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氧化球团回转窑结圈厚度预测模型研究

作　者: 周仙霖
导　师: 朱德庆
学　校: 中南大学
专　业: 钢铁冶金
关键词: 氧化球团回转窑结圈预测模型 MATLAB仿真
分类号: TF321
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 96次
引　用: 2次
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内容摘要

随着我国钢铁工业的高速发展,氧化球团的产量需求迅猛增长,然而传统的竖炉法生产球团存在产量小、原料适应性差的不足,无法满足高炉不断增长的炉料需求,而带式焙烧机对材料的要求高,国内暂时无法广泛推广。所以发展工艺成熟、产量大、原料适应性强的链篦机-回转窑法生产球团显得尤为重要,然而该工艺同时存在着结圈的问题,给工艺产质量的提高造成很大困扰。因此,在现有的先进检测技术基础上,建立氧化球团结圈预测数学模型,对氧化球团回转窑内的结圈进行预测,实时了解现场操作参数对结圈的影响,对指导现场即时除圈具有重要意义。本文通过对氧化球团回转窑内的传热过程进行分析,基于圆柱体的热传导微分方程,建立了回转窑筒体的传热模型,并确立了边界条件。首次对氧化球团回转窑内的结圈物热物理性质进行研究,结果显示结圈物的导热系数随着温度升高而降低,为后续氧化球团回转窑的数学模拟仿真提供参考。基于窑外壁温度变化与回转窑结圈之间的对应关系,结合窑筒体传热模型,在一定的假设基础上,建立了回转窑结圈厚度模型,并将模型仿真计算的温度值与现场检测的温度值进行比较,验证了模型的正确性。利用MATLAB仿真软件对结圈厚度模型进行程序实现,得出了窑内壁温度沿轴向的分布规律,以及窑内不同位置结圈物厚度分布状况,并利用MATLAB强大的图形处理功能,对模型计算结果进行图形显示,设计了模型程序的运行界面,使现场操作人员更简单地使用模型计算结果对生产进行分析。结合历史数据,对结圈物的生长率进行分析计算,并以此对结圈物的生长进行预测,利用MATLAB进行模拟计算,验证了结圈物呈直线生长的规律及程序的可靠性。针对结圈物呈直线生长的规律,利用MATLAB内置函数,对结圈物的生长时间进行预测,并与历史数据进行比较,说明了预测的准确性,为现场结圈物的生长预测提供了依据,实现对结圈形成的提前预报,以实现设备的稳定运行。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
主要符号说明  9-11
第一章文献综述  11-19
  1.1 回转窑及其应用  11
  1.2 氧化球团回转窑工艺与结圈机理  11-15
    1.2.1 氧化球团链篦机-回转窑工艺  11-13
    1.2.2 氧化球团回转窑结圈形成与处理方法  13-14
    1.2.3 回转窑结圈机理研究现状  14-15
  1.3 氧化球团回转窑相关数学模型研究及应用  15-18
    1.3.1 国内研究现状及其发展  16-17
    1.3.2 国外研究现状及其发展  17-18
  1.4 本文研究目的和意义  18-19
第二章研究思路与方法  19-26
  2.1 研究思路  19-20
  2.2 研究方法  20-26
    2.2.1 窑体外壁表面温度  21-23
    2.2.2 导热系数测定  23-26
第三章氧化球团回转窑内传热规律及筒体传热模型研究  26-39
  3.1 氧化球团回转窑热工制度  26
  3.2 回转窑内传热过程分析  26-28
  3.3 窑筒体传热模型研究  28-38
    3.3.1 热传导方程  28-30
    3.3.2 导热系数  30-33
    3.3.3 换热系数  33-38
  3.4 本章小结  38-39
第四章回转窑结圈厚度模型及其仿真  39-56
  4.1 结圈与窑外壁温度的关系  39-40
  4.2 回转窑结圈厚度模型  40-42
  4.3 回转窑结圈厚度的仿真  42-52
    4.3.1 回转窑结圈厚度仿真方案设计  42-44
    4.3.2 温度数据库连接  44-47
    4.3.3 窑内温度及结圈厚度计算  47-52
  4.4 程序界面设计  52-55
  4.5 本章小结  55-56
第五章回转窑结圈生长厚度预测  56-64
  5.1 现场回转窑结圈生长控制  56-57
  5.2 回转窑结圈生长分析及预测  57-60
    5.2.1 结圈生长分析  57-58
    5.2.2 结圈厚度生长预测MATLAB实现  58-60
  5.3 结圈厚度生长预测验证及结果  60-62
  5.4 本章小结  62-64
第六章结论  64-65
参考文献  65-69
致谢  69-70
攻读硕士期间主要研究成果  70

氧化球团回转窑结圈厚度预测模型研究

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