单嘴精炼炉流场及五流速度的水模型研究

经用水模型实验证明，单嘴精炼炉内钢水循环流动良好，上升和下降流股之间的相互干扰不大，增大气体流量和单嘴内径可显著增大环流量，但单嘴内径对环流速度影响不大。单嘴出口处钢水下降速度约为０．４－０．５ｍ／ｓ，对３５ｔ的单嘴精炼则言，其钢水环流量约为４７－５３ｔ／ｍｉｎ。     

80 t单嘴真空精炼炉冶金功能的生产实验分析

对80t单嘴真空精炼炉的冶金功能进行了生产实验分析,结果表明,单嘴精炼炉具有脱氢、脱氮、脱碳、脱氧、脱硫、化学升温、去除钢中夹杂物和合金成分调整等冶金功能。利用80t单嘴精炼炉精炼钢水,实验合结钢中氢含量可达(0.9～1.2) ×10^-6、氧含量(9～12) ×10^-6,超低碳钢中碳含量为(10～20) ×10^-6、氮含量(29～37) ×10^-6、钢水中硫含量为(10～30) ×10^-6;单嘴精炼炉具有较好的化学升温效果、去除夹杂物效果同RH精炼炉相当;采用单嘴精炼炉进行20炉超低碳钢合金成分调整结果表明,合金收得率高,硅、锰、铝的收得率分别为93%～96%、93%～95%、64%～67%。     

单嘴精炼炉真空处理过程气泡行为及冶金效果研究

根据相似理论,以钢厂80 t单嘴精炼炉1:4的水模型模拟了单嘴精炼炉内气泡行为,分析了吹气流量(2～10 L/min)、吹气塞直径(15～30 mm)对气泡行为、混匀时间的影响。水模拟结果表明,随吹气流量增加,混匀时间减少,但吹气流量≥6 L/min,混匀时间没有显著变化;在相同吹气量下,吹气塞直径增加,混匀时间减少。实验研究基础上,在80 t单嘴精炼炉上进行了超低碳钢的生产试验,结果表明单嘴精炼炉在18 min脱碳时间内,钢中碳含量可降到10×10^-6;脱硫剂消耗4 kg/t的情况下,成品钢中S含量为(20～30)×10^-6,脱硫率平均达49%;吹氩强度平均为4 L/(t·min),是相同吨位RH的25%。     

单嘴精炼炉合金料加入方式及混匀特性水模型研究

根据相似理论,以80 t单嘴精炼炉1:4的水模型模拟,研究了单嘴精炼炉加合金料位置、吹气流量(2～10 L/min)、单嘴内液面高度(18.5～67.0 cm)、浸入深度(75～150 mm)、吹气位置等对混匀时间的影响。结果表明,在单嘴气体上升区对面加料混匀时间较短;吹气流量为6 L/min、浸入深度100～125 mm、单嘴内液面高度≥52 cm、在钢包底r/R=0.5位置吹气有利于混匀时间的缩短。     

单嘴精炼炉真空处理过程钢液流动行为模拟研究

根据相似理论,以国内某厂80t单嘴精炼炉1:4的水模型模拟了单嘴精炼炉吹气流量、吹气位置等工艺参数对混匀时间的影响.在水模型研究的基础上,通过数学模型仿真计算分析了不同吹气流量、吹气位置对单嘴精炼炉内流场的影响,数值计算结果与试验结果吻合较好.研究结果表明:吹气流量为6L/min、吹气位置γ/R为0.5范围内有利于缩短...     

单嘴精炼炉技术的开发与应用

单嘴精炼炉是由我国提出的一种新型真空钢水精炼设备。它具有结构简单、精炼效率高、真空冶炼喷溅少、生产成本低等优点,已经为越来越多的冶金工作者所认识。通过在工业性生产中冶炼轴承钢、超低碳钢和无取向硅钢等品种的实践表明：该炉型在深脱碳、脱硫、脱氧和夹杂物去除等方面表现出了很好的冶金特性,并取得了较为满意的精炼效果。采用物理模拟和数学模型相结合的办法,对单嘴精炼炉的主要操作参数：如吹气流量、吹气位置、浸渍管内径、浸渍管插入深度等工艺参数和流动特性均进行了详细和深入的摸索,所得出的研究结果对实际生产起到了重要的参考和指导作用。随着单嘴精炼炉技术研究的不断深入和完善,这种新型炉外精炼设备必将发挥其自身特点,逐步得到应用和推广。本文也介绍了由日本新日铁提出的REDA精炼炉,它的装备和原理与单嘴精炼炉有一定的相似性,已经被成功应用于超低碳钢及不锈钢的生产。     

80t多功能单嘴真空精炼炉脱硫冶金特性

为了开发多功能单嘴真空精炼炉的脱硫工艺,在80tRH基础上改造的80t多功能单嘴真空精炼炉进行了37炉次的冶炼超低碳超低硫钢种的脱硫试验。试验结果表明：多功能单嘴真空精炼炉具有较好的脱硫效果,最高脱硫率可达到81．2％,钢液中最低w（S）可降低至10×10^-6。研究了脱硫操作过程中脱硫剂、脱氧剂加入量及钢包渣厚对80...     

单嘴精炼炉轴承钢脱氧的动力学模型

在单嘴精炼炉工业性试验基础上，进一步从理论上寻求轴承钢脱氧过程一般规律，推导了单嘴精炼炉处理轴承钢脱氧模型，得出在现阶段工艺条件下，氧的传质速率常数为０．０９３８ｍｉｎ＾－＾１。     

转炉-LF精炼炉热态钢渣循环利用

通过对LF精炼炉热态钢渣循环利用的研究,认为热态钢渣综合利用后,脱硫率差别不大、精炼钢水的质量能够保证、减少了LF炉造渣料消耗、节省了电能和电极消耗。宣钢炼钢厂180 t转炉-LF精炼炉ER70S-6品种钢生产应用,LF精炼炉热态钢渣循环利用后,脱硫率降低2.07%、渣料消耗减少1 350kg、吨钢电耗降低7.53 kW.h,平均每炉回收余钢0.78 t,取得了较好效果。     

奥钢联的钢包精炼炉

奥钢联的钢包精炼炉采用三相交流电弧对钢包内的钢水进行加热,加热时,钢包可放在钢包车上或放在固定的钢包架上。该精炼炉适用于任何一种冶炼车间的平面布置及20～250t炉容的炉子,适     

Mathematical Simulation of Flow Field for Molten Steel in an 80–ton Single Snorkel Vacuum Refining Furnace

The three–dimensional flow field of molten steel in an 80–ton single snorkel vacuum refining furnace has been mathematically simulated to attain the optimal configuration and operation parameters, such as the bottom blowing Ar flow rate, the eccentric position of bottom blowing Ar port at ladle bottom, the single snorkel inner diameter, and the single snorkel immersion depth into molten steel. The mathematical simulation results show that a stable flow field of molten steel can be achieved in 70–second; meanwhile, the maximal circulation intensity of molten steel in the 80–ton single snorkel vacuum refining furnace can be found on a cross–section with y as 0 mm based on the middle of ladle bottom as circular point of the Cartesian space coordinate under the condition of injecting Ar gas on x coordinate considering the asymmetry of flow field for molten steel in the single snorkel vacuum refining furnace. The recommended parameters of the 80–ton single snorkel vacuum refining furnace with ideal circulation intensity as 970.1 kg/s are the bottom blowing Ar flow rate as 450–500 Nl/min, the eccentric position of bottom blowing Ar port as 250 mm, the single snorkel inner diameter as 1000 mm, and the single snorkel immersion depth as 500 mm.     

REDA精炼过程钢液流场及循环流量的数值模拟

基于欧拉多相流模型建立REDA精炼过程钢液流动行为的数学模型,并借助计算流体力学软件PHOE- NICS对钢液流动过程进行仿真模拟,重点分析了底吹喷嘴位置、吹氩流量、浸渍管插入深度及浸渍管内径等工艺 参数对REDA精炼过程流场及循环流量的影响。数值模拟结果表明:对于300 t REDA精炼装置底吹喷嘴位置取 1/2 R处为宜,浸渍管插入深度对循环流量影响不显著,扩大浸渍管内径可显著提高钢水循环流量,吹氩流量为1 200 L/min时,钢液循环流量约可达到210 t/min     

100 t单咀真空精炼炉底吹位置的优化

结合钢厂100 t单咀真空精炼炉相关参数,运用数值模拟的方法对脱气时单咀炉内的钢液流场进行了仿真计算,分析单咀炉内钢液流动的基本特征,研究了距底部圆心0.1～0.424 m吹气位置对钢液流场、钢液循环流量和混匀时间的影响。结果表明,原吹氩位置(距底部中心0.424 m),大部分氩气没有进入浸渍管,为避免氩气逸出,吹气孔距圆心应≤0.3 m;随吹气位置至圆心距离增大,钢水混匀时间减小,综合考虑钢液脱气效果和浸渍管寿命,最佳吹气位置应为距底部中心0.25～0.3 m处。     

RH真空精炼过程循环流量的水模型研究

建立了钢厂250 t RH真空精炼装置1/4的水模型,研究浸渍管内径(520～750 mm)、驱动气体流量(1 000～3 000 L/min)、浸渍管浸入深度(525～800 mm)和真空室压力(0～25 kPa)等参数对RH循环流量的影响。结果表明,随驱动气体流量、浸渍管浸入深度增加、浸渍管内径增大以及真空室压力减少,RH钢水循环流量增加;为获得较大流量,浸渍管浸入深度应≥560 mm,真空室液面高度应≥200 mm。得出循环流量的回归方程,通过对钢厂250 t RH设备工艺参数作相应调整后,RH装置的生产效率明显提高。     

单嘴浸渍管RH和弓形浸渍管RH的应用效果

敬业钢铁有限公司现场试验了单嘴浸渍管结构RH炉和弓形浸渍管结构RH炉真空精炼超低碳钢的应用效果,记录两种RH炉提升气体流量和真空度的变化,多次取样检测钢液中w([C])和w([Mn]),分析对比两种RH炉的脱碳效果和混匀时间。结果显示,在真空处理6 min内,两种RH炉的真空度都可降至100 Pa以下,10 min后稳定在50 Pa左右;在真空处理20 min内,前者钢中w([C])基本脱至0.001 0%~0.001 5%,而后者钢中w([C])可以脱至0.000 5%左右,后者的脱碳速率也明显快于前者;前者和后者的混匀时间分别在3和1 min左右。结果表明,后者的冶炼效果明显优于前者,弓形浸渍管比单嘴浸渍管更适用于小吨位RH真空精炼炉。     

单管RH精炼过程钢液流场的水模型实验

采用物理模拟方法对单管 RH 真空精炼过程流场的循环流动、混合特性等进行了研究,建立与 RH 真空精炼装置原型相似比为1∶5的水模型,研究了不同工艺参数对单管 RH 装置内钢液循环流动的影响。对比实验测量数据发现,增大吹氩量和浸渍管插入深度以及浸渍管有效横截面有利于提高循环流量,减小均混时间;在相同的实验条件下,椭圆形浸渍管 RH 比传统浸渍管 RH 的循环流量要大15％以上,单管 RH 的均混时间比传统RH 可以缩短20％;单管 RH 钢包底部吹氩位置位于距钢包中心0.4R(R 是钢包半径)处时,均混时间最短。