铁矿石竖炉氢气直接还原温度场模拟

钢铁钒钛, 2016, 37(5): 106-111. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2016.05.020

铁矿石竖炉氢气直接还原温度场模拟

白明华 ^1, , 韩少峰 ^2, , 徐宽 ^3, , 李路叶 ^4, , 吕建超 ^5, , 张伟亚 ^6,

1.燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心,河北秦皇岛,066004

2.燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心,河北秦皇岛,066004

3.燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心,河北秦皇岛,066004

4.燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心,河北秦皇岛,066004

5.燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心,河北秦皇岛,066004

6.燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心,河北秦皇岛,066004

基金项目: 科技型中小企业技术创新基金无偿资助项目(12C26211300726) 河北省科技型中小企业技术创新资金项目(12C1303351003).

关键词：竖炉 , 氢气 , 直接还原 , 传热模型 , 温度场 , 热效率

Simulation on Temperature Distribution in Reduction Zone of Iron Ore Hydrogen DR Shaft Furnace

Keywords： shaft furnace , hydrogen , direct reduction , heat transfer model , temperature field , thermal efficiency

以BL竖炉及工艺参数为计算依据,建立气固传热模型,采用计算流体软件Fluent模拟计算.将球团矿简化为多孔介质,物料的运动采用滑移网格模拟,还原反应采用三步反应参与计算,得到氢气直接还原铁竖炉还原段的温度场,并计算还原气的热效率.结果表明:在一定范围内,随着氢气气量的增加还原段温度梯度逐渐变窄,炉顶气温度逐渐升高,并且还原气的热效率逐渐降低.同时也能够得出还原产物随高度的变化情况.简化的竖炉还原段气固传热模型适用于氢气直接还原竖炉还原段温度场的预测以及炉内反应产物的分析.

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