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钢铁作为当今时代主要的生产资料,其重要性是不言而喻的。伴随着国民经济的快速发展,我国的钢铁工业也进入了快速发展阶段。为满足炼钢生产的需求,我国连续10年成为世界产铁第一大国。在各项炼铁技术水平不断提高的同时,我国重点企业高炉热风炉热风温度却进展缓慢,这已成为我国炼铁系统中最薄弱环节,解决这些问题具有重要意义。热风炉是高炉鼓风的加热设备,提高风温必须从研究热风炉入手。随着炼铁技术的不断进步,蓄热式热风炉也在不断演变,从最早的内燃式到外燃式,再到现在的顶燃式,涉及的很多技术环节都发生了变化。
本文以某炼铁厂热风炉为研究对象,采用CFD(计算流体动力学)方法,对热风炉中包含的燃烧、换热等一系列过程进行了仿真。从而更清晰地认识了该种热风炉及其使用技术的优劣程度,为建设新型的技术含量更高、性能更优越的热风炉提供智力支持。介绍了高风温技术和热风炉的相关知识,分析了这些技术的当今研究现状。重点介绍了拟采用的研究方法的选定,采用CFD方法的优点。针对国内外热风炉燃烧系统的现状,介绍了燃烧的相关知识,对具体的燃烧系统进行了CFD仿真,并分析了仿真结果。介绍了格子砖的知识,并详细介绍了为进行仿真所作的各种准备,然后分别对五孔格子砖和七孔格子砖进行了仿真,并分析了其仿真结果,比较了七孔和十九孔格子砖的优劣。重点研究了热风炉内的气流分布,首先介绍了国内外研究热风炉气流分布的手段,然后介绍了本文利用CFD方法,分别对炉喉区域和在蓄热室区域燃烧器和送风期的气体流速分布进行了仿真,并分析了仿真结果。最后进行了总结,并对能改进的地方进行了展望。