顶吹转炉水模型炉渣和钢液分布的分形研究

通过对顶吹转炉二维水模型模拟实验,研究了顶吹过程中炉渣与钢液的混合情况。应用分形理论对炉渣在钢液中分布的分维数及无量纲面积进行了计算,为渣一金反应界面积的计算提供了一种新方法。实验结果表明：吹炼过程中,炉渣在钢液中的分布存在形变区和分裂区;枪位、气体流量及渣一金比对炉渣分布的影响较大;并得到了枪位、气体流量及渣金比三者对分散相炉渣分布分维数的影响及分布分维数对渣金反应界面无量纲面积影响的经验关系式。     

顶吹转炉水模型渣金混合的分形研究

通过对顶吹转炉二维水模型模拟,研究了顶吹过程中炉渣与钢水的混合情况。应用分形理论对炉渣在钢液中分布的分维数进行了计算。结果表明,吹炼过程中炉渣在钢液中的分布存在形变区和分裂区,枪位、流量及渣量对形变区和分裂区的分界点影响较大。最后得出了三者对分界点分维数影响的经验关系式。     

复吹转炉渣金间传质物理模拟及应用

 将200 t复吹转炉按照1：12的比例缩小,用液体石蜡模拟炉渣、水模拟钢水、压缩空气模拟顶吹和底吹气体,在实验室建立模拟复吹转炉吹炼过程熔池渣金间传质的试验模型,在顶吹气体流量为88 m3/h条件下,通过相对集中非对称布置的4、6、8、10、12支底枪吹入不同底吹气体,用苯甲酸作为传输物质,试验测定了复吹转炉熔池渣金间的容量传质系数,考察不同底枪支数和布置以及底吹气体流量对渣金间传质速率的影响,优化复吹转炉底枪布置和底吹气体流量,以增强复吹转炉熔池的搅拌,改善熔池渣金反应动力学条件。研究结果表明,当底吹气体流量为1.14 m3/h时,在4～12支的底枪布置方案中,4、6支底枪布置方案的容量传质系数(分别为1.77×10-4、1.80×10-4 L/s)低于8、10、12支底枪布置方案的容量传质系数(分别为2.41×10-4、2.24×10-4、2.42×10-4 L/s);当底吹气体流量为0.57 m3/h时,在8～12支底枪布置方案中,10、12支底枪布置方案的容量传质系数(分别为1.68×10-4、1.69 ×10-4 L/s)明显大于8支底枪布置方案的容量传质系数(0.95 ×10-4 L/s);在底吹气体流量不小于1.14 m3/h后,8、10、12支底枪布置的容量传质系数相差不大,在2.24×10-4～2.87×10-4 L/s的范围;在气体流量小于1.14 m3/h时,随着底吹气体流量的增加,渣金间的容量传质系数增加显著,底吹气体流量大于1.14 m3/h后,容量传质系数增加变缓。将12支底枪布置方案应用到实际复吹转炉,整个炉役的平均碳氧积为0.001 96×10-4,在不同炉龄阶段,终点钢水平均碳氧积为0.001 88×10-4～0.002 04×10-4,终点钢水碳氧积小于0.002 5×10-4的炉次比例达到90.53%。     

氧气顶吹转炉溅渣技术—世界范围的发展状况,实践和结果

作为一种提高转炉耐火炉衬寿命的操作方法，溅渣技术已经得到广泛的应用。采用该项技术所需的设备投资在几个月内即可回收，实际节约高达３０００００美元／月。     

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。     

声纳控渣仪在50t顶吹转炉钢上的应用

本文对重钢七厂应用声纳控渣技术进行了较全面的介绍，提出了今后的改进方向。     

80t顶吹转炉双渣冶炼工艺实践

通过对80 t顶吹转炉双渣法深脱磷工艺的实践探索,提出了倒炉时间、温度、碱度、渣中TFe含量及渣的流动性等关键因素的合理范围,为开发低磷品种钢奠定了坚实的基础。     

转炉复吹过程分散相界面积的定量计算

由分形理论余维相加定律，利用分散相覆盖分维数及投影关系，计算转炉复吹过程各边界条件下乳化液滴分散相的界面积。结果表明，钢滴分散相界面积主要受到顶吹条件影响，渣滴分散相界面面积受到顶底吹共同作用的影响，底吹强度的变化会明显改变渣滴分散相界面的面积。     

Fractal Study on Raceway Boundary

  The raceway has been studied extensively both theoretically and experimentally. The raceway boundary is coarse and fragmentary, but all of previous studies are based on Euclidean geometry, which regards the dimension of raceway as an integer. The fractal method of calculating raceway size, which describes boundary with extremely irregular or fragmentary characteristic, is brought forward in physical model. The fractal theory is used to calculate the fractal dimension of raceway boundary and the precise surface area of ellipsoidal raceway boundary. The result shows that the surface area based on fractal is larger than that based on Euclidean. And the surface area increases with the rise of blowing rate.     

分形理论在金属断裂方面应用的进展

综述和分析了近年来分形理论在金属断裂方面应用的进展情况,包括金属断口的分形性及其分维测定方法,金属断裂的多种分形模型和断口分维与材料性能之间的关系及其物理意义。为分形理论在其他领域的应用提供了宝贵的经验。     

分形理论在金属材料研究中的应用现状

介绍分形的概念以及分形维数的计算方法，综述了分形理论在金属材料研究中的应用现状，并提出了分形理论目前尚要解决的问题。     

分形理论及其在地质学中的应用

简述了分形理论的发展过程及其在地质学中的应用现状和前景．介绍了分形几何学的性质和部分理论模型,并给出了描述分形几何学的参数—“分维”的常用几种计算方法．     

分形理论分析风口回旋区的边界

基于分形理论更能准确的界定风口回旋区边界。建立COREX熔化气化炉的半周三维冷态模型,利用高速摄影的方法跟踪冷态模型内示踪粒子的运动,得到冷模型观察面板处风口回旋区的颗粒运动信息。通过对大量颗粒运动信息的处理得到风口回旋区范围的颗粒速度标量场,最后运用分形理论对利用不同颗粒速度大小等值线界定的回旋区边界的“不规则”程度进行了研究。结果表明：在回旋区内部颗粒快速运动的空腔区,分维数基本不变,且接近于欧几里得维数1;在停滞区,分维数也基本不变,其数值大致为1.4;从空腔区到停滞区分维数逐渐增大;将停滞区分维数基本不变的速度值作为界定回旋区边界的标准,可以确定回旋区的形状和大小,并可通过余维相加定律计算出三维风口回旋区的内表面积;为风口回旋区的宏观动力学计算以及数值模拟提供准确的边界条件。     

Definition of Raceway Boundary Using Fractal Theory

The particle velocity contours were obtained by tracking the tracer particles in the raceway region of the COREX melter gasifier model and the contours were irregular.According to the fractal theory,the fractal dimensions of different particle velocity contours were determined.Through the analysis of the fractal dimensions,a new method for precise determination of the raceway boundary was proposed.The results show that,when the velocity is less than 0.18m/s,the particles are located in the stagnant zone and the fractal dimensions of particle velocity contours are almost constant as 1.41;when the velocity increases from 0.18 to 0.83m/s,the particles are located in the rapid movement zone and the fractal dimensions decrease gradually from 1.41 to 1.05;when the velocity is greater than 0.83m/s,the particles are located in the cavity zone and the fractal dimensions are again almost constant as approaching to 1.00.Therefore,the velocity contour of 0.18m/s,which is critical to distinguish the rapid movement zone and stagnant zone,can be used to define the raceway boundary.Based on this method,the effect of blowing rate on raceway size was calculated and the results show that the penetration depth and height of the raceway increase with the increase of blowing rate.     

转炉冶炼N80顶吹N_2后搅拌技术研究

通过对转炉冶炼N80顶吹N2进行后搅拌的工业试验研究,探讨了顶吹N2对熔池温度及成分的影响。结果认为,顶吹强度4.0~4.5 m3/(t·min)的N2,喷吹时间≤1.5 min时,熔池平均增氮量仅为0.000 033%,平均增氮速率为0.000 01%/min;对碳含量有一定的影响,平均脱碳速率为0.005%/min;对磷含量影响明显,平均脱磷速率为0.002 2%/min;温降较大,平均温降速率为15.4℃/min;顶吹N2前后炉渣中铁的氧化物含量未出现明显的规律性变化。     

钢中夹杂物的分形维数及其与形貌特征的关系

 利用Matlab图像处理功能计算了钢中夹杂物SEM图像的边缘、二维和三维分形维数,并讨论了边缘分形维数与夹杂物颗粒微观凝聚机制和三维分形维数与其融入顶渣中动力学之间的关系。结果表明：边缘分形维数可定量地表征夹杂物边界轮廓线的曲折复杂程度;对非润湿夹杂物颗粒来说,其边缘分形维数越大,表明气泡易于在其表面生成,从而更加有力于夹杂物的碰撞凝聚长大;夹杂物颗粒的三维分形维数越小,更有利于夹杂物融入渣中而被去除;分形维数是一个影响不规则夹杂物颗粒碰撞、凝聚和去除的重要参数。