Разработка технологических режимов доменной плавки с целью минимизации расхода кокса при утилизации мелкофракционных материалов и при вдувании углеродосодержащих добавок

• Автор: Чижиков, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ДОМЕННАЯ ПЕЧЬ КАК ОБЪЕКТ СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. Математическое моделирование доменного процесса в Японии. Технические методы и средства исследований доменной печи. Современные зондовые системы. Теоретические и научные основы распределения шихты в ДП. Современные методы физического и математического моделирования распределения материалов в ДП. Динамическая модель кускового материала. Модели движения шихтовых материалов. Использование в доменных печах мелкокускового кокса. Описание метода. Геометрическая погрешность моделирования
2. Лабораторные исследования свойств сыпучих смесей. Математическое моделирование поведения частиц пылеугольного топлива. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВЕДЕНИЮ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ПРИ ЧАСТИЧНОЙ ЗАМЕНЕ КОКСА УГЛЕРОДОСОДЕРЖАШИМИ ДОБАВКАМИ К ДУТЬЮ И УТИЛИЗАЦИЕЙ МЕЛКОФРАКЦИОННЫХ ШИХТ. Сложность реализации поставленной задачи, заключающаяся в численном решении нелинейных дифференциальных уравнений со сложными граничными условиями, а также программирование этой задачи для ЭВМ, как правило, имеющих ограниченные возможности по количеству обрабатываемой информации, приводит к необходимости ее упрощения Обычно эти упрощения сводятся к переходу на стационарную задачу, к описанию отдельных участков доменной печи и отдельных процессов, происходящих в ней.


Необходимо отметить, что в последнее время дифференциация описания отдельных процессов доменной плавки приобрела основное направление , Последнее возможно в связи с наличием в доменной печи относительно автономных участков по теплообмену и массообмену и фазовому состоянию шихтовых материалов Процессы на этих участках относительно просто могут быть описаны, однако стыковка их, приводящая снова к необходимости решения краевой задачи, представляет значительные трудности. Математическое моделирование доменного процесса в Японии
Авторами работы создана математическая модель газодинамики и теплообмена доменного процесса. Моделью не рассматриваются процессы восстановления, что ограничивает область ее применения. Уравнения математической модели представляют собой дифференциальные уравнения второго порядка в частных производных и являются частной записью закона сплошности для газодинамики и закона сохранения энергии для теплообмена. Задачи моделирования решаются как краевые с заданием граничных условий 1го и 2го рода. В результате решения уравнений модели получаются поля распределения давления и расхода газов, температура материала и газа в рабочем объеме печи. Наиболее полно доменный процесс матемагически описан в работах Яги и Мути , , . Система девяти дифференциальных уравнений с граничными условиями, задаваемыми на уровне фурм и колошнике, составляет основу созданной ими модели. СО. СОг. Однако модель не учитывает всех основных реакций, происходящих в доменной печи в области от уровня фурм до колошника. Константы скоростей реакций приняты по экспериментальным данным и представлены в виде уравнений Аррениуса. Граничные условия на уровне фурм температура и состав газа определялись расчетным способом по параметрам дутья. На колошнике печи задавались температура и расход шихтовых материалов и, в качестве первого приближения, состав колошникового газа. Определенная таким образом краевая задача решалась методом РунгеКуттаГилла.