结合实际生产工艺参数，建立42对棒还原炉两种硅碳棒布棒方式物理模型(三环排布、四环排布)，并对还原炉物理模型进行简化。根据前人研究，为使进人还原炉的气体能快速均匀地分布，两种硅碳棒排布方式采用进气口与硅碳棒交叉方式进行排布。三环排布进气口采用两环排布(内环12个，外环18个)，四环排布进气口采用三环排布(内环8个，中环10个，外环12个)。如图1所示。还原炉详细参数见表。

       采用计算流体软件求解，选择二湍流模型,DO辐射模型，计算物理模型为两种布硅碳棒方式的42对棒三维还原炉。对求解模型的偏微分方程进行离散化处理，进行循环迭代求解计算，直至计算结果收敛。当计算所得数据收敛并趋于稳定时，对其进行深人分析和处理。西门子法42对棒环形布硅碳棒还原炉进行模拟计算时，采用如表2所示的边界条件进行模拟计算为更好地研究西门子还原炉两种布硅碳棒方式对炉内的影响，选取了硅碳棒直径60,100,140 mm共3种棒径进行仿真模拟计算并就结果进行分析流场分析可知，气体进人还原炉后，受速度影响迅速向上移动，其中一部分沿垂直方向上升至炉顶，形成湍流，降低气体速度;另一部分在硅碳棒表面发生沉积反应，气体速度在接近硅碳棒的过程中逐渐减小;此外，还有一部分气体会遇到回流，两股不同方向气流混合，从而改变其速度方向。随着硅碳棒直径的增加，两种布硅碳棒方式的气体在还原炉顶部分布得更多，在炉内分布愈加均匀。这是由于硅碳棒直径的增加，还原炉内气体可流动区域减少，气体只能垂直向上运动，使到达炉顶的气体增加，炉内气体分布更加均匀。对比图2与可知，四环排布方式的炉内顶部气体速度分布显然多于三环排布方式，且炉内形成的回流明显少于三环排布方式。出现这种现象的主要原因是两种布硅碳棒方式的进气口排布不同，三环排布进气口分两层排布，而四环排布进气口分3层排布，明显较三环排布的进气口分布方式更合理，可更加有效地减弱还原炉顶部气体受湍流的影响，使炉顶气体分布更多。

       分别为不同硅碳棒直径时不同位置速度分布，这些位置的气体速度分布存在明显差异，可清楚地反映出不同位置的气体流动特性。随着炉内:方向垂直高度的增加，气体流速逐渐减小，最终达到最低点(还原炉中心位置)。随着硅碳棒直径的增加，两种布硅碳棒方式下的气体流速均有所下降，且在还原炉中部及以下垂直位置，气体由出气口到炉壁的过程中，气体流速先增后减。分析可知，硅碳棒直径增大，硅碳棒表面积增加，气体向上运动的过程中不断向硅碳棒表面靠近，受到来自硅碳棒的阻力增加，以至于气体向上运动的流速越来越小;两种布硅碳棒方式中，由于中心出孔为压力出口，气体不断进人还原炉内，使还原炉内压力不断增大，当还原炉内压力达到出口压力时，气体就会从出气孔流出。因此，越靠近出气孔位置气体速度越小;而当气体由还原炉中心位置逐渐向炉壁位置运动过程，气体会经过进气口，炉内气体和进气口进人炉内的气体混合，气体速度得到提升，因此会出现气体在靠近炉壁的过程中速度先增后减的现象。观察垂直位置2600 mm处的气体速度分布，以上规律并不适合，这是因为在炉顶位置气体流动复杂，对气体流动的影响因素多。http://www.zbqunqiang.cn/