新型旋流氧枪喷头在120 t转炉中的应用与实践

莱钢集团银山型钢炼钢厂针对旋流氧枪喷头的设计、应用,通过"实验室试验+工业试验"相结合的方式,经过3年的不懈努力,解决了制约旋流氧枪喷头推广的一系列问题,形成一套完整的解决旋流氧枪喷头推广应用技术难题的关键集成技术,包括旋流氧枪喷头参数设计流程、旋流角度选择标准、气体模拟试验数据分析方法、旋流氧枪喷头参数优化途径、旋流氧枪喷头自动炼钢控制模型、溅渣优化模式等。通过制定了一套科学、完整、严谨的使用规范,使旋流氧枪喷头在120、150 t转炉上得到推广应用,吹炼起渣时间较正常枪头提前30～40 s,整体吹炼时间可缩短40～60 s,转炉消耗明显降低,平均枪龄达到300炉以上,炉龄5 300炉时底吹透气效果依然较好,进一步验证了旋流氧枪喷头良好的化渣效果、溅渣效果,具有良好的推广前景。     

转炉冶炼中磷铁水动力学条件的优化

上海梅山钢铁股份有限公司炼钢厂对影响转炉动力学条件的氧枪喷头参数和影响底吹寿命的溅渣工艺、底吹流量参数进行了优化,实现了顶底复吹同步,促进了熔池内的化学反应速度的提高,转炉终点碳氧积稳定控制在0.003 0以下,转炉的各项指标也有较好的提升。     

旋流氧枪头对转炉溅渣护炉效果的影响

采用冷态模拟实验，比较酒钢５０ｔ转炉使用普通氧枪喷头与旋流氧枪喷头的溅渣护炉效果，结果在气体流量为４７．６Ｎｍ＾３／ｈ（相当于现场流量１３００Ｎｍ＾３／ｈ），渣量为１２％，枪位为２４７ｍｍ（相当于现场枪位１９００ｍｍ），使用旋流喷头溅到炉衬表面的溅渣密度约是普通喷头的２倍；考察到在实际的溅渣过程是非等温过程，对冷态实施得出的最佳溅枪位应该予以修正，修正系数为０．８５－０．９５，本实验取０．９。     

转炉冶炼低碳钢炉衬侵蚀及溅渣冷态模拟和应用

利用冷态模拟方法研究了转炉冶炼低碳钢时炉衬的侵蚀规律和溅渣时转炉熔池部位的合理留渣量和溅渣枪位。试验结果表明:熔池部分的冲刷侵蚀最严重;随着枪位的升高,熔池部分侵蚀变得严重,熔池以上部分的侵蚀深度却减弱,炉底部分侵蚀基本不变。首钢迁安钢铁有限责任公司210 t转炉溅渣时熔池部位的合理留渣量为10 t,溅渣枪位为1.35 m。优化后,转炉炉龄从5 500炉提高到8 000炉。     

三孔旋流氧枪射流特性及其冶金效果实践

介绍了安钢第一炼钢厂对氧枪喷头改造后的三孔旋流氧枪喷头与原喷头通过流股最大速度衰减试验及射流对熔池的作用进行测试，以及实用冶金效果等方面进行的对比分析。改造后的三孔旋流氧枪喷头在冶炼中化渣效果好，提高了供氧强度，并缩短了纯供氧时间和冶炼周期，并且可明显延长氧枪使用寿命，达到了增加废钢比和生产率的目的。     

旋流氧枪在提钒转炉上的应用

通过水模拟试验,研究了旋流氧枪对熔池的搅拌效果,发现采用10°旋流氧枪喷吹时混匀时间最短,仅为47.6s,因此,对熔池搅拌的效果最佳。在此基础上,采用10°旋流氧枪在现场150t提钒转炉上进行吹炼提钒。研究发现:采用旋流氧枪可保证提钒转炉冶炼过程的正常进行,半钢钒的质量分数比常规氧枪冶炼时降低17.8%,转炉提钒率提高5.1%,钒渣V2O5品位提高0.93%,减少了铁损,为提高提钒转炉钒资源回收率提供了新技术。     

八钢120t转炉氧枪高效吹炼工艺实践

文章介绍了八钢第二炼钢厂对标国内先进钢铁厂,为了提升炼钢转炉吹炼效率,对120t转炉原氧枪喷头的马赫数、喉口、夹角进行的优化。氧枪优化后提升了供氧强度,吹氧时间缩短50~60秒;同时溅渣效果、冶炼枪位、终渣TFe、氧耗等综合指标均有明显改善。     

提钒用旋流氧枪喷头的数值模拟

利用Fluent软件模拟旋流氧枪的气体射流和提钒转炉内部的钢液流速,研究常规氧枪以及旋流角分别为5°、8°、10°和13°的旋流氧枪对熔池的搅拌效果和冲击特性.研究发现旋流氧枪射流分布相对分散,流股之间干扰少.增加熔池冲击面积,熔池内部等速线所包围的面积变大.10°旋流氧枪喷头喷吹时,等速线所包围面积最大,其面积约为熔池纵切面面积的75%,钢液的流动速度最大,有利于促进转炉提钒过程钒元素的扩散,从而提高提钒效率.      

转炉溅渣护炉技术(一)

优化转炉溅渣护炉的主要工艺参数，采用合适的氧枪喷头结构，有利于提高溅渣护炉综合水平。氧枪喷孔夹角和炉底上供气元件布置位置的综合因素对溅渣护炉的一定影响。     

炼钢氧枪系统的改造及应用

炼钢厂转炉扩容后对氧枪系统进行了改造,重新设计了氧枪尺寸及喷头,改造了氧枪输送管路与控制系统,优化了各项工艺参数。氧枪改造后,提高了供氧强度,缩短了冶炼周期,溅渣效果良好,增加了经济效益。     

大型转炉高供氧强度吹炼的水模实验

为使大型转炉的生产率达到国际先进水平,在300~350t大型氧气转炉上实现4.0~5.0m3/(t·min)的高供氧强度吹炼,设计了新的大流量氧枪喷头,并在1∶10的有机玻璃模型上进行氧射流与熔池作用的水模实验。水模实验大流量氧枪喷头的主要参数为:喷头孔数6~8个,采用双角度交错布置,喷孔倾角10°~17°,喷孔出口马赫数2.0~2.2。同时测定了枪位高度为1.8~2.6m时的熔池喷溅率、混匀时间和穿透深度。研究结果表明,大流量新喷头的喷溅量和射流对熔池的穿透深度都在转炉正常吹炼范围内,熔池混匀时间平均缩短6s,泡沫渣可将喷溅率降低50%。大流量新喷头良好的吹炼性能为大型转炉高供氧强度吹炼的氧枪喷头设计提供了可靠的数据。     

宝钢300t转炉溅渣护炉工艺研究

介绍了宝钢３００ｔ转炉溅渣护炉工艺研究中所进行的水模试验、炉渣成分选择、溅渣用氧枪喷头设计、喷吹参数控制等方面的工作，以及所取得的成果。宝钢转炉炉龄已达到１４００１炉。     

宝钢300 t转炉溅渣护炉工艺研究

介绍了宝钢３００ｔ转炉溅渣护炉工艺研究中所进行的水模试验、炉渣成分选择、溅渣用氧枪喷头设计、喷吹参数控制等方面的工作，以及所取得的成果。宝钢转炉炉龄已达到１４００１炉。     

氧气转炉锻压组合式氧枪喷头的研制与应用

锻压组合式氧枪喷头是转炉炼钢用氧的先进装备 ,首钢自行研制的该型喷头在首钢第二炼钢厂2 1 0 t转炉上应用 ,在溅渣护炉工艺条件下 ,取得了化渣好、喷溅小、使用寿命长的良好效果     

吹炼/溅渣两用喷枪的模型研究与设计

在深入现场调查和理论研究的基础上,本着先保证炼钢,再满足溅渣条件要求的原则,通过计算和模型试验,设计出适合于小型转炉的吹炼／溅渣两用氧枪喷头。确定的氧枪喷头参数：倾角为１１°,小孔分散度为１．１。     

120吨转炉氧枪喷头工艺参数优化

针对三钢集团公司120t转炉冶炼过程喷溅、返干及倒炉渣化不好的问题,对氧枪喷头参数进行优化改进,改进后氧枪喷头,使用效果良好,炉渣化渣效果提高,各项技术指标得到有效改善,枪龄得到提高。     

150 t复吹提钒转炉氧枪优化模拟

利用数值模拟方法，分析了优化前后4种顶吹氧枪喷吹条件下熔池流动特性，并采用全六面体网格等尺寸建模，结合VOF多相流算法追踪熔池“气-渣-金”三相流过程，将模拟结果进行对比分析，确定适用于承德钒钛150 t提钒转炉的氧枪结构参数。优化后氧枪对转炉熔池冲击搅拌效果明显优于原氧枪，但优化后氧枪加速了转炉底部的侵蚀程度。工业试验结果表明，在保证现有提钒效果不变的前提下，转炉平均供氧时间缩短40 s,氧枪寿命提高35炉次，可有效提高转炉冶炼动力学条件。     

氧气转炉锻压组合式氧抢喷头的研制与应用

锻压组合式氧枪喷头是世界上转炉炼钢用氧的先进技术，首钢自行研制的该型喷头在首钢第二炼钢厂２１０ｔ转炉上应用，在溅渣护炉工艺条件下，取得了化渣好、喷溅小、使用寿命长的良好效果。     

200t半钢炼钢转炉提高供氧强度的工艺实践

为缩短冶炼时间,提高转炉冶金效果,攀钢集团西昌钢钒有限公司炼钢厂在现用氧枪喷头参数不变的情况下,通过对喷头氧气射流与熔池的相互作用关系的研究以及对冶炼工艺制度的优化,将转炉供氧强度由3.0m3/(t·min)提高到3.6m3/(t·min),并取得了良好的冶金效果。试验结果表明,提高供氧强度后,纯吹氧时间平均缩短1.7 min,初期渣形成时间缩短0.8 min;吨钢氧耗降低2.2 m3,终渣TFe质量分数平均降低1.49%;在辅料消耗降低的同时,脱磷率平均提高1.8%。     

顶吹转炉溅渣工艺水力学模型的研究

采用水力学模型试验方法研究了中、小型转炉溅渣工艺参数对炉衬各部位溅渣量的影响。结果表明：炉衬不同高度溅渣量很不均匀，氧枪高度，初始熔池深度和氮气流量对炉衬各部位所获得的溅渣最有显影响。