我国钒钛磁铁矿分布广泛，储量丰富，储量和开采量占全国储量的第二位。钒钛磁铁矿用于高炉炼铁生产铁水，铁水用于转炉炼钢，最终通过铸造、轧钢得到产品。钒渣是指铁水在转炉吹炼的炼钢操作下形成的一种富含铁氧化物和钒氧化物的一种炉渣。钒渣通过回转窑氧化焙烧得到含五氧化二钒的熟料，进而通过浸出得到五氧化二钒。回转窑氧化焙烧对钒渣中低价钒转化为高价钒有至关重要的影响，而回转窑内温度的分布又是钒渣焙烧好坏的重要因素，因此对回转窑焙烧钒渣过程的温度场进行研究有着重要的意义。
本文根据某钢厂焦炉煤气氧化焙烧钒渣过程，对回转窑内煤气燃烧、高温烟气流动、物料反应传热过程进行了研究。论文根据?4.0?60m回转窑实体建立回转窑模型，进行物料平衡和热平衡计算，得到了的焦炉煤气通入量、空气通入量、钒渣和添加剂加入量；对回转窑烟气、物料的运动情况及回转窑内部烟气、物料和回转窑壁之间的复杂热交换过程进行了研究，根据得到的原始数据对回转窑焙烧钒渣过程进行数值模拟，得到了回转窑内的温度分布。并在不同的煤气速度、空气速度和不同空气旋流角的情况下研究回转窑内的温度分布。主要进行的工作如下：
①对回转窑焙烧钒渣过程中的物料平衡和热平衡进行了计算。确定了回转窑在生产熟料量一定的情况下，钒渣的加入量，空气的通入量和焦炉煤气的通入量。为模拟焦炉煤气的燃烧过程提供了原始数据。
②对湍流模型、燃烧模型、辐射模型及多相流模型进行了介绍与比较，得到适合用于回转窑焙烧的模型。运用了标准的模型，焦炉煤气扩散燃烧模型、多相流模型以及辐射模型对回转窑内煤气燃烧和回转窑内钒渣的氧化焙烧传热过程进行数值模拟。
③运用煤气的燃烧模型，通过数值模拟软件模拟燃烧器内煤气在回转窑内的燃烧过程，得到了回转窑内煤气燃烧产生火焰的形态，同时得到了回转窑内温度的分布。并且改变焦炉煤气的进气速度、空气的进气速度和空气的旋流角来探讨回转窑内合适的火焰形态和温度场。
④建立回转窑模型，研究了回转窑内部的热交换情况。建立了一维轴向传热数学模型，利用 matlab编程计算求解微分方程和线性方程，得到了一维轴向上混合烟气、物料和回转窑壁的温度分布。回转窑内利用 Fluent软件对回转窑整体进行数值模拟，得到了回转窑内的温度分布情况。对不同软件计算的结果进行对比，具有较好的一致性。同时通过fluent进行模拟计算，得到了烟气和物料接触界面的温度分布。
- 作 者：
- 付俊峰
- 学科专业：
- 材料工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 重庆大学
- 导师姓名：
- 梁小平
- 学位年度：
- 2015
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
