1-铁浴式熔融还原炉侧吹
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0.0225
顶底侧复吹模拟
图5. 顶底侧复吹密度图（1s; 4s; 7s; 10s）
结论
侧吹喷枪对熔融还原炉有一定的搅拌作用。当侧枪流速为100m/s, 枪 位为347mm时，侧枪吹入的气体对渣层下部和铁相的影响较小，对 渣层上部影响较大，形成液面的剧烈波动和喷溅。当侧吹喷枪同水平 方向的夹角为45°和50°时，引起的喷溅较剧烈 。夹角为50°时， 引起炉壁处的喷溅最剧烈
5.5*10-3 5*10-1 1.7894*10-5
单侧吹模拟
计算方案
枪位为渣层的1/2处 流速为100m/s 改变不同的喷吹角度（喷枪同水平方向的夹角）
40° 45° 50°
单侧吹模拟
40°
45°
Βιβλιοθήκη Baidu
50°
图2. 不同喷吹角度时y=0截面的密度分布图（1s;2s;3s;4s;5s）
顶底侧复吹熔融还原炉时，喷枪对炉内流体流动影响较复杂
谢谢！
铁浴式熔融还原炉侧吹喷枪 的数学模拟研究
报告：雷鸣 指导老师：张捷宇 教授 上海大学 上海市现代冶金与材料制备重点实验室 2008年全国非高炉炼铁年会 2008.10
内容
背景 计算模型 单侧吹模拟 顶底侧复吹模拟 结论
背景
熔融还原工艺的分类：
竖炉式 铁浴式
熔融还原工艺的工业化生产
计算采用非稳态计算，时间步长为10-5s，计算时间为5s，PISO算法，网格数约为20
边界条件：
不考虑整个过程的化学反应；
不考虑整个过程温度场的变化；
流体为不可压缩粘性流体；
熔融还原炉的壁面无穿透，无滑移
表1.计算所选用的物性参数
铁水 渣
空气
密度（kg/m3） 动力学粘度(Pa ·m)
7000 2600 1.225
单侧吹模拟
图3. 第5s时炉壁处的密度分布情况（40°； 45°；50°）
单侧吹模拟
图4. 第5s时不同侧吹角度下的流场分布图（40°; 45°; 50°）
顶底侧复吹模拟
复吹模拟的计算条件：
枪位
口径(mm)
顶枪 613mm（出口距液面高度）
7.4
侧枪
347mm
8.6
底枪
中心处
0.1
流速(m/s) 100 130
COREX、FINEX、HIsmelt工艺
铁浴式熔融还原工艺的发展
DIOS、ROMELT、HIsmelt工艺等
计算模型
如图1所示，熔融 还原炉直径为 400mm，铁渣高度 比为1:1，侧吹喷枪 的枪位位于渣层的 1/2处
图1. 单侧吹模拟的计算模型
计算模型
计算采用商业软件FLUENT，选用其中的标准k-ε湍流模型，VOF多相流模型进行计算
顶底侧复吹模拟
图5. 顶底侧复吹密度图（1s; 4s; 7s; 10s）
结论
侧吹喷枪对熔融还原炉有一定的搅拌作用。当侧枪流速为100m/s, 枪 位为347mm时，侧枪吹入的气体对渣层下部和铁相的影响较小，对 渣层上部影响较大，形成液面的剧烈波动和喷溅。当侧吹喷枪同水平 方向的夹角为45°和50°时，引起的喷溅较剧烈 。夹角为50°时， 引起炉壁处的喷溅最剧烈
5.5*10-3 5*10-1 1.7894*10-5
单侧吹模拟
计算方案
枪位为渣层的1/2处 流速为100m/s 改变不同的喷吹角度（喷枪同水平方向的夹角）
40° 45° 50°
单侧吹模拟
40°
45°
Βιβλιοθήκη Baidu
50°
图2. 不同喷吹角度时y=0截面的密度分布图（1s;2s;3s;4s;5s）
顶底侧复吹熔融还原炉时，喷枪对炉内流体流动影响较复杂
谢谢！
铁浴式熔融还原炉侧吹喷枪 的数学模拟研究
报告：雷鸣 指导老师：张捷宇 教授 上海大学 上海市现代冶金与材料制备重点实验室 2008年全国非高炉炼铁年会 2008.10
内容
背景 计算模型 单侧吹模拟 顶底侧复吹模拟 结论
背景
熔融还原工艺的分类：
竖炉式 铁浴式
熔融还原工艺的工业化生产
计算采用非稳态计算，时间步长为10-5s，计算时间为5s，PISO算法，网格数约为20
边界条件：
不考虑整个过程的化学反应；
不考虑整个过程温度场的变化；
流体为不可压缩粘性流体；
熔融还原炉的壁面无穿透，无滑移
表1.计算所选用的物性参数
铁水 渣
空气
密度（kg/m3） 动力学粘度(Pa ·m)
7000 2600 1.225
单侧吹模拟
图3. 第5s时炉壁处的密度分布情况（40°； 45°；50°）
单侧吹模拟
图4. 第5s时不同侧吹角度下的流场分布图（40°; 45°; 50°）
顶底侧复吹模拟
复吹模拟的计算条件：
枪位
口径(mm)
顶枪 613mm（出口距液面高度）
7.4
侧枪
347mm
8.6
底枪
中心处
0.1
流速(m/s) 100 130
COREX、FINEX、HIsmelt工艺
铁浴式熔融还原工艺的发展
DIOS、ROMELT、HIsmelt工艺等
计算模型
如图1所示，熔融 还原炉直径为 400mm，铁渣高度 比为1:1，侧吹喷枪 的枪位位于渣层的 1/2处
图1. 单侧吹模拟的计算模型
计算模型
计算采用商业软件FLUENT，选用其中的标准k-ε湍流模型，VOF多相流模型进行计算