１０）１１８—２０．４１．
［５］韩庆．王颖生．首钢炼铁厂藏少风口损坏的实践［Ｊ］．钢铁，２００２。３７ （４）１１６－１８。２７．
可以探出风口前端的最高温度为４９４．９－－－５０１．８ Ｋ。从
图６ａ还可以发现，边界处温度高，中间部位温度低，风
口前端的最高温度大约为４９８．０ Ｋ。
图６ｂ是风口突出部分的温度场，用探针可以探出
最高温度在５０１．８－－，５０８．８ Ｋ之间，这是风口表面的最
（ａ）凡口苗墙正度埒
（ｂ）风口突出．－分的沮度炀
（编辑：张正贺）
（ａ）地饲风口
（ｂ）Ｃｕ－Ｏ．０３Ｐ风口
图８进口水压为０．４０ ＭＰａ时，不同合金风口前端和突出
部分的温度场图
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万方数据
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赞比亚Ｍｏｐａｎｉ铜矿公司暂停生产
赞比亚矿山和矿产开发部长３月６日表示，赞 比亚第二大铜和钴生产商Ｍｏｐａｎｉ铜业公司计划 暂停旗下Ｍｕｆｕｌｉｒａ和Ｎｋａｎａ矿山的生产，此举因 全球铜价疲软。
Ｆｌｌ ＪＯＨＮ Ｇ．ＨＡＲＯＬＤ Ｒ．Ｔｏｗａｒｄ ａｎ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｃｏａｌ ｃｏｍｂｕｓ— ｔｉｏｎ ｉｎ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｔｕｙｅｒｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ．．２００５．８４ ｌ １ ２２９—１
２３７．
［２］ＺＨＡＮＧ Ｗ ｃ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ—ｐｈａｓｅ ｆｌｏｗ ｏｆ ｐｕｌ— ｖｅｒｉｓｅｄ ｃｏａｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｉｎｓｉｄｅ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｔｕｙｅｒｅＦＪ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｈ－ ｅｍａｔｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ．２００５．２９ ｌ ８７１—８８４．
（２）炉内高温气流的温度为２ ２７３ Ｋ，风口前端Ｌ２ 与风口气流间的传热系数为１６０ Ｗ·ｍ－２·Ｋ～，风口 前端与炉气进行辐射传热，铜风口的黑度为０．８。
（３）炉墙与风口前端的外侧面Ｌ３进行辐射传热， 炉墙的平均温度为１ ２７３ Ｋ。
（４）风口后端的外侧面Ｌ４与中套接触，因此为绝 热面。
（５）风口的后端面Ｌ５的环境温度为３５３ Ｋ，对流传 热系数为６５ Ｗ·ｍ．２·Ｋ～．