基于数值模拟的半钢钢包供氧脱磷研究

以河北钢铁集团承德分公司炼钢厂半钢脱磷处理工艺为研究对象,对半钢钢包进行设备改造,增设专用脱磷氧枪实现钢包内高效脱磷。利用Fluent流体力学软件对氧枪射流进行仿真模拟,通过对氧气射流的研究来优化供氧制度,提高脱磷效率。工业试验数据表明,专用脱磷氧枪具有良好的化渣和搅拌效果,新工艺具有良好的脱磷效果,平均脱磷率达到51.8%。此外,在试验温度范围内,随着半钢出钢温度的增加,脱磷率呈现上升的趋势;脱碳量与脱磷量平均比例为3.17∶1。     

100 t顶吹转炉三维可压缩流场的数值模拟

通过利用Fluent流体软件及标准κ-ε方程模型,研究氧气压力(11.46×10⁵Pa和6.88×10⁵ Pa)及氧枪位置(1.2~1.5 m)对钢厂100 t顶吹转炉氧枪射流特性及钢液表面冲击的影响。结果表明,随氧气压力的增大,氧气在转炉内高速区范围变大,射流核心段长度变长,且气流的压能增加;氧气压力为11.46×10⁵Pa时,当枪位由1.2 m提到1.5 m时,钢液表面氧气流最大冲击速度由240 m/s降低至194 m/s,高速区面积减少,钢液凹坑深度由0.37~0.43 m降至0.30~0.36 m,同时凹坑最大直径由0.70~0.80 m增至0.80~0.95 m。     

平炉顶吹氧枪的使用研究

本文通过对平炉顶吹高焊缝喷头氧枪和低焊缝喷头氧抢的对比试验结果的分析,论述了氧枪的损坏机理和原因,指出从喷头结构上提高外焊缝高度的必要性,提出了提高氧枪使用寿命的有效途径。     

100 t顶吹转炉单渣脱磷工艺的研究

对100 t转炉冶炼管线钢X70单渣法深脱磷工艺进行了工业性试验研究,确定了冶炼过程需要控制的原料及操作制度等关键参数。得出结论,铁水硅含量为0.3%~0.6%、终点温度≤1700℃、终渣（FeO）含量〈26.45%,且增大渣量的情况下,可以生产出ω[P]平均为0.009 0%的成品。     

氧气顶吹转炉脱磷工艺分析

对鞍钢100t氧气顶吹转炉进行了单渣法和双渣法脱磷过程分析,在脱磷反应热力学和动力学分析的基础上,进行了有针对性的试验。分析了工艺参数对脱磷反应的影响,总结出转炉出钢磷含量、脱磷率等与各主要工艺参数的定量关系,提出了优化顶吹转炉脱磷工艺的操作方法。     

承钢100t钢包底吹数值模拟研究

钢包底吹工艺是钢包冶金的一种重要手段,底吹的布置及底吹参数对工艺效果影响较大,承钢对100 t钢包底吹工艺进行了深入研究,利用FLUENT软件对流场进行三维数值模拟研究,模拟结果表明在底吹流量为500 L/min时,改进后的底吹位置比原型有更好的循环流动效果,较小的相对死区和裸露面积,有利于钢水成分和温度的均匀,减少二次氧化,并促进夹杂物上浮。     

南钢110 t转炉顶吹氧枪喷吹特性模拟与应用研究

本研究利用Fluent软件对南钢110 t转炉顶吹氧枪喷头参数对超音速射流流场分布特性影响进行三维数值模拟,并将研究结果应用到南钢110 t转炉常规冶炼过程。研究结果表明,13.5°四孔氧枪在1.7 m处(理论枪位)保持较高的射流速度,且射流有效冲击半径最大。即13.5°四孔氧枪可有效提高氧气与熔池的接触面积,提高氧气利用效率。基于412炉次冶炼数据结果发现,相比于原氧枪,在采用设计流量为24 000 m3/h,喷孔夹角13.5°的优化后氧枪时,在相同冶炼条件下,110 t钢水的平均冶炼时间及终点碳氧积分别减小1.5 min及0.000 3,熔池脱磷率提高4.1%,终渣TFe含量下降1.7%。     

100t顶吹转炉双渣深脱磷工艺研究与实践

通过对100 t顶吹转炉双渣法深脱磷的工业性试验研究,结合不同吹炼时期冶炼特点,确立了吹炼过程需要控制的原料及操作制度等关键措施。控制倒炉温度、碱度、炉渣中的ω（FeO）及熔渣流动性等因素均是取得良好脱磷效果的重要保证。应用双渣法深脱磷生产试验取得了转炉出钢磷含量平均达到63×10-6,成品平均磷含量达到85×10-6的实绩。     

40t钢包单透气砖底搅拌流场研究

通过计算机数值模拟与水模拟实验模拟钢包底搅拌情况,研究单吹氩钢包的不同吹气流量、不同吹气位置(0R、0.56R、0.62R、0.67R)与钢包混匀时间、渣眼的相互关系,以达到提升氩气搅拌效率的目的。研究表明,钢包混匀时间随透气砖偏心距的增加而减小,当透气砖位于0.62R~0.67R时,搅拌效果最优;当氩气流量由70 L/h增加至130 L/h时,混匀时间随吹气量的增加而明显减小,当流量超过130 L/h时搅拌效果趋于平稳,对混匀时间影响不大;渣眼面积随偏心距的增加而增大,在喷嘴位置靠近壁面时较大;壁面剪切力随偏心距的增加逐渐向靠近喷嘴一侧壁面的上方集中(即对壁面冲刷最严重的位置),平均壁面剪切力随偏心距的增加呈指数形式增大。     

100t钢包内混匀时间的水模拟研究

对天津钢管公司100t钢包吹氩搅拌进行水模拟实验,研究钢液在不同吹氩方式和吹氩流量下的最佳混匀时间。通过实验,发现原型钢包吹氩位置和吹氩流量不尽合理,实验后确定合理的吹氩参数是：将吹氩孔设在钢包半径的2／3或0．618处;两吹氩孔间夹角为135°;吹氩流量为150—200L/h（即实际流量为100～130L/min）。     

100t RH顶吹氧去除真空室内壁冷钢的数值模拟和应用

对钢厂100 t RH将原天然气烘烤改为顶吹氧去除真空室内壁冷钢工艺改造进行了研究。对5.5~7.5m氧枪位置及750~1300m³/h氧气流量下的速度场进行了数值模拟,根据计算确定了在枪位为5.5~6.5m,氧气流量为900~1200m³/h时RH顶吹氧去除冷钢是可行的。工业生产应用结果表明,采用该顶吹氧去除冷钢工艺,明显提高了RH的连续处理能力,RH月处理能力由不到28.5%提高到36.0%左右,单月RH处理能力最高比例达到48.8%。     

100 t底吹氩钢包流场数值模拟及现场实践

为了研究国内某钢厂100 t双孔底吹氩钢包的流场现状,针对此钢包精炼过程流量200 L/min(方案1)和300 L/min(方案2)的钢水流动行为进行了数值模拟与现场实践。结果表明,每个吹氩流股均会在钢包形成两个循环流,分别位于流股与钢包壁之间和两个流股之间;方案2比方案1混匀时间缩短36 s,渣眼平均直径增大 0.055 m,耐火材料侵蚀加重。数值模拟通过现场实践验证了其正确性,为现场生产提供了有效指导。     

100t转炉用炼钢四孔氧枪射流数值模拟研究

利用Fluent软件对100t转炉超音速氧枪射流流场的速度进行模拟,模拟了普通超音速氧枪的炼钢氧气和钢液两相流动,包括氧气射流对钢水熔池的冲击面积和冲击深度,对实际炼钢生产有重要的指导意义。     

100 t转炉四孔聚合射流氧枪三相流数值模拟

文章采用数值模拟软件Fluent,建立了一个四孔聚合射流氧枪顶吹转炉的三维模型,通过改变氧枪枪位和氧枪喷孔夹角,对转炉炼钢条件下的聚合射流与熔池的相互作用进行了模拟与分析。结果表明：在相同操作条件下,随着氧枪枪位的提高,射流对熔池的冲击直径由1.93 m增大到2.30 m、冲击深度由0.48 m降低到0.32 m,同时低枪位时射流对熔池的冲击动能大;在同一喷吹枪位下,随着氧枪喷孔夹角的增大,射流对转炉熔池的冲击直径由1.41 m增加到2.14 m、冲击深度由0.60 m降低到0.48 m。     

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...     

攀钢转炉双渣法脱磷的试验研究

 为满足用户对钢中磷含量的要求,攀钢采用“双渣法”转炉脱磷工艺开展脱磷试验,并根据生产条件和转炉工艺特点考察转炉脱磷专用氧枪的实际使用效果。试验中,转炉工艺冶炼前期低温脱磷,后期脱碳升温,吹炼前期采用低供氧强度脱磷喷枪,倒渣时切换为常规吹炼喷枪。在吹炼脱磷前期结束扒渣后,熔池中的w(［P］)下降至0040%以下,脱磷率为47.9%。在试验终点钢水中的w(［P］)均在0.010%以下,波动范围在0.006%~0.010%,w(［P］)的平均值是0.0081%。终点脱磷率波动范围是84.4%~92%,平均值是88.3%。     

本钢转炉脱磷工艺的研究

利用副枪在吹炼过程取样测温的方法研究本钢转炉脱磷的工艺特点。根据脱磷的工艺特点,针对不同的铁水条件,我们通过优化工艺操作,达到稳定、有效的脱磷,满足钢种要求。     

承钢20t氧气顶吹转炉四孔氧枪改造实践

介绍20t转炉扩容后采用四孔氧枪对吹炼过程、终点控制的影响及收到的效益。     

100t转炉氧枪喷头参数优化实践

针对鞍钢股份有限公司炼钢总厂100 t转炉冶炼供氧时间长、耗氧量大、钢铁料消耗高等问题,对原氧枪喷头参数进行了优化,包括喷头喉口直径、出口直径、中心倾角及氧枪枪位控制等。结果表明,氧枪喷头优化后,转炉冶炼供氧时间缩短约100 s,耗氧量降低1.81 m3/t,转炉终点钢水磷含量降低了0.01%,减少了点吹,降低了钢铁料的消耗。