Параметры истечения шихтовых материалов из бункеров бесконусных загрузочных устройств доменной печи

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

А. Н. Селегей, Кандидат технических наук, доцент, Доцент кафедры прикладной механики, orcid.org/0000-0003-3161-5270, Национальная металлургическая академия Украины г. Днепр, Украина, e­mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В. П. Иващенко, Доктор технических наук, профессор, Первый проректор, orcid.org/0000-0001-5195-2552, Национальная металлургическая академия Украины г. Днепр, Украина, e­mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В. Г. Чистяков, Кандидат технических наук, доцент, Декан заочного факультета, orcid.org/0000-0003-4233-3797, Национальная металлургическая академия Украины г. Днепр, Украина, e­mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В. И. Головко, Доктор технических наук, профессор, Профессор кафедры автоматизации производственных процессов, orcid.org/0000-0001-5638-6991, Национальная металлургическая академия Украины г. Днепр, Украина, e­mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 повний текст / full article



Abstract:

Цель. Установить адекватность математического описания процесса истечения шихтовых материалов из накопительного бункера бесконусного загрузочного устройства доменной печи результатами натурного моделирования исследуемого процесса.

Методика. В работе использовано натурное моделирование механических систем на основе критерия подобия Ньютона. Проведены экспериментальные исследования процесса истечения шихтовых материалов на модели накопительного бункера бесконусного загрузочного устройства доменной печи, выполненной в масштабе 1 : 10,6. Адекватность теоретически рассчитанных объемных расходов шихты оценивали их сопоставлением с результатами натурного моделирования.

Результаты. Экспериментально и теоретически для различных степеней открытия шихтового затвора определен объемный расход шихты. Установлено, что изменение угла открытия шихтового затвора на модели бункера загрузочного устройства в пределах от 0 до 1 радиана приводит к увеличению объемного расхода шихты от 0 до 0,0014 м3/с при сохранении свободно-дисперсного характера движения. Выявлено комплексное влияние гранулометрических характеристик шихтового материала и геометрических параметров выпускной части бункера на объемный расход шихтовых материалов из бункера. Разработаны эмпирические зависимости расхода для агломерата и кокса модельного размера. На основе полученных результатов сделан вывод об адекватности математического описания процесса истечения шихтовых материалов из накопительного бункера бесконусного загрузочного устройства доменной печи результатам натурного моделирования исследуемого процесса.

Научная новизна. Впервые установлены комплексные зависимости расхода шихты от угла открытия шиберного затвора, формы выпускной части бункера, размера шихты, в соответствии с которыми расход возрастает при увеличении угла открытия шибера, уменьшении эквивалентного диаметра (средних размеров) частиц шихтовых материалов, угла наклона выпускной части бункера.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для определения технологических параметров загрузки современной доменной печи в различных сырьевых условиях. Это позволит увеличить степень автоматизации системы шихтоподачи, что приведет к более эффективному использованию дорогостоящих шихтовых материалов, снижению потребления энергоресурсов и снижению вредного воздействия на окружающую среду. Сформулированы рекомендации по выбору размеров модели элементов систем загрузки доменной печи и шихты для моделирования. Это позволяет моделировать любой агрегат системы шихтоподачи печи как механическую систему.

References.

1. Roche, M., Helle, M., & Saxén, H. (n.d.). Principal Component Analysis of Blast Furnace Drainage Patterns. Processeshttps://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 International57https://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: X4, 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 Technology328https://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 Science204. 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 Technology335https://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 Physics188https://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.

Следующие статьи из текущего раздела:

Посетители

3883318
Сегодня
За месяц
Всего
118
95419
3883318

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Архив журнала по выпускам 2020 Содержание №3 2020 Параметры истечения шихтовых материалов из бункеров бесконусных загрузочных устройств доменной печи