高炉炼铁过程的数学模拟研究

高炉是存在多相多场耦合作用的复杂高温冶金反应器。现代化钢铁生产要求实现对高炉的全面掌控和冶炼的高效化，而高炉数学模型是理解、控制和改进复杂高炉炼铁过程的有效工具。.全高炉反应动力学模型在国外已有实际应用，但其全面性和合理性尚需改进，而国内鲜见全高炉数学模型的研究和应用。本项目基于多相流理论，开发全高炉二维数学模型，在从料面到渣面的整个区域，将炉内物质区分为气、固、铁水、熔渣、粉相，每相由多个独立组元组成，充分考虑相间动量、能量及质量的同时相互耦合作用，故模型由大量强烈耦合的偏微分方程组组成。.本项目进行"数字化高炉"的基础研究，目标是创建更全面的高炉过程模拟系统，科学描述炉内复杂耦合现象，合理预测操作指标；进行高炉炉型合理化、操作制度最优化以及冶炼效率最大化解析，实现现代高炉冶炼和炉型设计的优化；并应用于解析面向高产、低耗和低环境负荷的高炉炼铁新技术，促进新一代炼铁技术的应用。