矿热电炉埋弧还原焙烧渣过程是利用“回转窑焙烧-电炉熔炼法”(RKEF法)冶炼镍铁合金工艺中的关键环节.本文建立了矿热炉熔炼镍铁过程中三维多物理场的数学模型,模型中采用Maxwell方程、Joule定律结合能量方程,对矿热炉内料层、渣层和产品层的一体化系统进行电磁行为和传热过程有限元分析.由于料层中电极下方坩埚区对熔炼过程有重要影响,在炉体建模时,建立比圆柱形更复杂的碗型坩埚区模型,采用结构化网格,使计算结果更接近生产实际.本研究着重分析了炉内电流密度分布规律,并且考查了电极直径、极心圆直径和炉膛高度对温度场分布的影响.结果表明:流经电弧时电流密度较高,成发散状,进入渣层后电流密度减小并重新分布;渣层和料层的交界区域为主要的产热区域;高温区集中在电极底端与坩埚区,料层内温度梯度大;渣内温度呈分层分布,纵向温度梯度大于径向温度梯度;镍铁层温度分布较为均匀;减小电极直径可以使炉内温度升高,但制约电极直径无限减小的因素是电极承载电流能力;减小炉体高度可以使炉内温度升高,但炉体高度也要受产量因素制约.
参考文献
| [1] | 秦丽娟,赵景富,孙镇,郑鹏.镍红土矿RKEF法工艺进展[J].有色矿冶,2012(02):34-36,39. |
| [2] | 胡冬,储少军,李忠思,白海钦,向吉康,孟柯.ANSYS软件在矿热炉水冷出铁口设计中的应用[J].铁合金,2011(02):31-35. |
| [3] | 储少军,郭映波,王玉刚,李忠思.硅钙合金生产过程的一维动态模型[J].铁合金,2003(03):1-6. |
| [4] | Mehdi KADKHODABEIGI;Halvard TVEIT;Stein Tore JOHANSEN .Modelling the Tapping Process in Submerged Arc Furnaces Used in High Silicon Alloys Production[J].ISIJ International,2011(2):193-202. |
| [5] | Zhen Wang;Ninghui Wang;Tie Li .Transient 3D simulation of a submerged-arc furnace for production of MgO single crystal[J].Materials Science Forum,2011(Pt.2):995-998. |
| [6] | E. Scheepers;Y. Yang;M.A. Reuter .A dynamic-CFD hybrid model of a submerged arc furnace for phosphorus production[J].Minerals Engineering,2006(3):309-317. |
| [7] | E. Scheepers;A.T. Adema;Y. Yang .The development of a CFD model of a submerged arc furnace for phosphorus production[J].Minerals Engineering,2006(10):1115-1125. |
| [8] | EMILE SCHEEPERS .Process Modeling and Optimization of a Submerged Arc Furnace for Phosphorus Production[J].Metallurgical and Materials Transactions, B. Process metallurgy and materials processing science,2010(5):990-1005. |
| [9] | D. Alghisi;M. Milano;L. Pazienza .From ESR to continuous CC-ESRR process: development in remelting technology towards better products and productivity[J].Metallurgia Italiana,2005(1):21-32. |
| [10] | 王芳,李宝宽.电渣重熔过程中的电磁场和Joule热分析[J].金属学报,2010(07):794-799. |
| [11] | 李蒙姬,张烽.硅铁电炉的电气参数与电炉几何参数的确定[J].铁合金,2005(01):9-11. |
上一张
下一张
上一张
下一张
计量
- 下载量()
- 访问量()
文章评分
- 您的评分：
-
10%
-
20%
-
30%
-
40%
-
50%