一种优化带式焙烧机热工制度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金行业矿石或废料预处理的焙烧工艺过程技术领域，特别是涉及一种优化带式焙烧机热工制度的方法。
【背景技术】
[0002]带式焙烧工艺是受带式烧结机的启示而发展起来的。
[0003]其优点在于:1)在带式焙烧机工艺过程中，球团焙烧的整个工艺过程包括干燥、预热、焙烧、冷却都在一个设备上完成，具有工艺简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点，为缩小占地面积、减少工程量、实现焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件；2)带式焙烧机最大已经达到750m2，单机产量达500t以上，因此，带式焙烧机能适应扩大生产规模的要求和实现大型化的要求；3)因为在整个焙烧过程中，球团都处于静料层状态，不会因升温过程中球团本身强度时高时低的变化和球与球之间的相对运用而产生粉末，因此，带式焙烧机基本适应于所有的矿种；4)由于热系统的合力设置和管路短，在理论上，带式焙烧机的热耗可以达到最低水平，而且在实践中也创造出了最好记录。
[0004]其缺点在于:1)带式焙烧机耐高温特殊合金钢的用量大、档次高，在目前国产化的条件下有较大的难度；特别在质量方面很难保证；2)由于包括干燥、预热、焙烧、冷却的焙烧全过程均在一个设备上运行，靠调整机速来改变球团在各阶段的停留时间是不可能的，如要改变，除非改变上部炉罩的分段和风箱的配置，这将是十分麻烦的，因此，带式焙烧机在生产过程中，对原料的稳定性要求高；3)由于球团在升温过程中，上下料层在各段炉罩的最高温度下停留时间的长短相差很大，因而会影响到成品球团矿的最终强度，另外，炉罩内温度和在台车上多多少少存在的边缘效应，也会影响成品球团矿的质量；4)带式焙烧机必须使用高热值的煤气和重油作燃料。通过优化带式焙烧机热工制度，能够减少带式焙烧工艺的缺点，提高球团矿的质量。
[0005]申请公布号为CN 103045850 A的中国发明专利公开了一种带式焙烧机生产中预热和焙烧过程的控制方法，属于带式焙烧机球团矿生产过程控制技术领域。其目的在于提供一种带式焙烧机球团生产过程中预热和焙烧两个工艺段的判断和控制方法。参见附图1，其首先对烧嘴段的所有风箱和烧嘴之后两个风箱的废气温度的最小二乘法的回归拟合，横坐标是检测点的位置，纵坐标是该检测点的温度，拟合出一条6次温度曲线；对曲线方程进行求导，得到斜率方程，其中的斜率最大点的横坐标就是预热结束点作为定量划分预热和焙烧的依据。在得到预热结束点的基础上，根据预热结束点的设定值自动调整主引风机的转速，实现了预热结束点的自动控制。从而稳定了带式焙烧机球团生产过程，提高球团矿的质量。
[0006]但是，该带式焙烧机生产中预热和焙烧过程的控制方法只能实现带式焙烧机上烧嘴段的预热和焙烧过程的质量度量，并通过调整主引风机实现预热结束点的自动控制，而无法实现对整个带式焙烧机热工制度进行整体优化。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明提供一种优化带式焙烧机热工制度的方法，其能够为带式焙烧机的热工制度优化调整提供依据，从而更加适于实用。
[0008]为了达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案:
[0009]本发明提供的优化带式焙烧机热工制度的方法包括以下步骤:
[0010]通过计算机软件建立带式焙烧机的三维模型；
[0011 ] 对带式焙烧机模型进行模拟计算；
[0012]对所述模拟计算的结果进行后处理分析；
[0013]根据所述后处理分析的结果，对所述带式焙烧机热工制度进行优化。
[0014]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0015]作为优选，对带式焙烧机进行模拟计算的软件是fluent软件或者CFX软件。
[0016]作为优选，带式焙烧机的三维模型是通过gambit软件或者icem软件建立的。
[0017]作为优选，所述三维模型包括台车、多个篦条、烟罩、预热段、焙烧段、均热段、冷却段、挡板、环管、烧嘴、多个风箱，所述多个篦条设置在所述台车上，各篦条之间具有空隙，所述预热段、焙烧段、均热段、冷却段依次设置，所述挡板设置在所述焙烧段和均热段之间，使得所述预热段和焙烧段形成相对独立的燃烧室，所述环管设置于所述燃烧室上方，所述烧嘴设置于所述环管上，所述挡板的最低端与所述三维模型的底部料层之间具有空隙；所述烟罩设置在所述预热段、焙烧段、均热段、冷却段的上方，所述预热段和焙烧段与设置于其上方的烟罩通过环管连接，所述多个风箱分别布置于所述预热段、焙烧段、均热段、冷却段的底部。
[0018]作为优选，所述挡板与所述底部料层间的缝隙为5?20cm。
[0019]作为优选，所述挡板与所述三维模型的底部料层间的空隙为10cm。
[0020]作为优选，所述建立带式焙烧机的三维模型时，还需要对建立的模型进行网格划分，使得单个网格体积在10 6?10 3HI3之间。
[0021]作为优选，对带式焙烧机模型进行模拟计算时，模型输入参数包括带式焙烧机冷却段各风箱温度，带式焙烧机冷却段各风箱风量，带式焙烧机预热段和焙烧段各烧嘴温度，带式焙烧机预热段和均热段助燃气温度，带式焙烧机预热段和均热段助燃气流量，带式焙烧机预热段、焙烧段和均热段各风箱的出口压力。
[0022]作为优选，对带式焙烧机模型进行模拟计算时，需要进行设置的参数包括能量、粘度模型参数、燃烧反应参数和收敛条件参数。
[0023]作为优选，对所述模拟计算的结果进行后处理分析的方法为:建立多个点、线、面，对带式焙烧机内的温度场和流场进行综合分析，根据球团矿的焙烧质量，得到优化后的带式焙烧机热工制度。
[0024]本发明提供的优化带式焙烧机热工制度的方法首先通过计算机软件建立带式焙烧机三维模型，然后对带式焙烧机模型进行模拟计算，再对模拟计算的结果进行后处理分析，最后，根据后处理分析的结果，能够对带式焙烧机热工制度进行优化。其能够对带式焙烧机的热工制度进行全方位模拟，因此，根据该后处理分析的结果，能够对整个带式焙烧机热工制度进行整体优化。
【附图说明】
[0025]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0026]图1为申请公布号为CN 103045850 A的中国发明专利公开的带式焙烧机生产中预热和焙烧过程的控制方法的示意图；
[0027]图2为本发明实施例提供的优化带式焙烧机热工制度的方法的逻辑框图；
[0028]图3为本发明实施例提供的优化带式焙烧机热工制度的方法带式焙烧机的三维模型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]本发明为解决现有技术存在的热工制度使带式焙烧机球团质量的问题，提供了一种通过计算机模拟的方式对带式焙烧机进行三维模拟，并根据模拟结果对带式焙烧机的热工制度进行优化，从而更加适于实用。
[0030]由于带式焙烧机内存在流动、传热和燃烧等复杂的物理化学过程，目前对带式焙烧机的研究多集中于床层球团料层温度，但由于球团料层温度与煤气燃烧提供热量有着很大的关联，因此对焙烧机进行系统的仿真模拟研究对了解焙烧机内的温度、流场和浓度分布等有着重大的意义，进而可以为带式焙烧机的热工制度等的优化提供参考。
[0031]本发明以某钢厂的带式焙烧机为研究对象，考虑其内的燃烧、传热等过程，通过数值模拟其内发生的燃烧过程及其温度场和流场分布，并以热态实验数据为依据，来验证数值模拟的准确性，从而对操作条件的选择提供参考。
[0032]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的优化带式焙烧机热工制度的方法，其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”