纯氧助燃钢包烘烤工艺中燃烧场的模拟
来源期刊：材料与冶金学报2019年第3期
论文作者：单建标 齐凤升 张雪平 李宝宽
文章页码：182 - 188
关键词：纯氧助燃燃烧;钢包烘烤;燃烧场;数值模拟;
摘 要：钢包烘烤预热可使钢水温度稳定在低过热度下,有利于减少铸坯缺陷,提高铸坯质量.纯氧助燃钢包烘烤工艺由于具有火焰刚性好,热损失少等优点逐渐受到青睐.钢包烘烤过程中伴随了燃烧、流动、对流和辐射传热等复杂物理化学过程,明确这些过程的相互作用机理对于提高钢包烘烤效率、节约能源具有重要意义.本文基于标准k-ε湍流模型耦合涡耗散燃烧模型和P-1辐射模型建立钢包烘烤过程多场耦合数学模型,并针对纯氧助燃与空气助燃的不同,建立计算辐射吸收系数修正的WSGGM模型,模拟了O2的体积分数为21%、99%时钢包内的燃烧场,对比分析两种情况下温度分布以及燃烧产物CO2和H2O的浓度分布规律.结果表明,纯氧助燃火焰温度高,火焰刚性好;烟气量小,热损失少;纯氧助燃的燃烧产物主要为CO2、H2O,气体辐射能力增强,烘烤效率高.
单建标，齐凤升，张雪平，李宝宽
东北大学冶金学院
摘 要：钢包烘烤预热可使钢水温度稳定在低过热度下,有利于减少铸坯缺陷,提高铸坯质量.纯氧助燃钢包烘烤工艺由于具有火焰刚性好,热损失少等优点逐渐受到青睐.钢包烘烤过程中伴随了燃烧、流动、对流和辐射传热等复杂物理化学过程,明确这些过程的相互作用机理对于提高钢包烘烤效率、节约能源具有重要意义.本文基于标准k-ε湍流模型耦合涡耗散燃烧模型和P-1辐射模型建立钢包烘烤过程多场耦合数学模型,并针对纯氧助燃与空气助燃的不同,建立计算辐射吸收系数修正的WSGGM模型,模拟了O2的体积分数为21%、99%时钢包内的燃烧场,对比分析两种情况下温度分布以及燃烧产物CO2和H2O的浓度分布规律.结果表明,纯氧助燃火焰温度高,火焰刚性好;烟气量小,热损失少;纯氧助燃的燃烧产物主要为CO2、H2O,气体辐射能力增强,烘烤效率高.
关键词：纯氧助燃燃烧;钢包烘烤;燃烧场;数值模拟;
