消解钢渣中游离氧化钙的实验及其模拟研究
Experimental and Simulation Study of Digesting Free Calcium Oxide of Slag
转炉钢渣是转炉炼钢过程中的固体副产品,由于在转炉钢渣中含有质量分数为5%~10%的游离氧化钙(f-CaO),其水解时转炉渣会膨胀粉化使其体积增大1~2倍,限制了其在诸多领域中的应用.本文就钢渣中游离氧化钙的来源、性质、处理方法、消解方法等方面进行论述,探讨了新的消解游离氧化钙的方法.本文通过实验和数值模拟两部分对新的消解游离氧化钙的方法进行分析.本文的实验分为两部分.实验一:游离氧化钙的消解实验,本实验采用旋转式移动床实验装置,基于f-CaO与CO2反应生成CaCO3的反应以消解f-CaO,使转炉钢渣中的f-CaO含量降低到3%以下,达到混凝土工程、道路、建材制品的标准要求.通过改变反应条件,确定最佳的物料结构、最佳的反应温度和水蒸汽含量对消解率的影响.实验二:七种物料结构孔隙率的测量.通过公式计算得出七种物料结构的孔隙率,将其使用到后面的数值模拟中.模拟部分:建立一个旋转式移动床物理模型,以欧拉模型为基础,建立一个气固两相流和化学反应相耦合的数值模型.通过UDF自定义函数的导入,实现了流动、传质、传热与化学反应之间的耦合,进而得出不同物料结构、不同反应温度下相应的固体颗粒的流动规律、f-CaO的质量分数各个时刻的变化情况.
- 作者：
- 顾宪宇
- 学位授予单位：
- 辽宁科技大学
- 专业名称：
- 钢铁冶金
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 刘坤
- 中图分类号：
- X757；TF713
- 关键词：
- 转炉钢渣；游离氧化钙；消解实验；数值模拟
- converter steelmaking slag；free calcium oxide；digestion experiment；numerical simulation