复吹转炉用天然气保护的底吹氧枪寿命的热模研究

在60kg复吹转炉热模上用三种规格的六只套管式底枪进行了36炉试验。着重研究了合适的天然气比,同时探讨了底枪结构、供气参数等因素对底枪寿命的影响。试验发现:(1)当天然气比大于16％时,底枪熔损速度小于1mm/炉,由此确定试验条件下的合适天然气比为16％;(2)在保证一定的天然气比的前提下,采用窄环缝枪可以提高底枪寿命;(3)从试验结果的趋势看,如果环缝宽度达到设计要求,16％的“合适天然气比”是可以降低的;(4)在不击穿熔池的前提下,提高底枪气压力,有利于把火点区推离炉底,从而使底枪熔损速度降低,寿命提高。     

180 t转炉底吹气体与熔池相互作用的水模型实验

通过10:1水模型研究了转炉底吹流量0.55～0.75 m3/h和底吹喷嘴4孔对称、2孔对称、2孔不对称分布以及喷嘴位置d/D=0.1～0.9(d-喷嘴所在同心圆直径,D-转炉熔池直径)对熔池均混时间的影响.结果表明,d/D=0.3,底吹流量0.70 m3/h,4孔对称底吹时熔池搅拌效果最佳;2孔不对称喷吹时,最佳流量为0.60～0.70m3/h,最佳喷嘴位置d/D=0.3～0.5;2孔对称喷吹时最佳流量与喷嘴位置分别为0.65 m3/h和d/D=0.7.     

100t钢包底吹氩混匀时间与卷渣水模拟

基于相似原理,按照1∶4对某钢厂100 t底吹氩钢包建立水模型,研究不同底吹位置、吹氩流量对混匀时间和卷渣行为的影响。研究表明:单喷嘴底吹氩,喷嘴位于钢包底部中心0.5R(钢包半径)至0.65R位置时的混匀时间较短;双喷嘴距钢包底部中心0.5R,夹角为180°时的混匀时间较短;相同流量下,单吹混匀时间稍低于双吹;为减轻包壁的侵蚀,喷嘴距包底中心距离最好小于0.65R。在试验条件下得出的最佳吹氩流量是426 L/min,单吹临界卷渣流量为142 L/min,双吹临界卷渣流量为213 L/min,有利于渣钢界面反应的流量应大于284 L/min。     

喷吹颗粒镁铁水脱硫影响因素的数值模拟

在CFD软件平台上进行了青钢新区喷吹颗粒镁铁水脱硫影响因素的数值模拟,研究了载气流量、喷枪插入深度、喷嘴直径、喷嘴夹角对脱硫过程铁水罐内流场以及混匀死区的影响。结果表明,在原有工艺参数下,随载气流量适当减小、喷枪插入深度最大、喷嘴直径稍微增大和喷嘴夹角适当增大,均可改善铁水罐内速度场和湍动能的分布,减小混匀死区,增加停留时间。推荐的工艺参数为载气流量90 Nm~3/h、喷枪插入深度200 mm、喷嘴直径8 mm、喷嘴夹角60°~90°。     

转炉型反应器内熔池传热的研究

通过水力学模型，对转炉反应中各流量参数、熔池深度、喷枪高度及底吹喷嘴位置等因素对熔池传热规律的影响进行了研究。结果表明，在一定范围内，增加顶吹喷枪主孔气体流量及底吹气体流量，都将使熔池表现传热系数提高，从而有利于熔池传热，提高转炉热利用率；顶吹喷枪副孔气体流量在本试验中对熔池表现传热系数无影响；熔池深度、喷枪高度以及底吹喷嘴的布置等因素对熔池传热有一定的影响。文中还从熔池搅拌角度对各因素的影响进行了分析，并通过试验得到了用准数方程表示的描述转炉型反应器内传热规律的经验关系式，为今后工业生产提供了试验依据。     

工艺参数对120t转炉顶底复吹影响的水模型研究和应用

进行了120 t转炉几何相似比1:7的4因素5水平正交水模型实验,研究氧枪距离熔池高度(200~280 mm)、顶氧枪流量(72.5~99.0 m~3/h)、底吹流量(0.8~2.4 m~3/h)、底吹气孔(4~8孔)位置分布对转炉顶底复吹的影响。结果表明,底吹气孔位置分布是影响熔池搅拌效果的最重要的因素。当选取氧枪距熔池高度h=240mm,顶枪吹气体流量Q_1=99.0 m~3/h,底吹气体流量Q_2=2.4 m~3/h,底吹气孔(6孔)位置D(4)时,熔池搅拌效果最佳。120 t转炉顶底复吹生产Q235B钢应用结果得出,顶吹流量25 000 m~3/h,底吹流量560~800 m~3/h,底吹6孔布置吹炼14~16 min、钢水终点[C]0.14%~0.18%,碳氧积0.002 3~0.002 5,熔池搅拌效果良好。     

RH喷吹参数对循环流量和均混时间影响的物理模拟

以某厂300tRH真空精炼装置为研究原型,建立1∶6.5的水力模型对RH喷吹精炼工艺进行物理模拟。研究了喷吹位置、喷吹气量及驱动气体流量对循环流量和均混时间的影响。结果表明:不同喷吹气量、驱动气体流量条件下,获得大循环流量和短均混时间的最优喷吹位置不同。较小的喷吹气量(2.98~3.53m3/h)或者较小的驱动气体流量(0.93~1.02m3/h)时,宜采用低顶枪枪位(153.8mm)喷吹;喷吹气量大于3.91m3/h或者驱动气体流量大于1.12m3/h时,宜采用真空槽底部喷吹角度120°的侧喷嘴喷吹。顶枪与侧喷嘴复合喷吹有利于提高RH喷吹工艺的适应性及循环效率。     

40 t钢包双透气砖底搅拌物理模拟研究与应用

以40 t双透气砖钢包为原型,基于相似原理建立模型与原型尺寸比为1∶2的钢包底吹氩物理模拟系统,研究吹气流量、双透气砖位置对钢包混匀时间的影响规律,以便提升钢包搅拌效率。研究表明,双透气砖最佳吹气位置为0.70R-0.70R(R为钢包半径),当双透气砖支路吹气流量相等时,钢包混匀时间随双透气砖与包底中心距离的增加而缩短,随吹气流量的增大而逐渐减少;当模型吹气量超过56 L/min(原型吹气量达到112 L/min)后,混匀时间随吹气量的增加并未减少,反而有所增加;当吹气总流量相等但双透气砖支路流量不同时,支路流量比为1∶3的混匀时间比支路流量比为1∶1的混匀时间长。工业试验表明,通过优化脱氧制度、改进底搅拌工艺以及采用氩气保护浇注等技术,可降低轴承钢氧含量,其中轴承钢氧的质量分数为7×10~(-4)%以下炉数占比达60%以上,氧的质量分数10×10~(-4)%以下炉数占比达100%,提升了夹杂物控制水平和产品品质。     

100 t 钢包底吹氩工艺优化的物理模拟

以钢厂100 t钢包为原型,根据相似原理建立1:4水模型,研究了双孔底吹位置(0.54~0.72R)、角度(45°~180°)和底吹流量(0.04~0.55 m~3/h)对混匀时间和钢-渣界面的影响,以确定最佳底吹工艺参数。结果表明,透气砖布置的最优位置为底吹孔距钢包底面中心0.63R,180°夹角;最大底吹气量在0.37 m³/h(原型18.0m³/h),软吹气量必须小于0.12 m³/h(原型小于6.0 m³/h),建议软吹气量≤0.04 m³/h(原型≤2.0 m³/h)。     

钢包底吹氩刚玉质定向多孔型供气砖

武钢第二炼钢厂冶炼取向硅钢采用日本进口刚玉质弥散型供气砖底吹,寿命约6次;其它钢种采用西德引进的上插式喷枪顶吹,寿命约4次,均不能适应炼钢发展的需要。为改善钢包底吹氩的技术经济指标,1986年以来,开始了不同材质不同结构的钢包底吹氩供气砖的试验研究。其中,刚玉质定向多孔型供气砖在第二炼钢厂试验,供气砖孔径≤1mm,孔数140个,Al_2O_3≥90％,体积密度>2.5g/mm~3,气孔率≤25％,荷重软化温度≥1430℃;底吹氩工作压力0.2～0.4MPa;     

LF精炼过程100 t钢包底吹氩卷渣水模拟研究

以钢厂100 t钢包为原型,根据相似原理模型与原型1:3.5的比例建立水模型。试验了对应实际吹气量31~237 L/min不同位置单喷嘴和双喷嘴吹气对卷渣情况的影响,发现原吹气孔位置(距钢包中心约0.45R)单喷嘴、距钢包中心0.6R位置单喷嘴、原吹气孔位置(约0.45R)双喷嘴和距中心0.6R位置双喷嘴吹气临界卷渣气量分别为113、93、31、82 L/min,因此实际精炼时软吹采用单喷嘴吹气,合金化阶段用双喷嘴吹气为宜。回归分析得出,单喷嘴吹气时裸露区直径D(/mm)与底吹气量Q/(L·min^-1)的关系式D=43.333Q+47.5(0.6相似文献   

Savard-Lee双重套管喷嘴在钢铁冶金和有色冶金行业应用发展综述

钢铁冶金和有色冶金的主要相似点:都在高温条件下进行,并且都是熔融状态,所以冶金学者坚信一些有色冶金技术可以从钢铁冶金技术改造而来,反之亦然。萨-李(Savard-Lee)双重套管喷嘴就是这样一种技术。本文对采用双重套管喷嘴的主要冶金工艺进行了阐述。这些工艺主要包括铅、铜熔池熔炼工艺(QSL法,SKS法),铜、镍熔池吹炼工艺,铜火法精炼工艺(吹入O_2/N_2/H_2)和铅-银灰吹工艺(BBOC)。作者着重强调了萨-李双重套管喷嘴如何从氧气底吹钢铁冶金(OBM)应用到有色冶金中。     

环缝式底吹供气元件在铁水提钒中的应用

 为了解决提钒炉熔池搅拌能力不强造成的半钢残钒和炉渣中金属铁高的问题,在提钒转炉的含钒铁水提钒过程中采用环缝式底吹供气元件,设计了适用于铁水提钒的底吹工艺,开展了工业试验研究。通过调研发现,毛细管式透气砖在提钒炉使用过程中存在底吹搅拌强度不高,容易堵塞的问题,因此把毛细管式透气砖改为环缝式供气元件。在此基础上,利用数值模拟计算、冷态模拟试验确定出合适的提钒底吹和顶吹工艺模式,以此制定工业试验方案。数值模拟结果表明,随着底吹供气元件距炉底中心距离的增加,熔池死区面积比例增加,选取底吹元件最佳开孔位置在距离工作层中心0.45D处(D为熔池直径),能获得最佳的熔池搅拌效果。水模试验结果表明,在顶吹流量为11 000～15 400 m3/h条件下,合适的底吹供气强度为0.05～0.08 m3/(t·min)。工业试验结果表明,底吹工艺优化后,半钢中钒质量分数和碳质量分数平均值分别为0.033%和3.35%,分别比工艺优化前钒质量分数降低0.004%,碳质量分数提高0.1%;钒渣中氧化钒质量分数和金属铁质量分数平均值分别为18.99%和22.25%,较工艺优化前氧化钒质量分数增加0.67%,金属铁质量分数降低3%。由此说明工艺优化后,熔池搅拌条件改善,钒氧反应更充分。实践证明,环缝式底吹供气元件具有底吹强度大、维护容易、不易堵塞,安全可靠的特点,适用于提钒转炉铁水提钒工艺。     

转炉底吹O2-石灰粉技术的发展现状及展望

为了实现转炉绿色洁净化生产并满足高废钢比冶炼的需求，具有高效、洁净、低碳等冶金优势的底吹O₂-石灰粉技术成为了研究热点。总结了转炉底吹O₂-石灰粉技术的发展历程和应用现状，该技术在应用中呈现出控制系统高度集成、冶金指标优异，成本低等优势，但存在炉底寿命短、生产成本优势有限、应用规模不高的问题。3种代表性技术为顶底复合吹炼转炉炼钢法(K-BOP法)、顶底复吹转炉底喷石灰粉法(K-OBM法)和转炉底吹O₂-CO₂-石灰粉技术。K-BOP法和K-OBM法均采用活动式炉底，炉底安装多支环缝式底吹元件将O₂和石灰粉喷入炉内，环缝采用气态碳氢化合物作为冷却气。K-OBM法还实现了从装料到溅渣过程的全自动冶炼，可100%不倒炉出钢，具有高质量、高效率、一致性和低成本的特点。北京科技大学自主研发的转炉底吹O₂-CO₂-石灰粉技术采用全自动冶炼，将CO₂混入底吹O₂中利用其与钢液元素反应的吸热效应、弱氧化性、...     

250 t钢包精炼底吹氩吹孔位置优化的水模型试验

采用几何相似比1:3水模型,对250 t钢包底吹氩位置优化进行模拟试验,用电导法测定了单孔喷吹、双孔夹角90°和180°对称喷吹在至钢包中心不同距离处(0.37~0.61 R)采用不同吹气量(5~25 m³/h)时钢水的混匀时间。试验结果表明,单孔底吹氩,吹孔距钢包底部中心0.61 R(R为钢包底部半径)时混匀时间最短;双孔喷吹对称分布的混匀时间比单孔喷吹的混匀时间短;当双孔喷嘴0.61 R对称分布时,混匀时间最短,死区最小,且双孔喷嘴间距由0.37 R增至0.61 R时混匀时间明显减小。     

我国转炉复吹技术的发展

1.概述我国转炉复吹技术的研究与开发是从70年代开始的,“六五”期间又有了新的发展。开发了环缝式、狭缝式和微孔式透气砖等底部供气元件;除了采用惰性气体外,还进行了CO_2和O_2的底吹试验;不断地完善     

转炉底吹元件非均衡供气搅拌的冷态水模拟

通过水模试验,研究了复吹转炉底吹强度、布置模式、流量分配比对熔池中渣-钢间传质系数的影响。试验表明,渣-钢间传质系数随着流量分配比的增大,存在先升高后降低的规律,且不同底吹强度下拐点位置不一致。混匀时间随流量分配比的增大先降低再升高。在连续布置下,对于0.20 m3/(t·min)的底吹强度,底吹流量分配比为4∶1时,渣-钢间传质效果最优,与常规底吹均衡供气方式相比,渣-钢间传质系数能够提高81.4%。在间隔布置下,对于0.15 m3/(t·min)的底吹强度,底吹流量分配比为2∶1时传质效果最优,渣-钢间传质系数能够提高42.5%。连续布置比间隔布置提高渣-钢间传质效果更好。     

底吹喷枪出口端生成蘑菇头热态试验研究

通过热态模拟试验,研究了复吹转炉底吹喷枪出口端生成蘑菇头的过程以及底吹喷枪温度、周围耐火材料内的温度与铁水温度、底吹气体流量之间的关系。当底吹喷枪出口端温度低于铁水凝固温度约60℃时,铁水才会在其上结瘤并生成蘑菇头而保护底吹喷枪,提出了控制蘑菇头生成、长大、熔化、消失的喷吹操作特性曲线。     

钢水炉外处理装置

据1990.No3 P33报道西伯利亚第二转炉车间钢水惰性气体(氩气或氮气)是在位于钢水罐车移动的轨道上方的两个三枪台架上进行(见图)。喷枪带有—8牌号的袖砖外套。喷枪头是两缝式的,这样能增加惰性气体流量,从而加大喷吹压力(P=0.4～0.9MPa)。为了减少当枪头烧损时从钢水罐内喷溅的的几率,在距喷口截面500～600毫米处,安装了缩孔板,其通道截面比喷枪头处大些。     

底吹转炉与顶吹喷枪的结合

据《特开昭》(58—61213)报道:在与炉底直径保持一定距离的位置上并列地安装数个底吹喷嘴,在底部喷嘴喷吹不到的位置用顶吹氧枪形成数个火点,从而提高搅拌效果。其结构是在炉底2直径距离一定的位置上并列地安装数个喷嘴3(如图),为了使多孔顶吹氧枪喷吹不到的部位上形成发火点,