电弧炉底吹系统的生产工艺及冶金效果

新良特钢公司与北京科技大学合作进行了电弧炉底吹技术的开发,设计开发了电弧炉底吹系统,其中对电弧炉底吹位置、底吹气体流量,N、Ar切换工艺,底吹与炉壁枪的配合等进行了研究,确定了电弧炉底吹工艺操作.经过现场实践证明,使用电弧炉底吹技术,钢水温度均匀,钢水成分均匀,渣中FeO含量降低,冶炼时间缩短;耐火材料寿命提高;电弧炉...     

复吹转炉模型实验中非等温问题的模化研究

针对转炉顶吹氧枪或底吹喷枪喷出的气体,从常温状态迅速升温达到炉内高温状态时,体积急剧膨胀的实际生产情况,设计制作了非等温矫形模化实验模型,实验研究复吹转炉熔池内的流动与搅拌混匀特性,以及流体对炉壁的冲刷作用．比较了非等温矫形模化实验结果与未考虑温度影响的常规等温模型实验结果,发现非等温矫形模化所需要的底吹供气强度明显降低,约为0．04 m3／(min·t);其它条件相同的情况下,炉役前期熔体对炉壁的冲刷作用较炉役中期强,中后期的冲刷情况相差不大．     

150t提钒转炉底吹元件布置物理模拟研究

通过水力学模拟实验,在1∶6的物理模型上,对承钢150t提钒转炉的底吹元件布置进行优化,运用测电导率法测定了7种不同底吹元件布置方案转炉熔池的混匀时间.实验结果表明:方案3熔池混匀时间最短,为最佳底吹元件布置方案；在本试验条件下,枪位在225 mm,顶吹气体流量为81～83.3 m3/h.,底吹气体流量为1.8 m3/...     

底吹布置模式对100t转炉熔池动力学条件的冷态研究

为了探究不同底吹布置模式对熔池的搅拌效果,以某钢厂100 t转炉为研究对象,通过冷态水模拟研究不同底吹布置方式以及不同底吹气体流量对熔池混匀时间的影响。研究表明,四孔矩形底吹布置时,底吹流股对熔池的搅拌更充分,死区面积小,混匀时间最短。熔池混匀时间随着底吹气体流量的不断增大,存在先减小后增大的规律。     

转炉顶底复吹二氧化碳对除尘灰影响的研究

CO₂-O₂混合喷吹炼钢工艺技术将CO₂资源化利用的同时，对氧气消耗、氩气消耗、提高金属收得率、脱磷率等指标上均有所改善，目前在国内很多钢厂开始进行工程化应用。基于转炉烟尘产生机理和CO₂与熔池元素的反应机理，开展国内某钢厂120 t转炉顶吹、底吹和顶底复吹CO₂气体的炼钢工业试验，通过对比试验的烟尘量和金属收得率表明：采用顶底复吹CO₂工艺在整个冶炼过程中降低烟尘产生量、T.Fe,提高金属收得率，其中粗灰产生量平均下降了11.5%,除尘灰中的T.Fe平均降低了2.5%,钢铁料消耗平均降低了1.1 kg/t。通过CO₂与熔池中的[C]发生吸热反应可以有效降低火点区温度，从而减少金属蒸发，减少炼钢过程烟尘产生量和T.Fe,从源头减少炼钢烟尘的产生。采用顶底复吹CO₂工艺可以提高金属收得率，节约成本。     

单管RH真空脱碳过程的水模型研究

利用RH的水力学模型,分析了冶金操作参数和喷吹方式对单管RH和双管RH的RH真空溶氧和脱碳行为的影响。水模型结果表明:随着单管RH底吹气体流量的增大,二氧化碳的吸收速率和容积传质系数呈现先增大后保持不变的规律;提高单管RH顶吹气量能提高容积传质系数;增大单管RH真空度能提高二氧化碳的吸收和释放速率;单管双喷嘴RH的溶氧和脱碳效率要比传统双管侧吹RH提高26%和32%;对于单管RH,双喷嘴RH的脱碳效率要高于单喷嘴RH;对于双管RH,采用侧底复吹方式能够促进传质,提高脱碳效率。     

侧底复吹RH真空精炼中均混特性的物理模型研究

基于相似原理,建立了几何相似比为1：5的水模型,对RH精炼过程钢液循环流动行为进行研究。考察了提升气体流量、真空度、不同吹气方式以及不同形状的浸渍管对混匀时间的影响规律。结果表明：均混时间随吹气量增大先减小后增大,随真空度增大而减小。在相同吹气流量下,单独采用侧底复吹方式或单独采用椭圆形浸渍管,均混时间减小。     

预热温度对于混合喷吹O2+CO2旋流氧枪喷头射流特性的影响

氧枪是转炉炼钢工艺最主要的设备之一,氧枪性能对于冶炼指标影响较大.使用Ansys Fluent软件对四孔旋流氧枪喷头射流进行数值模拟,设定喷吹气体介质为90％O2+10％CO2,调整混合气的预热温度,分析不同预热温度对旋流喷头射流特性的影响.结果表明,在相同喷吹距离条件下,预热温度越高,射流轴向速度越大,射流径向速度最...     

鱼雷罐斜插式喷吹脱硫水模试验研究

通过水力学模型试验,分析了鱼雷罐斜插式喷吹脱硫过程中熔池内的流动状态,研究了熔池不同区域之间动力学条件的差异以及工艺参数对熔池混匀时间的影响规律.结果表明：斜插式喷吹脱硫工艺中,喷吹气体的上浮状态仍然呈垂直向上形态,但熔池内液体的循环运动呈现明显的不对称形;鱼雷罐两侧端部死区的脱硫动力学条件差别较大,导致两区域铁水脱硫效果不同,容易引起铁水回硫;试验条件下,随着喷吹气体流量和喷枪插入深度的增大,喷吹气体搅拌动能的增加,熔池内液体的整体混匀时间逐渐减小.     

高压底吹条件下钢液流场的物理模拟

通过物理模拟对高压底吹条件下钢液流场进行研究,分析了压力、底吹流量和底吹位置对钢液流场的影响。研究表明,当压力由常压增加到1.5 MPa时,钢液流场的涡旋中心下降0.6 cm;偏心底吹比中心底吹更适合钢液的搅拌和混匀;底吹流量的增加有利于钢液的混匀。     

100t复吹转炉底枪位置的设计与应用

基于水模拟实验优化后的6种底枪布置方案(对称布置A1,A2,A3和A4,以及非对称布置B1和B2),利用FLUENT软件对转炉熔池流场进行了三相流模拟,对底枪位置进一步优化,以确定最佳底吹方案。模拟结果表明,方案A2和B2的转炉熔池搅拌效果明显优于其他底枪布置方案;但由于前者的侵蚀面积小于后者,且熔池平均速度大于后者,确定采用A2底枪布置方式。工业试验表明,平均冶炼时间为14.8 min,终点含碳量满足钢种需求,脱磷率达96%以上,设计方案为转炉冶炼提供了良好的动力学条件。     

LF精炼炉双孔差流量底吹模式优化物理模拟

以国内某钢厂LF精炼炉为研究对象构建了1∶4的水模型,对比研究了双孔等流量底吹和双孔差流量底吹两种模式,并采用响应面法构建了弱底吹流量、强底吹流量和液面高度三因素的钢水混匀时间预测模型,运用该模型得出了差流量底吹模式的最优底吹流量方案。结果表明,双孔差流量底吹模式的混匀效果优于双孔等流量底吹模式;构建的差流量底吹模式混匀时间预测模型拟合效果较好;双孔差流量底吹模式下的混匀时间受到强底吹流量和弱底吹流量的交互作用影响;采用所建模型预测混匀时间与实测值误差均在4%以内。验证了双孔差流量底吹模式相较于等流量底吹模式具有更高的混匀效率,表明了基于响应面法对双孔差流量底吹模式的优化是可行的。     

高炉炉缸瞬态流场的数值模拟

高炉炉缸内由于"死焦堆"的存在,出现铁水环流而冲刷炉壁,为研究铁水环流对炉缸的侵蚀机理,以某钢厂1 000m~3高炉为模型,建立了高炉炉缸沉坐死料柱模型,利用数值模拟方法,通过分析渣铁水瞬态流场和炉底剪切力,研究了高炉炉缸"蒜头状"内型的形成机理。研究表明:在排放过程中,铁口正下方的炉壁与炉底交界处出现较大范围的高速区,方向整体趋向铁口侧,且炉底高应力区集中在出铁口下方附近,最易出现"蒜头状"侵蚀。     

吹气控制策略对垂直轴风力机气动性能的影响

为改善垂直轴风力机周围流场结构并提升气动性能,在风力机叶片中采用外吹式流动控制,并提出5种吹气控制策略,通过数值模拟的方法研究不同吹气控制策略对垂直轴风力机气动性能的影响,进一步分析在最佳吹气流动控制策略时的涡量场与载荷波动。研究表明:采用上开口抛物线控制策略时的风力机气动性能最佳,当最大吹气动量系数为0. 025时,风能利用系数及平均力矩系数提升26%,并可抑制大涡的形成及发展,同时改善翼型表面压力分布。     

电弧炉底吹搅拌特性研究

用３０ｔ底吹电弧炉１：７水模型，探讨了底吹气体流量，喷嘴尺寸，喷嘴布置方式对电弧炉熔池混合特性的影响；理论分析和实验测定了表面区与羽流区容量传质系数；确定了适宜底吹气体流量为１．０－１．５Ｌ／ｍｉｎ，喷嘴最佳孔径为Φ１．０－Φ２．０ｍｍ；回 归得到了混匀时间与搅拌能密度，容量传质系数与气体流量的关系。     

六孔氧枪喷射对转炉流体流动影响的数值模拟研究

以某钢厂300t转炉为研究对象,运用Ansys-Fluent建立三维数学模型,通过VOF方法将多个超音速射流冲击到由转炉熔融炉渣和金属组成的熔池的自由表面上。研究了冶炼过程中不同操作压力对射流速度,射流干扰性,射流对熔池的冲击面积与深度,射流对熔池流场分布的影响规律。模拟结果显示,氧枪操作压力提高,氧枪射流对熔池的冲击强度明显增强,射流强度利用率提高;熔池流动死区位置从熔池中部转移至熔池两侧炉壁附近;冲击面积随着喷枪压力的增加而增大,冲击深度不随着操作压力的增大而增大。操作压力高于设计压力5%时干扰性消失,使钢液冲击面积增大。     

复合喷吹铁水脱硫喷吹系统稳定性研究

结合国内某钢厂120 t复合喷吹脱硫改造项目,对复合喷吹铁水脱硫喷吹系统的稳定性进行了研究。根据现场调试及生产数据,对喷吹罐压力控制方式、粉末流量调节阀控制逻辑、喷吹罐下流化气体流量、助吹气体流量对喷吹稳定性产生影响的因素进行了研究。研究表明,喷吹罐采用恒压控制可以实现喷吹罐与喷吹管道间压差的稳定控制,有利于喷吹速度的稳定控制;粉末流量调节阀采用实时动态调整控制逻辑,能有效提高喷吹速度控制的精度;粉气比控制在32左右,喷吹过程连续稳定,管道及喷枪无堵塞现象,铁水喷溅小。     

长炉龄高氧化性条件下转炉稳定生产实践

高废钢比、长炉龄和降低生产成本是钢铁企业转炉冶炼的重要发展方向。为解决生产过程中提高废钢比例造成终点过吹问题，某钢厂针对提升复吹效果进行了经济炉龄推进的可行性研究和分析，通过不断的摸索和完善，形成了一套具有日钢特色的转炉经济炉龄控制模式。首先，将原有毛细管式的底吹透气砖改为环缝式透气砖，采用梅花桩底吹布局并增长底吹透气砖长度的装置改进，并结合碳氧积动态调整底吹强度工艺制度来延长底吹透气砖寿命；然后通过数值模拟方法，研究了顶吹氧气和底吹空气下的熔池流场的变化，并分析了措施实施前后炉衬侵蚀变化情况；最后通过溅渣方式的优化，将原溅渣模式加轻烧镁球+生白云石改为加焦粉+轻烧白云石，并采用高枪位逐步压枪的方式溅渣，有效减少了溅渣时长和熔池侵蚀。将改进后的生产工艺应用在该钢厂实际生产中，采集炉衬侵蚀、钢铁料消耗和炉渣全铁数据。工业实践结果表明，实施优化后生产工艺后，钢水质量提升，其静态脱磷率由前炉役的66.3%提高至70.7%;冶炼和溅渣时间缩短，冶炼周期由44 min/炉降低至35 min/炉；优化后炉役的耐材成本降低1.17元/t,废钢消耗量提升4%,炼钢成本降低11.94元/t。     

粉煤低尘燃烧器覆渣炉衬的传热特性分析

通过对粉煤低尘燃烧器两种冷却方式炉壁的传热特性分析,得到了燃烧器炉壁如采用水冷式,则对炉壁材料要求相对不高,在稳定燃烧工况下其炉壁覆有熔渣固定层,通过炉衬散热量较大且相对恒定;如采用空冷式,需采用耐高温炉衬材料,并有望通过增加炉衬热阻减少炉衬散热量,提高燃烧器有效温度。     

炉壁超音速氧枪在120t UHP-AC-EAF上的应用

新疆八一钢铁股份公司第三炼钢厂120t AC-EAF配置了一套炉壁侧吹超音速水冷氧枪,介绍了该枪使用的关键技术。