120 t转炉旋流氧枪的射流搅拌特性

 熔池流动状态及反应速度是实现转炉高效冶炼的关键,主要取决于氧气射流与熔池的相互作用及底吹搅拌强度。建立了120 t转炉旋流氧枪的三维全尺寸几何模型,利用数值模拟研究了不同旋流角旋流氧枪的射流特性,并对比分析了其对转炉熔池的冲击搅拌效果。结果表明,随着旋流角的增大,氧气流股的射流核心区长度不断减小,射流中心距氧枪轴线距离增大,氧枪射流交汇点距喷孔出口距离不断增大,射流聚合现象被抑制;当旋流角由0°增加至15°时,氧气射流的冲击深度减小了40%,冲击半径增加了13%;熔池纵截面上的高速区域分布在冲击凹坑附近,横截面上的高速区域分布在冲击凹坑及相邻凹坑连接处延长线外部区域。     

基于环境温度的转炉旋流氧枪射流分析

为探究旋流氧枪自由射流特性,建立了0°、6°、12°和18°旋流氧枪自由射流几何模型,分析了不同旋流氧枪炼钢温度下的旋流特性、射流速度和动压分布。发现与0°旋流氧枪相比,6°、12°和18°旋流氧枪射流速度和动压衰减较快,且旋流角越大,射流衰减越快。而6°旋流氧枪与12°和18°旋流氧枪相比,射流速度和动压衰减较慢,在保证合适冲击深度和冲击面积的同时,使熔池产生一定的旋转运动。基于此,建立了6°旋流氧枪和转炉气-渣-金多相流几何模型,分析了环境温度变化对6°旋流氧枪冲击特性和熔池速度分布的影响,发现环境温度从300 K升高到1 873 K,冲击半径从1.25 m增至1.78 m,而冲击深度仅从0.119 m增至0.132 m。环境温度升高,钢液面处高速区面积增大,死区和低速区面积减小;在熔池较浅处,环境温度升高,熔池死区面积减小,高速区面积增大,以熔池深度0.3 m为例,环境温度从300 K升高到1 873 K,死区面积由0.41 m²减小至0.17 m²,高速区面积由9.35 m²增至9.76 m²     

氧枪射流检测与特性分析

介绍了氧枪超音速射流流场的检测系统.实现了流场数据的实时采集、传输和存储,有效地解决了超音速射流流场检测系统中的数据传输和存储等问题,其各项性能指标均达到了设计要求.该氧枪检测系统不仅能实现高速的数据采集,而且还能绘制氧枪喷头的实际检测速度场和压力场,建立氧气射流特性的图谱集,给出不同环境参数下的最佳射流.     

五孔氧枪在本钢炼钢厂的研究与应用

本钢炼钢厂现有120t转炉3座，由于公称容量的限制，在5孔枪的喷头设计上提出了较高要求。5孔氧枪化渣效果的好坏对降低钢铁料消耗及缩短冶炼周期影响重大，所以对5孔氧枪的研究及实际应用是目前亟待解决的课题。     

集束氧枪射流特性对转炉炼钢过程的影响

从宝钢现有转炉氧气喷枪的技术参数计算了多孔集束流的速度衰减规律并分析其喷射特性，表明集束流对熔池产生极大的冲击深度和反应接触面积，达到比常规自由射流更好的脱碳条件和化渣效果。     

转炉用单流产双流氧枪的冶金效果

探讨了单流道双流氧枪在１５ｔ转炉上冶金效果。结果表明，单流道双流氧枪具有起渣早，化渣快，脱磷脱硫率高，尤其是气化脱硫率由原工艺的８．８％提高到１５．１３％等优点，同时还具有防返干和喷溅作用。     

聚合射流氧枪技术的特点及其应用

介绍了聚合射流氧枪技术的特点及其在电炉和转炉上的应用现状，对今后该技术在国内如何发展进行了分析。     

曲面二氧化碳氧枪喷管射流特性研究

钢铁行业作为能源密集型产业,具有流程长、产量高、能耗大的特点,已经成为我国节能减碳的重点对象。目前企业较多采取的减碳措施是能效优化与工艺改进,可在一定程度上缓解碳排压力。利用二氧化碳的高温氧化性可将其用作转炉氧化剂,既可为炼钢工序提供减碳新途径,又能促进脱磷脱氮,提高煤气产量,一举两得。本文通过维托辛斯基曲线和基于特征线法的索尔法设计了二氧化碳氧枪曲面喷头,使用GAMBIT软件绘制网格,并用Ansys Fluent软件对曲面单孔喷头和常规单孔喷头射流进行模拟分析。研究发现曲面喷管相比于锥形喷管,喷管内部气流过度平滑稳定,无波系结构产生,出口总压与入口总压的比值增加1.258%,能量利用效率提高,射流速度衰减减缓,核心区长度增加0.04m,射流动压力也有所增高。本研究可为CO₂在转炉炼钢顶吹中的利用提供指导。     

电弧炉炼钢集束射流氧枪的射流特征

对电弧炉炼钢用集束射流氧枪的射流特性进行了冷态和热态试验。50tUHP EAF的工业试验表明，使用集束射流氧枪可降低电耗20kWh/t，降低氧耗15％,提高生产作业率5％，降低吨钢成本10元。     

鞍钢一炼钢90t转炉氧枪喷头射流特性研究

氧枪射流流股特性直接影响转炉冶炼效果 ,针对鞍钢一炼钢 90 t转炉四孔拉瓦尔管氧枪喷头 ,进行实验室冷态实验测试 ,研究氧枪射流特性。     

凝聚射流氧枪及其在炼钢生产中的应用

介绍了一种应用于炼钢生产的新型氧枪一凝聚射流氧枪，讨论了这种氧枪的射流特性和这种射流对钢水的作用特点以及在炼钢生产中的应用效果。     

φ168旋流氧枪喷头在转炉炼钢中的应用

介绍了１６８旋流氧枪喷头的设计特点及其在酒钢３０～５０ｔ氧气顶吹转炉炼钢中的的试用效果，并与现行的１５９喷头进行了比较。     

150 t转炉五孔氧枪射流特性数值模拟研究

以某钢厂150 t转炉为研究对象,建立了三维数学模型,利用数值模拟方法研究了不同喷孔倾角、喉口直径以及马赫数对五孔氧枪射流特性的影响规律。结果表明：随五孔氧枪喷孔倾角的增加,射流核心段轴向长度减小,氧枪头下方负压区增大,射流向下偏移量减小,到达冶炼枪位时射流速度减小且射流面积增大;随五孔氧枪喉口直径的增大,射流核心段轴向长度增大,到达冶炼枪位时射流速度、射流面积均增大,冶炼枪位时喉口直径41.1 mm的射流速度分别是喉口直径39.9、38.7、37.5 mm的1.01、1.05、1.07倍;随五孔氧枪马赫数的增加,射流核心段轴向长度略微增加,到达冶炼枪位时射流面积稍有减小,但均变化不大。     

聚合射流氧枪射流特性的实验研究

利用带有中心主孔的Laval喷管和16个副孔的聚合射流氧枪喷头的氧枪射流检测系统研究氧枪射流中心速度的衰减规律,测试常温氦气代替高温燃烧的保护气体作为伴流而产生的聚合射流,以及高温以主孔通空气,两副孔分别通入氧气和丙烷来产生保护气体模拟的聚合射流。结果表明,聚合射流特性优于传统射流特性,常温下随氦气入口压力增加,中心射流的轴向衰减变缓,获得比传统超音速射流更长的超声速区域;高温下通过调节燃气和氧气流量可改变环状火焰长度,同时可以根据生产实际情况变化主射流长度,满足冶炼工艺要求。     

燃气伴随射流在凝聚射流氧枪工作中的性状分析

讨论了凝聚射流氧枪的燃气伴随流的流动状态及燃烧特性.     

120 t转炉用双马赫数氧枪喷头射流特性研究

针对转炉吹炼过程中传统氧枪寿命短、喷溅黏枪烧枪、吹炼时间长等问题,设计了一款双马赫数氧枪,在传统氧枪喷头上增设中心孔。利用数值仿真建立数学模型,分析不同马赫数的超音速射流特性。结果表明,设计的3种方案中,当中心孔马赫数为1.98、外围孔马赫数为2.08时,可以获得更好的吹炼效果。双马赫数氧枪较传统氧枪在有效冲击面积上更具优势,中心孔可以抵消传统周边5孔布置引起的枪下负压区,从而减少黏枪概率,双马赫数氧枪在提高喷头寿命和增强吹炼的稳定性方面具有优势。     

聚合射流氧枪射流特性的数值模拟及应用

利用Fluent软件对电炉炼钢中两种常用氧枪,聚合射流氧枪和普通超音速氧枪进行了射流特性的数值模拟,分析了保护气位置、射流角度及压强对聚合射流氧枪射流特性的影响,并在天津钢铁集团公司110t电炉进行了生产实践。结果表明,使用聚合射流氧枪后电炉冶炼效果改善,平均冶炼周期缩短10～15min,各项消耗指标改善。