矿棉纤维冷却过程数值模拟*

玄海潮　张玉柱　李俊国　李杰　任倩倩　蔡爽

(华北理工大学河北省现代冶金技术重点实验室　河北唐山 063009)



矿棉纤维冷却过程数值模拟*

玄海潮张玉柱李俊国李杰任倩倩蔡爽

(华北理工大学河北省现代冶金技术重点实验室河北唐山 063009)

利用ANSYS-FLUENT软件，对液态纤维的冷却过程动力学进行数值模拟，结果表明，液态矿棉纤维在对流换热及自身的热辐射作用下凝固，迎风端呈现尖锐的锥形分布，纤维背风端呈圆润锥形凝固模式；矿棉纤维温度由1 723 K降至凝固温度1 655 K时只需3.1×10-5s；随着冷却时间延长，矿棉纤维冷却强度降低，出口气体温度可达850 K。

高炉渣矿棉纤维冷却数值模拟

0　引言

高炉渣是高炉生产过程的副产物，是一类不可再生的矿物资源，吨铁产生量330～450 kg，目前高炉渣余热回收利用率仅25.8%[1-2]。近年来，国内外学者逐渐意识到高炉熔渣制备矿渣棉的广阔前景，开始探索高炉熔渣直接纤维化制备矿渣棉新技术[3-4]，并取得了一定的成果。这一全新的高炉渣综合利用新途径对钢铁工业生产节能和矿产资源的高质高效利用具有十分重要的战略意义。高炉熔渣成棉过程中，矿棉纤维冷却凝固在一定程度上影响着矿棉质量，从而影响保温、吸声材料等矿棉制品的使用性能。本研究针对离心法或喷吹法[5]制备矿棉过程中形成的矿棉纤维，采用ANSYS-FLUENT软件对液态矿棉纤维的冷却和凝固过程进行数值模拟研究，探索矿棉纤维温度随冷却时间的变化规律，为高炉熔渣制备矿棉工艺研究奠定理论基础。……