离散元分析串罐式无钟高炉炉料运动与粒度偏析

"串罐式无钟高炉炉顶炉料运动的离散元分析" 本文主要探讨了串罐式无钟高炉炉顶炉料运动的离散元分析，这是一种利用计算机模拟技术来研究炉料从皮带到炉喉运动全过程的方法。在离散单元法（Discrete Element Method, DEM）的支持下，研究者可以更深入地理解炉料运动的规律，以及粒度偏析对炉料分布和布料效果的影响。 研究中建立了串罐式无钟炉顶装料系统的全模型，通过数值计算发现，皮带上小颗粒会向料层下部渗透，导致皮带末端料层下部的平均粒度小于上部。此外，炉料在上料罐的周向、径向和纵向均存在粒度偏析现象，而在下料罐则主要在径向和纵向出现粒度偏析，周向分布相对均匀。相对粒度变化的标准差为0.03，这表明炉料粒度分布的均匀性。 文章进一步分析了料罐内是否安装石盒对炉料分布和运动的影响。当安装石盒时，小颗粒在径向分布受到渗透影响，料面保持基本水平，卸料呈现活塞流特性。相反，无石盒时，料面形成堆尖，卸料呈现出漏斗流模式。这表明石盒的存在对炉料运动和分布有显著影响。 布料过程中，料流粒度的变化受到料罐内料流运动和炉料分布的直接影响。无石盒时，料流粒度变化的标准差为7.15，而有石盒时增加到10.42，表明安装石盒后料流粒度变化更为明显。 串罐式无钟炉顶是一种先进的高炉装料系统，其设计和操作对高炉的性能至关重要。粒度偏析和炉料运动的研究有助于优化高炉的操作参数，提高热效率和冶炼效率。通过对这些复杂过程的离散元分析，可以为高炉工艺改进提供理论依据，从而提升高炉的生产效率和经济效益。 关键词：串罐式无钟炉顶；离散单元法；粒度偏析；石盒；炉料运动 该研究属于“研究论文”类别，由国家自然科学基金重点资助项目和一般资助项目支持，发表于2015年的《过程工程学报》第15卷第1期，作者包括李超、程树森、赵国磊和尹怡欣。文章编号为1009−606X(2015)01−0001−08，具有较高的学术价值，对理解高炉内部物料运动和优化高炉操作具有指导意义。