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典型脱硫工艺中KR搅拌器的瞬态温度场分析

计算流体力学、多场耦合、生物力学、动力学等 > 计算流体力学

KR机械搅拌法是目前铁水脱硫处理的主要技术工艺，但搅拌器的耐火外衬材料的非连续性损毁限制了其使用寿命和性能。KR搅拌器的耐火外衬破坏与其所经受的温度变化过程密切相关，因此有对其必要开展对应的瞬态温度分析。以某型三叶KR搅拌器为对象，采用数值仿真方法对其在“搅拌-待包”典型脱硫工序中的瞬态温度变化进行了数值分析。在搅拌阶段，计入铁水和搅拌器间的传导换热和搅拌器与环境间的对流和辐射换热；在待包阶段，仅考虑搅拌器与环境的辐射和对流换热。在分析搅拌器和铁水之间的辐射换热时，考虑了形状的影响。对搅拌耐火层的温度分布规律进行了总结，给出了搅拌和待包不同阶段耐火外衬的温度和温度梯度的分布云图；对搅拌桨叶上典型位置部位，如桨叶面、边和角等节点给出了温度和温度变化速度随时间的变化曲线。分析结果表明：搅拌器叶片边缘和叶片角点处材料的温度变化最为剧烈，一个典型搅拌工序中最危险位置的温度变化范围约在200~1450℃。