镍铁矿热炉熔炼过程中的电磁-热-组分多物理场耦合

摘要

建立了一个瞬态三维矿热炉数学模型，分析镍铁矿热炉熔炼过程中电磁-热-组分多物理场间的相互作用机理.利用用户自定义函数（UDFs）同时求解了矿热炉内部的电热转换、多相间传热传质和还原反应，揭示了镍铁矿热炉熔炼过程中不同时刻多物理场的分布规律，并研究了不同时刻氧化镍和铁氧化物的转化率.结果表明：不同时刻的多物理场具有耦合性和不均匀性；受温度分布的影响，氧化镍和铁氧化物的还原反应主要集中在电弧下方至矿料层底部，以及3个电弧之间的高温区域；熔炼至40 min时，氧化镍和铁氧化物的反应区体积分别为138.7 m³和43.1 m³,反应量分别为2.542 t和13.332 t,且与铁氧化物相比，氧化镍的反应速率更大.

关键词

矿热炉 / 多物理场 / 还原反应