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炉料弹性模量对高炉内炉料运动行为与应力分布的影响

张建良，范正赟，杨天钧，有山达郎 , 林祥海 , 孔德文

钢铁

采用三维离散元法对不同弹性模量条件下，5000m3高炉内的炉料的运动行为进行了研究。发现，当弹性模量取0.06GPa时,炉料颗粒的变形量超过了自身半径的1/2,炉身处发生严重的混料现象,炉缸内焦炭颗粒发生堆积，无焦空间减小，而且计算在100步以后自动终止。而当弹性模量在10～0.6GPa范围内变化时，炉身段料层倾角随弹性模量的减小而增大，高炉下部的焦炭速度过渡区随弹性模量的减小而缩小，死料柱有所增高，但下部炉料颗粒间的法向应力会随着弹性模量的减小而增大。此外，弹性模量的减小导致了炉料颗粒间的瞬态滑动行为减少。但弹性模量的变化并没有改变高炉内炉料的运动特征，其运动仍然是由稳态下降运动与瞬态运动组成。

关键词: 高炉 , solid flow , Young’s modulus , 3Ddiscrete element method , simulation