钢包双孔对称交替底吹气混匀行为的物理模拟

混匀是衡量钢包底吹氩精炼冶金效果的重要指标,优化底吹氩工艺来促进混匀是钢包精炼研究的核心内容。首次提出采用双孔对称交替底吹气的方式来增强搅拌、促进混匀,采用几何相似比为1∶4的水模型,模拟现场吹气量为300L/min,对150t钢包交替吹气位置0.1R~0.5R、交替吹气时间0~15s进行研究。结果表明,随着交替吹气时间的增加,混匀时间先增加后减少;随着底吹气孔与钢包中心距离的增大,混匀时间先减少后增加;底吹气孔与钢包中心的距离为0.3R时,混匀时间最短;交替时间为15s时,混匀时间最短,比不交替吹气缩短5.5%。     

吹N2辅助扒除铁水脱硫渣工艺的水模型研究

采用铁水罐喷镁脱硫综合效果很好,但因喷吹后脱硫渣难以清理干净,进入转炉后,会导致回硫严重和给生产低硫钢带来困难.通过对铁水罐吹气除渣工艺进行水力学模型实验研究,确定了合理的铁水罐吹气除渣工艺参数,生产实践显示该工艺可获得良好的除渣效果.     

CaO-Mg复合喷吹脱硫镁粉利用率分析

为了提高复合喷吹脱硫镁粉利用率,分析了鞍钢鲅鱼圈脱硫工艺各种因素对镁粉利用率的影响,指出喷枪距罐底深度在350 mm,铁水温度为1 310~1 340℃,镁颗粒直径在0.5~1.0 mm范围时,镁粉利用率最高。     

320t鱼雷罐脱硫工艺铁水回硫因素控制

为改善转入炉铁水回硫现状，结合320t鱼雷罐铁水脱硫生产工艺，就鱼雷罐铁水温度，鱼雷罐二次出铁，鱼雷罐内口粘渣，铁水装入量，脱硫喷吹时间，脱硫后铁水等待时间等相关因素进行系统全面分析，提出合理的控制措施，旨在不断完善脱硫工艺操作参数，减轻转炉的冶炼压力。     

鱼雷罐加废钢对铁水渣及铁水脱硫的影响

为解决鱼雷罐加废钢后镁基复合喷吹脱硫工艺终点硫含量异常偏高时有发生的问题,对异常炉次脱硫前的铁水渣进行了观察并取样分析,结果表明,铁水渣为油渣,其成分完全不同于高炉渣,碱度不超过0.3,w(CaO)/w(Al_2O_3)0.85,属于带有一定氧化性的酸性渣。随铁水渣碱度大幅降低,渣中SiO_2活度显著增加、脱硫产物的饱和溶解度降低,促进了Mg与Si的反应,抑制了脱硫反应,从而导致终点硫含量大幅增加,镁粉利用率显著降低。鱼雷罐加废钢改变了铁水渣成分,是频繁形成油渣的根本原因,通过采取减少鱼雷罐中氧化铁带入量和油渣炉次"前扒渣+后扒渣"两大措施,油渣发生率由40%降至15.6%,油渣炉次的镁粉利用率恢复至43.8%。     

CAS-OB钢包底吹排渣效果的实验研究

在CAS－OB工艺中,下罩前底吹排渣面积直接影响钢水处理的可靠性,作采用水力学模型实验对300t钢包底吹排渣效果进行了研究,主要考察了底吹气体流量和顶渣层厚度对排渣效果的影响,同时测试了底吹位置对排渣直径的影响程度,结果表明：底吹气体流量和渣量对排渣效果有显影响。     

不同铁水脱硫工艺方法的应用效果

介绍了武钢在提高铁水脱硫预处理能力过程中的基本情况及对KR机械搅拌法、鱼雷罐喷吹法、铁水罐喷吹法处理工艺的优化和降低生产成本等方面达到的效果,介绍了这几种工艺方法使用CaO、CaC2、CaO Mg粒、纯Mg粒等不同脱硫剂及新型脱硫剂试验的情况,分析了各种方法的优缺点。机械搅拌法动力学条件好,较容易实现深脱硫;鱼雷罐喷吹适用于大批量的铁水预处理;纯镁铁水脱硫工艺脱硫剂单耗低,喷吹过程平稳。     

VOD精炼过程的水模型实验

通过相当于太钢75 t椭圆形钢包容量1/9的水模型,采用N2模拟底吹氩和顶吹氧试验,研究了VOD底吹位置和吹气量对钢液混匀时间的影响。试验结果表明,模型合理吹气量为1.1~1.3 m³/h,相当于75t钢水VOD处理的吹气量350~460 L/min;单底吹砖位置越靠近钢包中心,混匀时间越短;用双底吹砖或三底吹砖吹气时,混匀时间明显缩短,但存在最佳底砖分布位置。顶底复吹时,为取得较好的效果,亦存在顶吹-底吹气量的最佳配合及相应的有利位置。     

CaO在镁基铁水炉外脱硫工艺中的作用

在镁基铁水炉外脱硫工艺中,单喷镁粉时镁的利用率较低,特别是脱硫目标值较低时,Mg的溶解损失较大,且扒渣比较困难。文中主要分析了CaO在镁基铁水炉外脱硫工艺中的作用,采用CaO-Mg复合喷吹工艺,特别是在铁水目标硫含量较低时,可以减少铁水脱硫所需的镁粉量,降低运行成本。铁水脱硫过程中加入CaO,还有利于改善脱硫粉剂的喷吹效果,并利于扒渣。在CaO-Mg复合喷吹法铁水脱硫工艺中,应根据不同反应阶段的特点,改变CaO和镁粉的喷吹速率。     

CaO在镁基铁水炉外脱硫工艺中的作用

在镁基铁水炉外脱硫工艺中,单喷镁粉时镁的利用率较低,特别是脱硫目标值较低时,Mg的溶解损失较大,且扒渣比较困难。根据对CaO在镁基铁水炉外脱硫工艺中作用的分析,采用CaO-Mg复合喷吹工艺,特别是铁水目标硫含量较低时,可以减少铁水脱硫所需的镁粉量,降低运行成本。铁水脱硫过程中加入CaO,还有利于改善脱硫粉剂的喷吹效果,并利于扒渣。在CaO-Mg复合喷吹法铁水脱硫工艺中,应根据不同反应阶段的特点,改变CaO和镁粉的喷吹速率。     

四流中间包气幕挡墙水模拟研究

采用不同参数的多孔透气砖进行了25 t四流中间包的底部吹气水模拟实验,结合RTD曲线和标准差分析,研究透气砖面积(210～105 mm×56～28 mm) 、4种吹气位置和吹气量(60～120 L/h)对中间包液体流动特性的影响,并与不吹气的情况进行了对比。结果表明,中间包吹气能改善液体的流动特性,均衡其在不同水口间的停留时间,并能延长峰值时间和降低死区体积。透气砖靠近挡墙,采用小气量和小面积更有利于改善现有中间包流场。     

透气砖布置和吹氩流量对钢包内钢液流动行为的影响

针对攀钢200t钢包,采用物理模拟与数值模拟相结合的方式,研究了透气砖布置方式和吹氩流量对钢液流动行为的影响规律。结果表明,当两透气砖呈120°布置在距包底中心0.62R(R为包底半径)处时,钢液的平均流速和平均湍动能大,"死区"范围小,混匀时间短,是合理的透气砖布置方式,其临界吹氩流量为27m3/h;与单透气砖相比,双透气砖喷吹的能量利用率高,"死区"范围小,单透气砖的吹氩流量需控制到45m3/h才能达到与双透气砖吹氩流量为27m3/h时相同的搅拌效果。实践证明,研究得到的透气砖布置方式和吹氩流量能保证熔池的搅拌效果,使转炉钢水经吹氩处理后,钢包不同位置温差小于10℃,Δw[C],Δw[Si],Δw[Mn]小于0.03%;在一定的软吹氩流量条件下,吹氩时间大于等于8min,可以使钢中wT[O]小于25×10-6。研究表明,用离散相模型对钢包底吹氩过程进行数值模拟,可以得到与物理模拟试验和生产实践较为吻合的结果。     

转炉底吹氮氩切换对氮质量分数影响

为了研究转炉底吹气体对钢水终点氮质量分数影响,研究了迁钢210 t顶底复吹转炉底吹模式对转炉终点氮质量分数的影响,并基于钢液脱氮和吸氮理论对试验结果进行了分析。应用实践结果表明,随着铁水碳质量分数增加以及终点氧质量分数降低,终点氮质量分数逐渐降低;在铁水条件、副原料、转炉终点、底吹流量以及过程操作一致条件下,随着氮氩切换时间节点延长,钢液增氮量逐渐增加。当切换时间节点为吹氧比56%以内,底吹氮氩切换对终点钢水氮质量分数影响较小,当切换时间节点为吹氧比高于56%时,终点钢水氮质量分数增幅较大。     

VD真空精炼脱氢和脱氮过程的三维数值模拟

基于质量、动量守恒计算了真空脱气装置内流场,并结合反应热力学和动力学理论建立了真空精炼过程中脱氢、脱氮与流场耦合的三维数学模型,研究了不同工艺参数对VD脱氢和脱氮过程的影响。结果表明:钢包内流场对脱气过程中氢和氮浓度空间分布具有明显影响;脱氢和脱氮速率随底吹气量的增加而增大,终点氢和氮浓度随底吹气量的增加而减小;在实际生产中,应在避免发生卷渣的前提下合理选择吹气量;不同底吹方式对脱氢和脱氮过程影响明显,其中偏心底吹效果优于中心底吹,双底吹效果最好。     

60 t LF钢包底吹氩行为的物理模拟

基于相似原理和莱钢60 t LF钢包,建立了一套水模拟试验装置,水模型和钢包原型的几何相似比例为1∶4,用该装置进行了钢包底吹氩行为的物理模拟研究.结果表明,底吹气体流量越大,混匀时间越短;吹气流量对混匀时间的影响程度远远大于透气砖位置的影响.60 t钢包适宜采用单透气砖,其硬吹气体流量应>0.133 m3/h,软吹气体流量应<0.02 m3/h.     

130 t单嘴精炼炉真空室内覆盖脱硫渣的钢液流场数值模拟

用Fluent软件和VOF模型模拟了130 t单嘴精炼炉内覆盖脱硫渣时钢包底吹氩流量(150～450L/min)和吹氩位置(中心至3/4浸渍管半径)对钢渣界面平均速度的影响。结果表明,吹气位置为1/2浸渍管半径(R)处最合理,钢渣界面平均速度随吹气流量的增加而增加,当流量一定时吹气位置为1/2R时界面平均速度最大;吹气位置﹥1/2R时才会对界面上渣相体积分数变化有显著影响。     

RH精炼底吹工艺优化的物理模拟

为了提高RH精炼效率,缩短精炼时间。以某钢厂150 t RH真空精炼装置为原型,建立相似比为1∶4的水模型,研究底吹孔个数与底吹流量的影响。结果表明,实施底吹工艺后,RH循环流量和混匀时间相较无底吹时都有明显改善。相同底吹流量情况下,单孔底吹对循环流量提升效果明显优于双孔底吹工况,如当底吹流量为90 L/min时,单孔底吹工况相较于无底吹工况循环流量增加34%,而双孔底吹工况只增加13%。底吹流量小于90 L/min时,单孔底吹和双孔底吹工况下混匀时间相差不大。底吹流量大于90 L/min时,双孔底吹工况下混匀时间反而有所增加。建议生产现场采用单孔底吹工艺,如采用双孔底吹工艺时,底吹流量应小于90 L/min。     

Cold Simulation of Oxygen Transfer Rate in BOF

 By measuring the mass transfer coefficient of between water and oil, the oxygen transfer rate of bath in the BOF smelting process is researched, and the influence of top and bottom blowing gas flow rate on the mechanism of mass transfer between metal and slag is discussed. The results show that when the bottom blowing gas flow rate increases on the conditions of top blowing, the mass transfer rate evidently increases, and the influence ratio of top blowing on the mass transfer is 10 percent of bottom blowing; The relation among top gas flow rate, bottom gas flow rate and lance height are established by the stirring power density. The equation between the mass transfer coefficient between metal and slag is formed, which furnishes reference for optimizing process parameters of BOF. The relation between the emulsification ratio between water and oil and the bottom blowing gas flow rate on the condition of top and bottom blowing is obtained. The result shows that with the increase of the bottom blowing gas flow rate the emulsification ratio increases in linearity, which increases the mass transfer rate of benzoic acid between water and oil.     

优化炼钢模型控制超低碳钢转炉冶炼终点

超低碳钢终点氧含量直接关系到后续工艺处理及最终产品质量。包钢金属制造公司对转炉冶炼过程底吹、副枪模型系统计算参数进行了优化,提高了冶炼过程底吹供气强度,加强底吹对熔池搅拌,同时针对超低碳钢制定了底吹供气模式。结果表明,采取以上工艺,能够降低终点氧含量,提高超低碳钢终点碳含量、温度、氧含量命中率,为后续工序提供较好的钢水条件。     

气幕挡墙对中间包内钢液流场影响的数值模拟

根据实际中间包的操作工艺参数,采用欧拉-欧拉两流体模型,用数值模拟法模拟计算了中间包底吹对钢液流动的影响.结果表明,底吹改变了中间包内钢液的流动状态,在气幕挡墙的两侧分别形成了方向相反的回流区.底吹气体流量对钢液流动状态、气泡分布影响显著,底吹气体流量太大或太小都不利于改善钢液的流动状态.