100t转炉氧枪射流的数值模拟研究

以首钢水城钢铁有限责任公司炼钢厂100t转炉氧枪为研究对象,利用Fluent流体力学软件对氧枪射流进行仿真模拟,研究氧枪喉口直径、出口直径和氧流量对氧气射流的影响。通过对氧气射流的研究来提高转炉冶炼的供氧强度,缩短供氧时间,降低生产成本。研究认为：喉口直径36．8mm,出口直径47．6mm,氧流量为20000m3／h为...     

100t转炉供氧优化数值模拟与应用

利用CFD软件对首钢水城钢铁(集团)有限责任公司100 t转炉进行了三维三相流数值模拟。模拟结果表明由于新氧枪产生氧气射流的冲击,熔池中的冲击面积和冲击深度比原氧枪有所提高。新氧枪搅拌能力好,可以促进钢液中的传质、传热,加快冶炼节奏。为检验模拟结果,将新氧枪应用于水钢转炉冶炼,结果表明新氧枪搅拌能力强,脱碳速度快,而且吨钢氧耗、供氧时间和供氧强度都能满足炼钢生产需求。     

氧枪喷头参数优化与应用

为缩短转炉冶炼周期,通过改进氧枪喷头参数实现提高供氧流量而氧压不升高,达到缩短供氧时间、提高一倒出钢率的目的。因设计喷头喉口直径增加,氧射流冲击深度略深,实际操作过程中枪位适当提高加以应对。     

高供氧压力下高马赫数氧枪数值模拟

  以北方某钢厂100 t转炉为原型，建立顶吹转炉炉内流场的三维数学模型，采用Fluent软件研究了不同高马赫数氧气射流与熔池钢液速度流场分布之间的依赖关系。研究发现，高马赫数氧枪在Ma（马赫数）为2.0～2.3时，曲线平稳，为最佳供氧压力。在提高供氧压力的同时，氧气射流的最大速度、熔池钢液面的冲击直径及冲击深度也随之增加。模拟结果显示，氧气射流在设计工况氧压小于1.0 MPa时，射流之间相互干扰作用最弱；氧气射流在设计工况氧压力大于1.0 MPa后，冲击直径与冲击深度增幅较小。基于上述研究，在实际生产中应用了高马赫数氧枪后，并结合变枪变压操作工艺，可以改善熔池底部钢液流动状况、稳定转炉吹炼过程、控制炉渣喷溅。     

180 t转炉氧枪喷头的设计和优化

基于氧枪设计的经典理论,得出180 t转炉5孔氧枪喷头的入口直径55 mm,喉口直径37.2 mm,出口直径50.8 mm,收缩段长度44.6 mm,扩张段长度97.2 mm,喉口长度5 mm;采用CFD流体仿真软件模拟在相同环境温度下喷孔夹角13°~17°时氧枪射流流场,得出15°为180 t转炉氧枪最优喷孔夹角,其射流具有较强的穿透能力和较大的有效冲击面积。     

100t转炉氧枪喷头的设计与优化

结合水钢二炼钢厂100t转炉的实际情况及存在问题,对氧枪喷头进行了重新设计与优化,满足了生产实际和工艺要求,在钢铁料耗、供氧时间、化渣效果、脱磷率等方面均有改善,达到了预期效果。     

210 t转炉氧枪射流性能优化与工业应用

为改善国内某钢厂210 t大型转炉供氧强度低、冶炼周期长等问题,对目前所用六孔氧枪喷头参数进行优化设计,利用数值模拟明确射流动力学特征。结果表明：枪位在1.5 m之前,轴向速度变化随倾角变化不明显,当枪位超过1.5 m时,随着喷孔倾角增加,轴向速度减小幅度增大。射流聚并行为随着倾角增加得到明显改善。射流有效动能随射流行进快速下降,枪位1.5 m时只占比初始动能的20%左右,随后动能衰减趋缓,到2.7 m时动能损耗仅5%左右。优化后的210 t转炉六孔氧枪设计参数为：倾角15.5°,马赫数2.06,喉口直径45.89 mm,出口直径61.14 mm。工业试验的结果表明,优化后的氧枪比优化前所用氧枪的吹氧时间减少了43 s,脱磷率提高了11.4%。     

大流量氧枪喷头工艺参数优化在转炉高效化生产中的实践

针对公司铁钢平衡系统现状,转炉高效化生产是必经之路。在一炉钢的冶炼过程中,供氧时间约占单炉周期的50%,在现有氧枪附属设备的工况下,通过对氧枪喷头参数的优化调整,制定了完善的氧枪操作制度,缩短了供氧时间,提高了转炉生产效率,满足了转炉高效化生产。     

转炉氧枪枪位对炼钢熔池流速的影响

转炉炼钢利用供氧枪位的改变实现前期化渣、中期脱碳升温以及后期强化搅拌的目的.本文基于100t炼钢转炉,研究了四孔超音速氧枪喷吹时枪位变化对熔池流动状况的影响.研究发现：低枪位有利于增加射流冲击深度,加速熔池表层钢液;高枪位有利于增大射流冲击面积,促进钢液速度在径向方向上均匀分布,增加熔池底部钢液速度.随着枪位从1.2m提高至1.8m,冲开渣层的直径从2.119m增加为2.645m,射流的冲击深度显著降低.     

转炉聚合射流氧枪水模实验

以炼钢厂180t转炉为原型,进行顶底复吹转炉聚合射流氧枪吹炼的水力学模拟实验.实验通过降低枪位提高射流到达液面的速度,模拟聚合射流氧枪,在优化顶底复吹参数的基础上,研究聚合射流氧枪对转炉钢液搅拌效果的影响.实验结果表明:聚合射流氧枪可显著降低熔池均匀混合时间,其搅拌效果与顶底复吹相当.     

120t转炉氧枪喷头设计与应用

阐述了安钢120t转炉氧枪喷头重要参数的设计和选取,并通过冷态测试和实际运用对氧枪喷头的使用效果进行了分析和讨论.     

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。     

150t转炉5孔氧枪喷头的设计与应用

阐述了安钢150t转炉氧枪喷头重要参数设计,并通过冷态测试和实际运用对氧枪喷头的使用效果进行了分析和讨论。     

唐钢50 t复吹转炉水模型的实验研究

针对唐钢50 t复吹转炉,采用1:6.35水模型的正交试验,研究了氧枪枪型、枪位、顶吹流量和底吹流量对熔池混匀时间、穿透深度、冲击面积和喷溅量的影响。结果表明,与4孔氧枪相比,使用改进后的4孔变角氧枪可增加对熔池的冲击面积,降低穿透深度和炉口溅出量,缩短混匀时间。对于50 t复吹转炉实际枪位≤1.3 m,有利于缩短冶炼时间,提高冶炼强度;顶吹流量控制在13 000～14000 m³/h,可缩短混匀时间和减少炉口溅出量。     

传统与聚合射流氧枪冲击炼钢熔池效果的数值模拟

通过90 t转炉的传统氧枪喷孔周围增加环氧孔,通人辅助氧气保护主氧射流形成聚合状态,建立二维两相数值模型,分析传统氧枪和聚合射流氧枪射流轴线上氧气射流速度分布及不同枪位下熔池中钢液的流动特性和冲击深度。结果表明,与传统氧枪相比,枪位相同时,聚合射流氧枪射流衰减慢,冲击力大,冲击凹坑深度深;在30De(De-氧枪出口直径)枪位下的最大冲击深度与20De枪位下的传统氧枪相同,当聚合射流氧枪在40De枪位下喷吹得平均冲击深度与传统氧枪20De枪位喷吹时相当。     

氧枪传动设备安全运行的探讨

全面阐述了一套氧枪传动设备安全系统的各组成部分的结构、作用及设计要点。主动防护系统针对传动装置中易引发事故的部件,从电气及机械方面设定相关的装置以减少事故的发生率 被动防护则是在发生坠枪、冲顶等事故后,采用相应的机械装置将事故造成的损失降到最小。通过全面的安全系统,使氧枪传动装置能够安全、高效的生产。     

转炉氧枪除渣器的结构设计与运动分析

根据某炼钢厂转炉清渣平台的实际空间布置设计了一种氧枪除渣器,其中包括转臂支座、转臂和除渣刀等结构的设计;并且对除渣器转臂的运动状况进行了分析,得到了其运动规律成余弦规律变化;最后分析了气缸对转臂的柔性驱动,以便达到除渣器对氧枪的柔性抱枪。     

复吹转炉氧枪喷头优化研究

介绍了装入量为125t的复吹转炉的氧枪喷头参数设计、水模型实验及生产试验情况。研究结果表明：优化设计的5孔氧枪的供氧能力明显增强,且吹炼过程平稳,成渣快,喷溅少。可以满足转炉扩装后的冶炼操作。     

260t转炉用新型双结构氧枪的工业实验

以鞍钢260 t顶吹炼钢转炉为研究对象,进行新型双结构氧枪的冶炼工业实验。分析讨论了具有代表性连续6炉的关键冶炼参数,并将结果与传统结构氧枪喷头进行比较。结果表明,当新型双结构氧枪采用大小孔分别为12°、17°倾斜角度且大孔流量占比60%设计,在预处理铁水成分以及出钢成分相同的情况下进行同一钢种的冶炼,其平均吹氧时间比目前的氧枪缩短近1min;吨钢的钢铁料消耗降低了20.3 kg;平均供氧强度提高了0.23 m³/(t·min)。