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1、东北大学继续教育学院毕业设计（论文）东北大学继续教育学院毕业设计（论文）I11毕毕业业设设计计(论论 文文)GRADUATEGRADUATE DESIGNDESIGN (THESIS)(THESIS)设计（论文）题目设计（论文）题目 烧结矿适宜冷却条烧结矿适宜冷却条 件的模件的模拟计算拟计算学学 号号 C76340111030006C76340111030006学学 生生 教学中心教学中心山东省莱芜市莱钢奥鹏学习中心山东省莱芜市莱钢奥鹏学习中心专专 业业 冶金工程冶金工程指导教师指导教师 二二一三一三年年 三三月月 十四十四 日日东东 北北 大大 学学 毕毕 业业 设设 计计 （ 论论 文文
2、） 东东 北北 大大 学学 继继 续续 教教 育育 学学 院院 教教务务 处处东北大学继续教育学院毕业设计（论文）东北大学继续教育学院毕业设计（论文）I22毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书摘摘 要要毕业设计（论文）题目：毕业设计（论文）题目： 烧结矿适宜冷却条件的模拟计算基本内容：基本内容：本研究试图通过建立烧结矿冷却模型，探究不同冷却条件下(鼓风冷却)烧结矿层的温度场及流场的分布情况。研究的重点在于动态的描述烧结冷却过程中烧结矿与冷却流体的热交换过程。严格说来，此次的研究是一次探索性的研究。其结果可以为改善烧结冷却工艺、冷却后烟气余热回收提供指导,还可作为研究冷却过程对烧结矿冶金
3、及物理性能影响的参考依据。指导教师：指导教师： 2013 年年 3 月月 14 日日 东北大学继续教育学院毕业设计（论文）东北大学继续教育学院毕业设计（论文）I33烧结矿是我国钢铁工业高炉炼铁的主要原料，烧结冷却作为烧结工艺的一环，其研究对于提高烧结矿成品率，改善烧结矿质量以及提高能源利用率都是十分重要的。烧结过程余热资源的高效回收与利用是进一步降低烧结矿工序能耗的主要措施之一，而将温度较高的烧结余热用于动力发电或其它环节是整个余热回收与利用的核心与关键。本研究利用仿真软件建立了简单的烧结矿冷却二维模型，研究了鼓风速率、烧结矿粒径以及烧结矿排列方式对烧结冷却效果的影响。模型结果显示：冷却 30
4、min 后，大部分烧结矿温度由初始的 800下降到接近室温；出口风温在横向上的分布与烧结矿的粒径和排列方式有关；而平均风温的高低除与上述两个因素有关外，还受到鼓风速率的影响；当使用小粒径烧结矿并在横向上错位排列时，风温在横向上的波动较为平缓，此条件下冷却 1s 后出口气体的温度为 190440不等；气流湍流强度对冷却效果有重要影响，湍流强度越大，则涡流热导率越大，冷却效果越好；一定范围内提高鼓风速率可以改善冷却效率，但同时会使废气温度随冷却时间的下降速率增大，因而从能源利用率的角度考虑，存在一个适宜的鼓风速率范围。相对于规则排列，错位排列、低孔隙率以及使用小粒径的烧结矿都可以改善烧结冷却的效果
5、。特别地，使用小粒径的烧结矿并采用错位排东北大学继续教育学院毕业设计（论文）东北大学继续教育学院毕业设计（论文）I44列时，15m/s 的鼓风速率就可以取得和较大粒径、规则排列时使用 25m/s 鼓风速率相当的冷却效果，且冷却过程中的废气温度更高。模型结果直观的表征了烧结冷却过程中的流场及温度场的变化情况，可以为改进实际烧结冷却工艺提供指导。关关键词键词：烧结，冷却，二维模型，流场，温度场东北大学继续教育学院毕业设计（论文）东北大学继续教育学院毕业设计（论文）II55PREFACEPREFACEThe sinter is the main raw material of the blast f
6、urnace of iron and steel industry in China, sintering and cooling as a part of the sintering process, the research for improving sinter yield, improve sinter quality and improve the energy efficiency is very important. With the use of efficient recovery of waste heat of sintering process is one of t
7、he main measures to further reduce the energy consumption of sinter process, the sintering waste heat of high temperature used for power generation or other aspects of the waste heat recovery and utilization of the core and key.A simple 2-dimentional model for cooling process of sinter ore was estab
8、lished with the commercial simulation software COMSOL. Several factors including blowing rate, the size of sinter ore and its distribution in the cooling machine, 东北大学继续教育学院毕业设计（论文）东北大学继续教育学院毕业设计（论文）II66which will contribute to the cooling procedure, were investigated with the model. As a result, mo
9、st of the sinter ore had been cooled down from the initial 800 to room temperature within 30min. The gas temperature at the outlet had a various values which were influenced by the size of sinter ore and its distribution in the cooling machine. A better distribution of gas temperature was achieved i
10、n the condition of disordered smaller size sinter ore and lower blow rate of air. At this situation, the gas temperature at the outlet range from 190 to 440 after 1 second cooling. It was proved that the turbulent energy of air had a great impact on the cooling process and the one with a greater tur
11、bulent energy works more effectively. Otherwise, the efficiency of the cooling process can also be improved by using larger blowing rate. Comparing with regular arrangement mode, it tend 东北大学继续教育学院毕业设计（论文）东北大学继续教育学院毕业设计（论文）I77to be more effective when using smaller size or lower porosity sinter ore
12、and have a un-regular arrangement in the cooling procedure. Specially, when using un-regular sinter ore in smaller size, same cooling efficiency could be achieved with a blowing rate of 15m/s, compare to 25m/s while the sinter ore was regular and in a bigger size.The model could intuitively present
13、the flow and temperature fields during the cooling process of sinter ore. And these results are useful when we trying to improve the process.Key words: sintering, cooling, 2-dimentional model, flow field, temperature field.东北大学继续教育学院毕业设计（论文）东北大学继续教育学院毕业设计（论文）I11目目 录录前言.IPraface.II1. 绪论.31.1 研究背景.32 国内外研究现状.72.1 国外研究现状.72.2 国内研究现状.93 烧结矿冷却过程实验研究.133.1 任务与目的.134 数值模拟基础.134.1 流体力学.
