PDF《高炉炉缸死焦堆水模试验及分析》

死焦 堆直径为350 mm时, 测速位置在距器壁面45 mm处. 2.3 测量步骤 1) 测定死焦堆的孔隙度, 然后把死焦堆放到模 型容器内. 2) 向试验装置注水, 调整入口和出口流量, 使 水的流动处于稳态. 3) 打开激光多普勒测速仪, 调整测量位置. 4) 开始测量液体流速 (测量过程激光测速仪自 动完成) . 5) 试验结束后处理激光测速仪测量的数据, 绘22 制流场图.

3 试验结果 3.1 死焦堆沉浮的影响 当死焦堆高度为200 mm, 孔隙度为0.4, 死铁层 深度为130 mm, 液面高度为300 mm, 铁口长度为90 mm, 铁口直径为10 mm, 铁口角度为10°, 此时死焦 堆进入液体的液面高度为20 mm.对比3种不同的 试验条件: 1) 死焦堆在整个出铁过程完全沉坐;

2) 死焦堆在整个出铁过程完全浮起 (此时死焦堆进入 液体的液面高度为20 mm) ;

3) 进行死焦堆不同浸入 深度的试验. 对比完全沉坐和完全浮起的曲线 (见图2) 可以 看到: 1) 在相同的排放时间内, 死焦堆完全浮起时累 计排放的液体总量高于完全沉坐的情况.主要原 因是, 在炉缸液面条件相同的试验条件下, 对于完 全浮起时, 其炉缸内的液体总量高于完全沉坐的液 体总量, 即完全浮起时能够供排放的液体总量高于 完全沉坐时的液体总量. 2) 随着排放过程的进行, 在相同的排放周期 内, 完全浮起时的排放速率要高于完全沉坐的排放 速率, 主要原因是: 死焦堆完全浮起时, 假设死焦堆 静止不动, 随着排放过程的进行, 液面应该不断下 降, 但是死焦堆是随着排放过程的进行不断下降 的, 死焦堆下降时将底部的无焦空间的液体排开, 抵消了由于排放造成的液面迅速下降现象, 弥补了 由于排放造成的促使液体排放的压差的减小.

30 20

10 0

0 200

400 600 时间/s 累计排放液体总量/L 完全浮起 完全沉坐 浸入水中19 cm 浸入水中17 cm 浸入水中15 cm 图2 累计排放液体的体积随排放时间的变化 对比不同的死焦堆浸入深度也可以发现, 死焦 堆浸入水中的深度越大, 其累计的排放液体体积总 量越大.这是因为, 死焦堆进入水中的深度大, 在 排放过程中, 能够排开的位于无焦空间的液体越 多, 累计排放总量也就越大. 3.2 炉缸内总的液体体积相同 试验中, 主要考虑当炉缸中总的液体体积一定 时, 即整个炉缸所含的液体体积相等, 进行了3种不 同条件的试验: 1) 死焦堆在整个出铁过程完全沉 坐;

2) 死焦堆在整个出铁过程完全浮起;

3) 死焦堆 在整个出铁过程先沉坐后浮起, 即死铁层浮起时浸 入水中的深度大于死铁层的深度, 在排放末期, 由 于死铁层深度不足以使死焦堆上浮, 死焦堆将经历 沉坐的阶段.试验结果如图3所示.

40 30

20 10

0 200

400 600 时间/s 液面位置/cm 完全浮起 完全沉坐 先浮起后沉坐 a 高度变化

20 16

12 8

4 0

0 200

400 600 时间/s 完全浮起 完全沉坐 先浮起后沉坐 累计排放液体总量/L b 总体积变化 图3 炉缸液体总体积相同时的液面变化情况 从试验结果可以看出: 1) 当死焦堆完全沉坐时, 其液面下降速度最 快, 在相同的铁口直径条件下, 说明完全沉坐时液 体的排放速度最大.这主要是因为, 在试验条件 下, 炉缸内总的液体体积相等, 当死焦堆完全沉坐 时, 排开的无焦空间里的液体体积最大, 致使液面 最高, 铁口处的压力最大, 液体将以较大的速度排 出, 液面下降很快. 2) 当死焦堆完全沉坐时, 累计的排放液体总体 积最大, 且出铁时间最短. 3.3 炉缸内死铁层以上的液体体积相同 在本次试验中, 主要考虑当死焦堆的底部低于 铁口平面时, 不管死焦堆处于何种状态, 铁口以上 的液体体积和高度均相等, 且铁口以上液体的高度 恒为