第12期 张建良等：基于三维离散元法的无钟高炉装料行为 ·1649· (a) (b) 9,300mm 图10溜槽倾角35°下焦炭料流轨迹.(a)实测轨迹：(b)模拟轨迹 Fig.10 Coke falling trajectories with the chute inclination angle of 35:(a)measured trajectories:(b)simulated trajectories (a) (b) 图11溜槽倾角35°下矿石料流轨迹.(a)实测轨迹：(b)模拟轨迹 Fig.11 Ore falling trajectories with the chute inclination angle of 35:(a)measured trajectories;(b)simulated trajectories 中心侧 炉墙侧 视图，图中蓝线表示1.3m料线深度位置，黄线表示 高炉中心线，颗粒颜色代表粒度同前所述.从图中 可以看出，料堆形成过程中发生明显的粒度偏析现 象，大颗粒集中分布在周向边缘和中心，而在堆尖 下方附近且偏向中心侧多为小颗粒.分析认为：溜 槽上炉料运动中发生的粒度偏析对料面形成有极大 的影响，在炉料脱离溜槽下落过程中，由于大颗粒 小颗粒 大颗粒 多分布在料流外侧，当落到料面以后向炉墙侧滚动 而到达周边：小颗粒在料流内侧，在向料面内侧滚 动时，由于小颗粒容易渗透进入大颗粒之间的空隙 图12插入可移动式称量盒内炉料径向分布情况 中而不能继续向中心侧滚动，并向料层内部渗透 Fig.12 Burden radial distribution in the insert-type mov- 从图14(a)除了观察到炉料的径向分布和垂直分布 able measuring box 外，还可以看出料面外堆角小于内侧堆角，与实际 3.4料堆的形成及粒度分布 情况相符，主要是由于溜槽旋转产生的离心力作用， 炉料脱离溜槽下落到料面并沿斜坡滚动，随着 使炉料具有离心方向的速度而向边缘滚动，且边缘 溜槽旋转圈数的增加，料堆向高炉中心和边缘扩展. 墙壁的阻挡作用促进边缘颗粒的堆积.从图14(b) 在料堆形成过程中不改变溜槽倾角，即采用单环布 可以看出炉料在圆周方向的非均匀分布，由于炉料 料.图14为溜槽倾角27°下模拟得到的料堆的颗粒 在料罐排料过程中一直存在着粒度偏析，而溜槽在 分布情况，其中图14(a)为位于垂直剖面上的颗粒 较长时间内旋转布料，尤其一批料的排料末期含较 分布，图14(b)为对应的从垂直剖面观察的料堆正 多小颗粒炉料，造成炉料在周向存在偏析第 12 期 张建良等：基于三维离散元法的无钟高炉装料行为 1649 ·· 图 10 溜槽倾角 35◦ 下焦炭料流轨迹. (a) 实测轨迹; (b) 模拟轨迹 Fig.10 Coke falling trajectories with the chute inclination angle of 35◦: (a) measured trajectories; (b) simulated trajectories 图 11 溜槽倾角 35◦ 下矿石料流轨迹. (a) 实测轨迹; (b) 模拟轨迹 Fig.11 Ore falling trajectories with the chute inclination angle of 35◦: (a) measured trajectories; (b) simulated trajectories 图 12 插入可移动式称量盒内炉料径向分布情况 Fig.12 Burden radial distribution in the insert-type mov￾able measuring box 3.4 料堆的形成及粒度分布 炉料脱离溜槽下落到料面并沿斜坡滚动，随着 溜槽旋转圈数的增加，料堆向高炉中心和边缘扩展. 在料堆形成过程中不改变溜槽倾角，即采用单环布 料. 图 14 为溜槽倾角 27◦ 下模拟得到的料堆的颗粒 分布情况，其中图 14(a) 为位于垂直剖面上的颗粒 分布，图 14(b) 为对应的从垂直剖面观察的料堆正 视图，图中蓝线表示 1.3 m 料线深度位置，黄线表示 高炉中心线，颗粒颜色代表粒度同前所述. 从图中 可以看出，料堆形成过程中发生明显的粒度偏析现 象，大颗粒集中分布在周向边缘和中心，而在堆尖 下方附近且偏向中心侧多为小颗粒. 分析认为：溜 槽上炉料运动中发生的粒度偏析对料面形成有极大 的影响，在炉料脱离溜槽下落过程中，由于大颗粒 多分布在料流外侧，当落到料面以后向炉墙侧滚动 而到达周边；小颗粒在料流内侧，在向料面内侧滚 动时，由于小颗粒容易渗透进入大颗粒之间的空隙 中而不能继续向中心侧滚动，并向料层内部渗透. 从图 14(a) 除了观察到炉料的径向分布和垂直分布 外，还可以看出料面外堆角小于内侧堆角，与实际 情况相符，主要是由于溜槽旋转产生的离心力作用， 使炉料具有离心方向的速度而向边缘滚动，且边缘 墙壁的阻挡作用促进边缘颗粒的堆积. 从图 14(b) 可以看出炉料在圆周方向的非均匀分布，由于炉料 在料罐排料过程中一直存在着粒度偏析，而溜槽在 较长时间内旋转布料，尤其一批料的排料末期含较 多小颗粒炉料，造成炉料在周向存在偏析