申请/专利权人：山西金秋铸造有限公司

申请日：2024-04-19

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN118224859A

主分类号：F27B1/22

分类号：F27B1/22;F27B1/24

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.21#公开

摘要：本发明涉及一种烧结矿竖冷窑气固换热数值的确定方法。其具体步骤为：1计算烧结矿孔隙率、密度和颗粒等效粒径参数；2确定烧结矿的下降速度和冷却风的表观流速；3确定换热单元入口温度下空气的导热系数；4计算烧结矿颗粒单元总面积、总体积、实体面积和空隙面积参数；5计算烧结矿和冷却风的质量流量；6计算换热单元平均雷诺数；7计算烧结矿与冷却风之间的对流换热系数；8建立冷却风和烧结矿温度的控制方程；9依据步骤8建立的控制方程，利用MATLAB程序进行数值迭代计算；10改变冷却风入窑温度，得到相应的冷却风出窑温度与烧结矿入窑温度；11改变冷却风入窑速度，得到相应的烧结矿入窑温度和冷却风出窑温度。

主权项：1.一种烧结矿竖冷窑气固换热数值的确定方法，其特征在于，具体步骤为：1计算烧结矿孔隙率、密度和颗粒等效粒径参数：a.计算烧结矿孔隙率εb：根据标准GBT21650.2-2008对烧结矿孔隙率进行测试，利用全自动比表面积及孔隙度分析仪，通过气体吸附法实验计算烧结矿孔隙率；b.计算烧结矿密度ρm：通过排水法测量烧结矿密度，进行三次测量，取平均值获得烧结矿密度ρm，kgm3；c.测量颗粒等效粒径d：首先选取烧结矿颗粒样品，其次调节显微镜观察烧结矿颗粒的形状和大小，最后利用显微镜的刻度尺测量烧结矿颗粒的等效粒径d，m；2确定烧结矿的下降速度ωmy和冷却风的表观流速ωgy：d.确定烧结矿下降速度ωmy：通过下降流动性实验来确定烧结矿下降速度ωmy，ms；e.确定冷却风表观流速ωgy：利用热线气流速度计，通过竖冷窑现场实验测试来确定冷却风表观流速ωgy，ms；3确定换热单元入口温度下空气的导热系数λ：按照标准GBT10297-2015和YBT4130-2005，通过水流量平板法，利用DRS-III导热系数测试仪测试确定换热单元入口温度下空气的导热系数λ，Wm·℃；4计算烧结矿颗粒单元总面积、总体积、实体面积和空隙面积参数：f.计算烧结矿颗粒单元总面积S：使用卷尺测量烧结矿的长a、宽b和高c，计算烧结矿颗粒单元6个面的总面积S＝a×b+a×c+b×c×2，m2；g.计算烧结矿颗粒单元总体积V：使用卷尺测量烧结矿的长a、宽b和高c，计算烧结矿颗粒单元总体积V，V＝a×b×c，m3；h.计算烧结矿颗粒单元实体面积：Sm＝1-εb×S1式1中，Sm为烧结矿颗粒单元实体面积，m2；εb为烧结矿的孔隙率；S为烧结矿颗粒单元总面积，m2；i.计算烧结矿颗粒单元空隙面积：Sg＝εb×S2式2中，Sg为烧结矿颗粒单元空隙面积，m2；5计算烧结矿和冷却风的质量流量：j.计算烧结矿的质量流量：qmm＝ωmy×Sm×ρm3式3中，qmm烧结矿的质量流量，kgs；ωmy为烧结矿的下降速度，ms；ρm为烧结矿的密度，kgm3；k.计算冷却风的质量流量：qmg＝ωgy×Sg×ρg4式4中，qmg冷却风的质量流量，kgs；ωgy为冷却风表观流速，ms；ρg为冷却风的密度，kgm3，依据标准GB1920-80选取在标准大气压下冷却风的密度ρg，kgm3；6计算换热单元平均雷诺数Re： 式5中，d为烧结矿颗粒等效粒径，m；μ为换热单元入口温度下的空气动力黏度，kgm·s，该空气动力黏度利用AP1700物性参数计算查询平台确定；7计算烧结矿与冷却风之间的对流换热系数： 式6中，h为烧结矿与冷却风之间的对流换热系数，Wm2·K；λ为换热单元入口温度下空气的导热系数，Wm·℃；Pr为换热单元入口温度下冷却风的普朗特数，该普朗特数利用AP1700物性参数计算查询平台确定；Re为换热单元平均雷诺数；8建立冷却风和烧结矿温度的控制方程： 式7和式8中，tgoi为冷却风出窑温度，℃；tgii为冷却风入窑温度，℃；cgi为冷却风的比热，Jkg·k，通过差示扫描量热仪测试得到；tmii为烧结矿入窑温度，℃；tmoi为烧结矿出窑温度，℃；cmi为烧结矿的比热，Jkg·k，通过差示扫描量热仪测试得到；θ、β为修正系数，取值范围1.53～1.83；Q为烧结矿与冷却风之间的换热量，计算式为：Q＝[tmoi-tgii×1-M×qmg×cgi×qmm×cmi][qmm×cmi-M×qmg×cgi]9式9中，M为过程参数，计算式为： 式10中，A为单元换热面积，m2；计算式为： 式11中，ψs为形状因子取值依据标准ISO4696-2：2014；9依据步骤8建立的冷却风和烧结矿温度的控制方程，利用MATLAB程序进行数值迭代计算，若实际烧结矿入窑温度与计算得出的烧结矿入窑温度之差在0.01℃之内，迭代计算得到的烧结矿入窑温度tmii和冷却风出窑温度tgoi即为所求值；若实际烧结矿入窑温度与计算得出的烧结矿入窑温度之差不在0.01℃之内，则重新调整式8中tmoi的值并进行迭代计算；10在满足步骤9中的误差条件下，通过改变冷却风入窑温度tgii，重复步骤8，获得不同冷却风入窑温度下相对应的烧结矿入窑温度tmii和冷却风出窑温度tgoi；11在满足步骤9中的误差条件下，通过改变冷却风入窑速度ωgy，重复步骤8，获得不同冷却风入窑速度下相对应的烧结矿入窑温度tmii和冷却风出窑温度tgoi。

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