Науковий вісник НГУ

Параметри випуску шихтових матеріалів із бункерів безконусних завантажувальних пристроїв доменної печі

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №3 2020

Останнє оновлення: 15 липня 2020

Опубліковано: 15 липня 2020

Перегляди: 2296

Authors:

А. М. Селегей, Кандидат технічних наук, доцент, Доцент кафедри прикладної механіки, orcid.org/0000-0003-3161-5270, Національна металургійна академія України, м. Дніпро, Україна, e­mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В. П. Іващенко, Доктор технічних наук, професор, Перший проректор, orcid.org/0000-0001-5195-2552, Національна металургійна академія України, м. Дніпро, Україна, e­mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В. Г. Чистяков, Кандидат технічних наук, доцент, Декан заочного факультету, orcid.org/0000-0003-4233-3797, Національна металургійна академія України, м. Дніпро, Україна, e­mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В. І. Головко, Доктор технічних наук, професор, Професор кафедри автоматизації виробничих процесів, orcid.org/0000-0001-5638-6991, Національна металургійна академія України, м. Дніпро, Україна, e­mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 повний текст / full article

Abstract:

Мета. Встановити адекватність математичного опису процесу витікання шихтових матеріалів із накопичувального бункера безконусного завантажувального пристрою доменної печі результатами натурного моделювання досліджуваного процесу.

Методика. У роботі використано натурне моделювання механічних систем на основі критерію подібності Ньютона. Проведені експериментальні дослідження процесу витікання шихтових матеріалів на моделі накопичувального бункера безконусного завантажувального пристрою доменної печі, виконаної в масштабі 1 : 10,6. Адекватність теоретично розрахованих об’ємних витрат шихти оцінювали їх зіставленням з результатами натурного моделювання.

Результати. Експериментально й теоретично для різних ступенів відкриття шихтового затвора визначена об’ємна витрата шихти. Встановлено, що зміна кута відкриття шихтового затвора на моделі бункера завантажувального пристрою в межах від 0 до 1 радіана призводить до збільшення об’ємної витрати шихти від 0 до 0,0014 м³/с за збереження вільно-дисперсного характеру руху. Виявлено комплексний вплив гранулометричних характеристик шихтового матеріалу й геометричних параметрів випускної частини бункера на об’ємну витрату шихтових матеріалів з бункера. Розроблені емпіричні залежності витрати для агломерату й коксу модельного розміру. На основі отриманих результатів зроблено висновок щодо адекватності математичного опису процесу витікання шихтових матеріалів із накопичувального бункера безконусного завантажувального пристрою доменної печі результатам натурного моделювання досліджуваного процесу.

Наукова новизна. Уперше встановлені комплексні залежності витрати шихти від кута відкриття шиберного затвора, форми випускної частини бункера, розміру шихти, відповідно до яких витрата зростає при збільшенні кута відкриття шибера, зменшенні еквівалентного діаметра (середніх розмірів) частинок шихтових матеріалів, кута нахилу випускної частини бункера.

Практична значимість. Отримані результати можуть бути використані для визначення технологічних параметрів завантаження сучасної доменної печі в різних сировинних умовах. Це дозволить збільшити ступінь автоматизації системи шихтоподачи, що призведе до більш ефективного використання дорогих шихтових матеріалів, зниження споживання енергоресурсів і зниження шкідливого впливу на навколишнє середовище. Сформульовані рекомендації щодо вибору розмірів моделі елементів систем завантаження доменної печі та шихти для моделювання. Це дозволяє моделювати будь-який агрегат системи шихтоподачи печі як механічну систему.

References.

1. Roche, M., Helle, M., & Saxén, H. (n.d.). Principal Component Analysis of Blast Furnace Drainage Patterns. Processes. https://doi.org/10.3390/pr7080519.

2. Ashish Agrawal, Swapnil C. Kor, Utpal Nandy, Abhik R. Choudhary, & Vineet R. Tripathi (2016). Real-time blast furnace hearth liquid level monitoring system. Ironmak. Steelmak. https://doi.org/10.1080/03019233.2015.1127451.

3. Mio, H., Narita, Y., Nakano, K., & Nomura, S. (2019). Validation of the Burden Distribution of the 1/3-Scale of a Blast Furnace Simulated by the Discrete Element Method. Processes, 8(1), 6. https://doi.org/10.3390/pr8010006.

4. Narita, Y., Mio, H., Orimoto, T., & Nomura, S. (2017). DEM Analysis of Particle Trajectory in Circumferential Direction at Bell-less Top. ISIJ International, 57. https://doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2016-560.

5. Yong Feng, & Ziran Yuan (2020). Discrete element method modeling of granular flow characteristics transition in mixed flow. Computational Particle Mechanics. https://doi.org/10.1007/s40571-019-00309-1.

6. Henna Tangri, Yu Guo, & Jennifer S. Curtis (2019). Hopper discharge of elongated particles of varying aspect ratio: Experiments and DEM simulations. Chemical Engineering Science: X, 4, 100040. https://doi.org/10.1016/j.cesx.2019.100040.

7. Yang Xu, Jian Xu, Chengfeng Sun, Kaihui Ma, Cheng Shan, Liangying Wen, Shengfu Zhang, & Chenguang Bai (2018). Quantitative comparison of binary particle mass and size segregation between serial and parallel type hoppers of blast furnace bell-less top charging system. Powder Technology, 328. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.01.020.

8. Nicolin Govendera, Daniel N. Wilke, Chuan-Yu Wu, Ugur Tuzun, & Hermann Kureck (2019). A numerical investigation into the effect of angular particle shape on blast furnace burden topography and percolation using a GPU solved discrete element model. Chemical Engineering Science, 204. https://doi.org/10.1016/j.ces.2019.03.077.

9. Jiangfeng Wan, Fugang Wanga, Guanghui Yang, Sheng Zhang, Mengke Wang, Ping Lin, & Lei Yang (2018). The influence of orifice shape on the flow rate: A DEM and experimental research in 3D hopper granular flows. Powder Technology, 335. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.03.041.

10. Qi Luo, Qijun Zheng, & Aibing Yu (2017). From Micro to Macro: A Comparative Study of DEM and FEM in Modeling Hopper Flow. Springer Proceedings in Physics, 188. https://doi.org/10.1007/978-981-10-1926-5_102.

11. Ivaschenko, V. P., Kiriya, R. V., Selegej, A. M., Golov­ko, V. I., Ribalchenko, M. O., Papanov, G. A., & Selegej, S. N. (2017). Determination of parameters of shield discharge from bunkers of the infinite loading device of the blast furnace. Collection of research papers of National Mining University, 52, 192-198. ISSN 2071-1859.

• < Попередня
• Наступна >