转底炉内冶金粉尘还原过程数值模拟

摘要

基于计算流体力学方法并以收缩核模型为基础建立了转底炉内燃烧、烟气流动、气体与冶金粉尘球团传热传质及冶金粉尘球团化学反应的全耦合数学模型,计算了中径36 m的转底炉内流场、温度场及冶金粉尘球团内铁氧化物的还原反应,重点分析了球团内部各种铁氧化物浓度及球团的金属化率.采用文献中球团在高温硅钼炉内进行的还原实验验证了模型的可靠性.结果表明,在本文工况下,经过一个工作周期(25 min),炉膛内烟气流速随流动方向逐渐增大,转底炉中径处球团温度为1416.7 K,铁的浓度由3477.50 mol/m3增长至9719.94 mol/m3,冶金粉尘球团的金属化率最高可达90.85％,平均金属化率为81.42％.