一種優(yōu)化帶式焙燒機(jī)熱工制度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金行業(yè)礦石或廢料預(yù)處理的焙燒工藝過(guò)程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種優(yōu)化帶式焙燒機(jī)熱工制度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]帶式焙燒工藝是受帶式燒結(jié)機(jī)的啟示而發(fā)展起來(lái)的。
[0003]其優(yōu)點(diǎn)在于:1)在帶式焙燒機(jī)工藝過(guò)程中，球團(tuán)焙燒的整個(gè)工藝過(guò)程包括干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻都在一個(gè)設(shè)備上完成，具有工藝簡(jiǎn)單、布置緊湊、所需設(shè)備噸位輕等特點(diǎn)，為縮小占地面積、減少工程量、實(shí)現(xiàn)焙燒氣體的循環(huán)利用以及降低熱耗和電耗創(chuàng)造了條件；2)帶式焙燒機(jī)最大已經(jīng)達(dá)到750m2，單機(jī)產(chǎn)量達(dá)500t以上，因此，帶式焙燒機(jī)能適應(yīng)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的要求和實(shí)現(xiàn)大型化的要求；3)因?yàn)樵谡麄€(gè)焙燒過(guò)程中，球團(tuán)都處于靜料層狀態(tài)，不會(huì)因升溫過(guò)程中球團(tuán)本身強(qiáng)度時(shí)高時(shí)低的變化和球與球之間的相對(duì)運(yùn)用而產(chǎn)生粉末，因此，帶式焙燒機(jī)基本適應(yīng)于所有的礦種；4)由于熱系統(tǒng)的合力設(shè)置和管路短，在理論上，帶式焙燒機(jī)的熱耗可以達(dá)到最低水平，而且在實(shí)踐中也創(chuàng)造出了最好記錄。
[0004]其缺點(diǎn)在于:1)帶式焙燒機(jī)耐高溫特殊合金鋼的用量大、檔次高，在目前國(guó)產(chǎn)化的條件下有較大的難度；特別在質(zhì)量方面很難保證；2)由于包括干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻的焙燒全過(guò)程均在一個(gè)設(shè)備上運(yùn)行，靠調(diào)整機(jī)速來(lái)改變球團(tuán)在各階段的停留時(shí)間是不可能的，如要改變，除非改變上部爐罩的分段和風(fēng)箱的配置，這將是十分麻煩的，因此，帶式焙燒機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)原料的穩(wěn)定性要求高；3)由于球團(tuán)在升溫過(guò)程中，上下料層在各段爐罩的最高溫度下停留時(shí)間的長(zhǎng)短相差很大，因而會(huì)影響到成品球團(tuán)礦的最終強(qiáng)度，另外，爐罩內(nèi)溫度和在臺(tái)車(chē)上多多少少存在的邊緣效應(yīng)，也會(huì)影響成品球團(tuán)礦的質(zhì)量；4)帶式焙燒機(jī)必須使用高熱值的煤氣和重油作燃料。通過(guò)優(yōu)化帶式焙燒機(jī)熱工制度，能夠減少帶式焙燒工藝的缺點(diǎn)，提高球團(tuán)礦的質(zhì)量。
[0005]申請(qǐng)公布號(hào)為CN 103045850 A的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種帶式焙燒機(jī)生產(chǎn)中預(yù)熱和焙燒過(guò)程的控制方法，屬于帶式焙燒機(jī)球團(tuán)礦生產(chǎn)過(guò)程控制技術(shù)領(lǐng)域。其目的在于提供一種帶式焙燒機(jī)球團(tuán)生產(chǎn)過(guò)程中預(yù)熱和焙燒兩個(gè)工藝段的判斷和控制方法。參見(jiàn)附圖1，其首先對(duì)燒嘴段的所有風(fēng)箱和燒嘴之后兩個(gè)風(fēng)箱的廢氣溫度的最小二乘法的回歸擬合，橫坐標(biāo)是檢測(cè)點(diǎn)的位置，縱坐標(biāo)是該檢測(cè)點(diǎn)的溫度，擬合出一條6次溫度曲線；對(duì)曲線方程進(jìn)行求導(dǎo)，得到斜率方程，其中的斜率最大點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是預(yù)熱結(jié)束點(diǎn)作為定量劃分預(yù)熱和焙燒的依據(jù)。在得到預(yù)熱結(jié)束點(diǎn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)熱結(jié)束點(diǎn)的設(shè)定值自動(dòng)調(diào)整主引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了預(yù)熱結(jié)束點(diǎn)的自動(dòng)控制。從而穩(wěn)定了帶式焙燒機(jī)球團(tuán)生產(chǎn)過(guò)程，提高球團(tuán)礦的質(zhì)量。
[0006]但是，該帶式焙燒機(jī)生產(chǎn)中預(yù)熱和焙燒過(guò)程的控制方法只能實(shí)現(xiàn)帶式焙燒機(jī)上燒嘴段的預(yù)熱和焙燒過(guò)程的質(zhì)量度量，并通過(guò)調(diào)整主引風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)熱結(jié)束點(diǎn)的自動(dòng)控制，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)帶式焙燒機(jī)熱工制度進(jìn)行整體優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供一種優(yōu)化帶式焙燒機(jī)熱工制度的方法，其能夠?yàn)閹奖簾龣C(jī)的熱工制度優(yōu)化調(diào)整提供依據(jù)，從而更加適于實(shí)用。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案:
[0009]本發(fā)明提供的優(yōu)化帶式焙燒機(jī)熱工制度的方法包括以下步驟:
[0010]通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件建立帶式焙燒機(jī)的三維模型；
[0011 ] 對(duì)帶式焙燒機(jī)模型進(jìn)行模擬計(jì)算；
[0012]對(duì)所述模擬計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行后處理分析；
[0013]根據(jù)所述后處理分析的結(jié)果，對(duì)所述帶式焙燒機(jī)熱工制度進(jìn)行優(yōu)化。
[0014]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0015]作為優(yōu)選，對(duì)帶式焙燒機(jī)進(jìn)行模擬計(jì)算的軟件是fluent軟件或者CFX軟件。
[0016]作為優(yōu)選，帶式焙燒機(jī)的三維模型是通過(guò)gambit軟件或者icem軟件建立的。
[0017]作為優(yōu)選，所述三維模型包括臺(tái)車(chē)、多個(gè)篦條、煙罩、預(yù)熱段、焙燒段、均熱段、冷卻段、擋板、環(huán)管、燒嘴、多個(gè)風(fēng)箱，所述多個(gè)篦條設(shè)置在所述臺(tái)車(chē)上，各篦條之間具有空隙，所述預(yù)熱段、焙燒段、均熱段、冷卻段依次設(shè)置，所述擋板設(shè)置在所述焙燒段和均熱段之間，使得所述預(yù)熱段和焙燒段形成相對(duì)獨(dú)立的燃燒室，所述環(huán)管設(shè)置于所述燃燒室上方，所述燒嘴設(shè)置于所述環(huán)管上，所述擋板的最低端與所述三維模型的底部料層之間具有空隙；所述煙罩設(shè)置在所述預(yù)熱段、焙燒段、均熱段、冷卻段的上方，所述預(yù)熱段和焙燒段與設(shè)置于其上方的煙罩通過(guò)環(huán)管連接，所述多個(gè)風(fēng)箱分別布置于所述預(yù)熱段、焙燒段、均熱段、冷卻段的底部。
[0018]作為優(yōu)選，所述擋板與所述底部料層間的縫隙為5?20cm。
[0019]作為優(yōu)選，所述擋板與所述三維模型的底部料層間的空隙為10cm。
[0020]作為優(yōu)選，所述建立帶式焙燒機(jī)的三維模型時(shí)，還需要對(duì)建立的模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，使得單個(gè)網(wǎng)格體積在10 6?10 3HI3之間。
[0021]作為優(yōu)選，對(duì)帶式焙燒機(jī)模型進(jìn)行模擬計(jì)算時(shí)，模型輸入?yún)?shù)包括帶式焙燒機(jī)冷卻段各風(fēng)箱溫度，帶式焙燒機(jī)冷卻段各風(fēng)箱風(fēng)量，帶式焙燒機(jī)預(yù)熱段和焙燒段各燒嘴溫度，帶式焙燒機(jī)預(yù)熱段和均熱段助燃?xì)鉁囟?，帶式焙燒機(jī)預(yù)熱段和均熱段助燃?xì)饬髁浚瑤奖簾龣C(jī)預(yù)熱段、焙燒段和均熱段各風(fēng)箱的出口壓力。
[0022]作為優(yōu)選，對(duì)帶式焙燒機(jī)模型進(jìn)行模擬計(jì)算時(shí)，需要進(jìn)行設(shè)置的參數(shù)包括能量、粘度模型參數(shù)、燃燒反應(yīng)參數(shù)和收斂條件參數(shù)。
[0023]作為優(yōu)選，對(duì)所述模擬計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行后處理分析的方法為:建立多個(gè)點(diǎn)、線、面，對(duì)帶式焙燒機(jī)內(nèi)的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)進(jìn)行綜合分析，根據(jù)球團(tuán)礦的焙燒質(zhì)量，得到優(yōu)化后的帶式焙燒機(jī)熱工制度。
[0024]本發(fā)明提供的優(yōu)化帶式焙燒機(jī)熱工制度的方法首先通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件建立帶式焙燒機(jī)三維模型，然后對(duì)帶式焙燒機(jī)模型進(jìn)行模擬計(jì)算，再對(duì)模擬計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行后處理分析，最后，根據(jù)后處理分析的結(jié)果，能夠?qū)奖簾龣C(jī)熱工制度進(jìn)行優(yōu)化。其能夠?qū)奖簾龣C(jī)的熱工制度進(jìn)行全方位模擬，因此，根據(jù)該后處理分析的結(jié)果，能夠?qū)φ麄€(gè)帶式焙燒機(jī)熱工制度進(jìn)行整體優(yōu)化。
【附圖說(shuō)明】
[0025]通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中:
[0026]圖1為申請(qǐng)公布號(hào)為CN 103045850 A的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)的帶式焙燒機(jī)生產(chǎn)中預(yù)熱和焙燒過(guò)程的控制方法的示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的優(yōu)化帶式焙燒機(jī)熱工制度的方法的邏輯框圖；
[0028]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的優(yōu)化帶式焙燒機(jī)熱工制度的方法帶式焙燒機(jī)的三維模型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的熱工制度使帶式焙燒機(jī)球團(tuán)質(zhì)量的問(wèn)題，提供了一種通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬的方式對(duì)帶式焙燒機(jī)進(jìn)行三維模擬，并根據(jù)模擬結(jié)果對(duì)帶式焙燒機(jī)的熱工制度進(jìn)行優(yōu)化，從而更加適于實(shí)用。
[0030]由于帶式焙燒機(jī)內(nèi)存在流動(dòng)、傳熱和燃燒等復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，目前對(duì)帶式焙燒機(jī)的研究多集中于床層球團(tuán)料層溫度，但由于球團(tuán)料層溫度與煤氣燃燒提供熱量有著很大的關(guān)聯(lián)，因此對(duì)焙燒機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的仿真模擬研究對(duì)了解焙燒機(jī)內(nèi)的溫度、流場(chǎng)和濃度分布等有著重大的意義，進(jìn)而可以為帶式焙燒機(jī)的熱工制度等的優(yōu)化提供參考。
[0031]本發(fā)明以某鋼廠的帶式焙燒機(jī)為研究對(duì)象，考慮其內(nèi)的燃燒、傳熱等過(guò)程，通過(guò)數(shù)值模擬其內(nèi)發(fā)生的燃燒過(guò)程及其溫度場(chǎng)和流場(chǎng)分布，并以熱態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，來(lái)驗(yàn)證數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性，從而對(duì)操作條件的選擇提供參考。
[0032]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的優(yōu)化帶式焙燒機(jī)熱工制度的方法，其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。在下述說(shuō)明中，不同的“一實(shí)施例”