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高辐射覆层对热风炉传热过程影响的数值模拟

周惠敏 , 张浩 , 苍大强 , 白皓 , 张海涛

钢铁研究学报

针对“高辐射覆层技术”在山东石横特钢集团1080m3高炉两座热风炉上的应用,使用CFD软件对蓄热室内部传热和流动过程进行了数值模拟,分析了有覆层(1号热风炉)和无覆层(3号热风炉)热风炉的热风流动和传热过程,建立了蓄热室内部辐射与对流换热过程数学模型,得到了3号和1号 热风炉的燃烧期的烟气温度与格子砖表面温度差的变化规律以及送风期的热风温度与格子砖表面温度差的变化规律;并将数值计算结果与现场测试的数据进行比较,总结了其变化规律。结果表明:①在燃烧期,有覆层的热风炉烟气温度与格子砖表面温度之差低于无覆层的热风炉,格子砖吸热快,蓄热量增加。②在送风期,有、无覆层的格子砖与热风的温差基本相同。由于有覆层的蓄热量大,温度高,格子砖与热风的温差相同,说明有覆层的放热快,放热量增加。③有覆层的热风炉热风出口平均温度比无覆层的提高20℃以上,有覆层的热风炉的平均烟气出口温度比无覆层的下降10℃以上。

关键词: 高炉热风炉 , high radiation coating , numerical simulation , high temperature blast , energy saving

不锈钢渣制备陶瓷的实验研究

郭华 , 苍大强 , 白皓 , 宗燕兵

物理测试

往不锈钢渣中混入氧化物磨成粉体,通过分析其粒度分布与比表面积,用DTA曲线确定工艺制度,烧制了陶瓷坯体样品,得出了粉体必须在杂质含量<1%,Cr2O3在2%~3%之间,渣量不超过30%的情况下,才能烧制出吸水率与显气孔率符合基本性能要求的陶瓷坯体。

关键词: 不锈钢渣 , oxide , DTA , ceramic

超滤膜分离渗滤液腐植物质的压力影响研究

苗豪梅 , 白皓 , 岳东北 , 刘建国 , 聂永丰

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2009.01.012

超滤处理渗滤液膜生物反应器(MBR)出水,考察操作压力(0.3~0.7 MPa)对分离腐植物质(HS)的影响.结果表明,0.6MPa时浓缩液中TOC随体积因数Fv的增加幅度最大,0.4~0.6 MPa时浓缩液中HS浓度均大幅升高,但0.7 MPa时浓缩液HS浓度仅小幅上升,且HS占总TOC的百分比低于进料液;0.3MPa、0.4 MPa时透过液中TOCC随Fv的增加幅度明显高于其他压力条件;各压力下无机盐离子的截留情况比较相似,Fv=5时,Na、K、Mg离子的截留率约为30%,Fe离子约为50%,Ca离子约为15%;重金属离子的变化情况在低压下基本一致,在0.7 MPa时有所不同;0.6 MPa时HS与盐分的分离效果最好,在本实验条件下0.6MPa为最佳操作压力.压力对TOC和HS的浓缩、透过液中TOC的变化以及HS与盐分的分离效果有明显影响,对无机盐离子和重金属离子的变化影响不明显.

关键词: 渗滤液 , MBR , 腐植物质 , 超滤 , 压力

热风炉蓄热体高发射率节能涂层的制备及应用

但智钢 , 苍大强 , 周惠敏 , 白皓 , 宗燕兵

钢铁

采用超细化技术制备出微纳米涂料,并在高炉热风炉蓄热体表面成功制备出微纳米节能涂层,涂层的发射率达到0.93,涂层厚度约为300 μm。该高发射率涂层强化了气固相间的辐射传热和内部导热,使蓄热体蓄热速率和热量增加。在高炉热风炉上的应用效果表明,涂层能使热风温度分别提高57 ℃和28 ℃,同时减小送风温度的波动,降低废气排放温度,节约燃料消耗10%左右。

关键词: 热风炉;格子砖;高发射率涂层;高风温;节能

不锈钢渣制备陶瓷的实验研究

郭华 , 苍大强 , 白皓 , 宗燕兵

物理测试

往不锈钢渣中混入氧化物磨成粉体,通过分析其粒度分布与比表面积,用DTA曲线确定工艺制度,烧制了陶瓷坯体样品,得出了粉体必须在杂质含量<1%,Cr2O3在2%~3%之间,渣量不超过30%的情况下,才能烧制出吸水率与显气孔率符合基本性能要求的陶瓷坯体.

关键词: 不锈钢渣 , 氧化物 , DTA , 陶瓷

热风炉蓄热体高发射率节能涂层的制备及应用

但智钢 , 苍大强 , 周惠敏 , 白皓 , 宗燕兵

钢铁

采用超细化技术制备出微纳米涂料,并在高炉热风炉蓄热体表面成功制备出微纳米节能涂层,涂层的发射率达到0.93,涂层厚度约为300μm.该高发射率涂层强化了气-固相间的辐射传热和内部导热,使蓄热体蓄热速率和热量增加.在高炉热风炉上的应用效果表明,涂层能使热风温度分别提高57℃和28℃,同时减小送风温度的波动,降低废气排放温度,节约燃料消耗10%左右.

关键词: 热风炉 , 格子砖 , 高发射率涂层 , 高风温 , 节能

高发射率涂料应用于高炉热风炉的节能效果

王苗 , 苍大强 , 白皓 , 程相利 , 周惠敏

钢铁

应用数值模拟验证高发射率涂料在热风炉内的使用效果并比较涂料的不同使用区域对热风温度的影响,得出高发射率涂料在高炉热风炉内的最佳使用区域为高温区.应用这一结果在两座热风炉上进行工业对比试验,经过热诊断测试判定高发射率涂料的节能效果.热诊断结果表明,应用高发射率涂料可提高热风温度25℃,降低废气温度13℃,提高热效率5%.

关键词: 高炉热风炉 , 高发射率涂料 , 高风温 , 热诊断 , 格子砖

高辐射覆层对热风炉传热过程影响的数值模拟

周惠敏 , 张浩 , 苍大强 , 白皓 , 张海涛

钢铁研究学报

针对"高辐射覆层技术"在山东石横特钢集团1 080m3高炉两座热风炉上的应用,使用CFD软件对蓄热室内部传热和流动过程进行了数值模拟,分析了有覆层(1号热风炉)和无覆层(3号热风炉)热风炉的热风流动和传热过程,建立了蓄热室内部辐射与对流换热过程数学模型,得到了3号和1号热风炉的燃烧期的烟气温度与格子砖表面温度差的变化规律以及送风期的热风温度与格子砖表面温度差的变化规律;并将数值计算结果与现场测试的数据进行比较,总结了其变化规律.结果表明:①在燃烧期,有覆层的热风炉烟气温度与格子砖表面温度之差低于无覆层的热风炉,格子砖吸热快,蓄热量增加.②在送风期,有、无覆层的格子砖与热风的温差基本相同.由于有覆层的蓄热量大,温度高,格子砖与热风的温差相同,说明有覆层的放热快,放热量增加.③有覆层的热风炉热风出口平均温度比无覆层的提高20℃以上,有覆层的热风炉的平均烟气出口温度比无覆层的下降10℃以上.

关键词: 高炉热风炉 , 高辐射覆层 , 数学模型 , 高风温 , 节能

钢铁企业副产煤气短周期优化调度模型

施琦 , 赵贤聪 , 白皓 , 邢文龙 , 张志辉

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150527

在钢铁生产过程中,消耗的煤炭大约34%会转化为副产煤气。为了提高副产煤气能源利用率,以钢铁企业副产煤气系统为研究对象,利用混合整数线性规划法(mixed integer linear programming,MILP),以操作成本最小化为目标函数,以物料平衡、能量平衡、设备操作参数限制等为约束条件建立富余煤气优化调度模型。与前人的模型相比,对锅炉模型进行改进,不仅提高锅炉模型的调节精度,而且更接近实际情况。此外,为了研究煤气柜和锅炉稳定性,引入煤气柜总标准偏移量(sum of standard deviation volume,SSDV)惩罚因子和锅炉总改变量(sum of switching percentage,SSP)惩罚因子,并用帕雷托最优法理论确定出最佳的SSDV 和SSP。结果表明,新的优化模型能很好地降低煤气柜和锅炉的波动,维持煤气系统的平稳运行。

关键词: 钢铁生产 , 副产煤气 , 能源利用率 , 整数线性规划 , 稳定性 , 优化

典型褐铁矿烧结试验研究

张元娟 , 白皓

钢铁研究

采用电炉烧制压制小饼的微型烧结方法对褐铁矿进行烧结,利用扫描电镜、X射线衍射对单一褐铁矿在不同烧结温度下的矿物组成以及矿相结构进行分析研究,利用万能压力机测定相应烧结试样的抗压强度,揭示矿物组成和结构与其抗压强度间的相互关系.研究表明:单一褐铁矿烧结矿相主要是赤铁矿和复合铁酸钙形成的交织熔蚀结构,随着烧结温度的升高,复合铁酸钙的微观尺寸明显增大,试样的抗压强度在1 260℃时最大.

关键词: 褐铁矿 , 烧结 , 显微结构 , 抗压强度

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