礦棉纖維冷卻過程數值模擬*

玄海潮　張玉柱　李俊國　李杰　任倩倩　蔡爽

(華北理工大學河北省現代冶金技術重點實驗室　河北唐山 063009)

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礦棉纖維冷卻過程數值模擬*

玄海潮張玉柱李俊國李杰任倩倩蔡爽

(華北理工大學河北省現代冶金技術重點實驗室河北唐山 063009)

利用ANSYS-FLUENT軟件，對液態纖維的冷卻過程動力學進行數值模擬，結果表明，液態礦棉纖維在對流換熱及自身的熱輻射作用下凝固，迎風端呈現尖銳的錐形分布，纖維背風端呈圓潤錐形凝固模式；礦棉纖維溫度由1 723 K降至凝固溫度1 655 K時只需3.1×10-5s；隨著冷卻時間延長，礦棉纖維冷卻強度降低，出口氣體溫度可達850 K。

高爐渣礦棉纖維冷卻數值模擬

0　引言

高爐渣是高爐生產過程的副產物，是一類不可再生的礦物資源，噸鐵產生量330～450 kg，目前高爐渣余熱回收利用率僅25.8%[1-2]。近年來，國內外學者逐漸意識到高爐熔渣制備礦渣棉的廣闊前景，開始探索高爐熔渣直接纖維化制備礦渣棉新技術[3-4]，并取得了一定的成果。這一全新的高爐渣綜合利用新途徑對鋼鐵工業生產節能和礦產資源的高質高效利用具有十分重要的戰略意義。高爐熔渣成棉過程中，礦棉纖維冷卻凝固在一定程度上影響著礦棉質量，從而影響保溫、吸聲材料等礦棉制品的使用性能。本研究針對離心法或噴吹法[5]制備礦棉過程中形成的礦棉纖維，采用ANSYS-FLUENT軟件對液態礦棉纖維的冷卻和凝固過程進行數值模擬研究，探索礦棉纖維溫度隨冷卻時間的變化規律，為高爐熔渣制備礦棉工藝研究奠定理論基礎。……