电弧炉炉壁氧枪的搅拌特性研究

通过对1：10的偏心底出钢电弧炉进行水模型实验，探讨了电弧炉炉壁氧枪的流量、布置、垂直角和水平角各个因素对混匀时间的影响，确定了炉壁氧枪因素的最佳取值后对流场进行了研究。说明炉壁氧枪对电弧炉熔池搅拌有良好的辅助效果。     

电弧炉氧枪搅拌特性及熔池混匀效果的试验研究

采用1∶10水模型对100t电弧炉炉壁氧枪搅拌特性和熔池混匀效果进行了试验研究。研究了炉壁氧枪水平角、垂直角、气体流量及氧枪布置等对熔池各区域搅拌效果和混匀时间的影响。试验结果表明,相对于垂直角而言,水平角对熔池各区域的流动和混匀有更为显著的影响。熔池混匀时间随气体流量的增大而减小,但气体流量增大会导致熔池喷溅量增大,且熔池液体对炉底的冲刷增强。对比两种不同的氧枪布置方案,采用原型分布且氧枪水平角为10°时,整个熔池具有最好的混匀效果。     

300 t转炉IF钢低枪位低终点氧冶炼工艺实践

在脱磷理论分析基础上,采用低枪位冶炼和低终点氧出钢,增大出钢口直径和降低终点温度,并优化底吹工艺降低碳氧积,取得了较好的脱磷效果。生产应用结果表明:采用增大出钢口和优化底吹工艺后,300t转炉出钢时间缩短至5.1 min,缩短了1.9 min;IF钢终点温度降低至1 670.6℃,降低了17.4℃;碳氧积降低至13.3,降低了8.9;终点氧降低至422.5×10^-6。在铁水磷升高0.010%,枪位降低30 cm,终点氧降低153.3×10^-6的条件下,工艺优化后的平均终点磷含量为0.012 4%,能够满足转炉冶炼IF钢对脱磷效果的要求。     

电弧炉炼钢炉壁碳氧喷吹系统的开发和应用

开发了炼钢电弧炉炉壁碳氧喷吹模块系统，并对该系统集束射流氧枪射流特性进行了冷态和热态试验。工业应用表明：使用炉壁碳氧喷吹模块系统可降低电弧炉炼钢电耗50kWh／t，提高生产作业率20％—30％，降低吨钢成本10元左右。     

电弧炉超音速集束氧枪吹炼的钢水留碳操作实践

建立了70 t电弧炉冶炼中高碳钢的留碳操作的数学模型。按照出钢时钢水碳含量的要求,基于入炉废钢和铁水成分,控制超音速集束氧枪的吹炼参数,合理使用炉门自耗式碳氧枪和采用相应的炉渣碱度,以实现目标留碳操作。0.55%C钢的冶炼实践表明,当热装铁水30%时,电弧炉终点[C]为0.40%～0.65%的炉次≥85%,显著降低了冶炼成本。     

南钢100 t电弧炉吹氧制度优化的生产试验

南钢100 t超高功率电弧炉的氧枪主要有炉门水冷碳氧枪及炉壁小氧枪,炉料为生铁+铁水40 t,废钢70 t,优化前总氧耗为43～45 m³/t。优化试验表明,生铁+铁水总量不变的情况下,针对不同铁水加入量,采用不同供氧制度,能够有效地提高氧气利用率,平均总氧耗降低至38 m³/t。     

110t复吹转炉氧枪喷头设计参数对钢水冶金质量的影响

通过建立的几何模型,利用Fluent软件对出钢量110 t顶底复吹转炉氧枪喷头参数（夹角12°~13°,孔数4,流量22000~24000 m³/h）对射流影响进行三维数值模拟,在1.1~1.4 m枪位,喷孔夹角12.5°的4孔氧枪可保持射流半径适中和较高的射流速度。钢厂冶炼45钢,Q235和HRB400钢的应用实践表明,采用12.5°喷头喷孔夹角,93炉次22000 m³/h氧气流量时110 t钢水的平均冶炼时间为14.8 min,终点碳符合冶炼钢种要求,终点[P]0.010%~0.030%,脱磷率≥96%。     

70 t 高阻抗超高功率电弧炉的工艺实践

攀成钢70 t高阻抗超高功率偏心底电弧炉的炉料为20%铁水+80%生铁-废钢。在电弧炉的炉壁上安有3支RCB集束喷枪装置和炉门两侧墙上安有两处喷碳粉枪。冶炼实践表明,吹氧脱碳速度达0.08%～0.012%C/min,冶炼电耗为310.86 kWh/t钢,电极消耗1.67 kg/t钢,氧气消耗46.7 m³/t钢,冶炼周期56 min。     

210t转炉双马赫数氧枪超音速射流特性模拟与应用

针对某厂210 t转炉吹炼过程存在的氧枪喷头寿命低、喷溅严重、吹炼时间长、终点过氧化等问题，提出一种具备双马赫数的5孔拉瓦尔氧枪喷头优化设计方案，并通过建立计算流体动力学模型(CFD)对不同设计参数的氧枪喷头的超音速射流特性进行研究。基于氧枪喷头超音速射流速度、动压以及湍动能分布规律数值模拟结果，综合考虑转炉熔池搅拌控制要求，最终确定采用“中心拉瓦尔管Ma=2.0外围拉瓦尔管Ma=1.8、偏转角12°”设计方案。优选的双马赫数氧枪喷头在210 t转炉应用后，喷头寿命较传统单马赫数喷头提高10.42%,纯吹炼时间缩短10.87%,终点钢水O质量分数降低9.56%,终点炉渣TFe质量分数降低20.21%。     

60t电弧炉冶炼GCr15轴承钢终点碳精确控制工艺实践

分析了石钢60t电弧炉超音速集速氧枪在冶炼GCr15轴承钢过程中存在的工艺技术问题,通过改进电弧炉高碳低氧出钢操作、终点碳精确控制等工艺,按照出钢时钢中碳含量的要求,根据入炉废钢和铁水成分,控制超音速集速氧枪的吹炼参数,合理使用炉门氧枪和采用相应的炉渣碱度,使热装铁水比在35%-45%、电弧炉终点[C]≥0.12%的炉次比≥93%,轴承钢的氧含量从的9×10 ^-6降低到6.7×10^-6。     

150 t量子电弧炉CO2喷吹工艺的影响研究

为降低全废钢量子电弧炉出钢氮含量、优化电弧炉冶炼性能、减少电弧炉冶炼碳排放量,通过对量子电弧炉喷吹工艺进行优化改进,采用CO₂喷吹工艺替代原始喷吹工艺以实现上述目标。在150 t量子电弧炉上进行了大量CO₂喷吹工艺试验,分别对比了改进工艺前后的电弧炉出钢氮含量、冶炼电耗、冶炼周期、碳排放等性能指标的变化趋势。试验结果表明：使用CO₂喷吹工艺后,电弧炉出钢氮质量分数降低30.6×10^-6、冶炼电耗降低5.6 kWh/t、冶炼周期缩短3.2 min、平均出钢碳氧积降低了4.4×10^-4、渣中FeO质量分数降低了4.5百分点、碳排放降低8.4%。通过将CO₂载气喷吹碳粉工艺与Ar+CO₂动态混合底吹工艺结合应用于电弧炉炼钢中能够有效降低钢水出钢氮含量、冶炼电耗、碳排放量等性能指标,优化量子电弧炉喷吹工艺。     

90 t 复吹转炉底吹工艺优化与应用

对三明钢厂 90 t 复吹转炉底枪布置进行物理模拟试验,结果表明,底枪沿耳轴方向非对称布置的熔池混匀时间比底枪采用对称布置要缩短28%.生产应用结果表明,底枪布置优化后复吹转炉冶炼技术指标有了很大的改善,终点钢中氧质量分数平均下降0.016%,终点碳与氧值的乘积平均下降6×10-4,锰质量分数平均提高0.029%,终渣T.Fe质量分数平均下降2.21%.     

电弧炉高效多位SGOB用氧技术改造

介绍了石钢电弧炉高效多位SGOB用氧技术改造,利用炉壁氧枪实现二次燃烧,极大地提高了二次燃烧率,吨钢电耗降低50kW·h,生产效率提高约15％。     

基于环境温度的转炉旋流氧枪射流分析

为探究旋流氧枪自由射流特性,建立了0°、6°、12°和18°旋流氧枪自由射流几何模型,分析了不同旋流氧枪炼钢温度下的旋流特性、射流速度和动压分布。发现与0°旋流氧枪相比,6°、12°和18°旋流氧枪射流速度和动压衰减较快,且旋流角越大,射流衰减越快。而6°旋流氧枪与12°和18°旋流氧枪相比,射流速度和动压衰减较慢,在保证合适冲击深度和冲击面积的同时,使熔池产生一定的旋转运动。基于此,建立了6°旋流氧枪和转炉气-渣-金多相流几何模型,分析了环境温度变化对6°旋流氧枪冲击特性和熔池速度分布的影响,发现环境温度从300 K升高到1 873 K,冲击半径从1.25 m增至1.78 m,而冲击深度仅从0.119 m增至0.132 m。环境温度升高,钢液面处高速区面积增大,死区和低速区面积减小;在熔池较浅处,环境温度升高,熔池死区面积减小,高速区面积增大,以熔池深度0.3 m为例,环境温度从300 K升高到1 873 K,死区面积由0.41 m²减小至0.17 m²,高速区面积由9.35 m²增至9.76 m²     

转炉五孔氧枪生产实践研究

针对四孔锻压式氧枪喷头使用过程中出现的化渣效果差、喷溅等问题，三钢引进了五孔氧枪，在生产过程中根据五孔氧枪的工艺参数，在冶炼枪位与供氧流量控制方面进行工艺优化。结果表明，五孔氧枪过程控制与终点化渣情况变好，炉口与氧枪粘钢现象明显改善，冶炼前期喷溅比例降低3.18%,过程返干比例降低18.92%,氧枪枪龄由原120炉/支提高至141炉/支，终点脱磷率升高了6.32%,钢铁料耗与金属料耗分别较四孔氧枪降低了1.75 kg/t和2.13 kg/t。     

转炉终点钢水预脱氧研究与实践

分析研究转炉终点钢水氧含量影响因素,对转炉终点控制和出钢脱氧工艺进行优化改进,主要通过终点枪位、氧压、底吹模型、终渣稠化工艺控制,实现了熔池内碳氧反应平衡和各反应阶段炉渣Fe O平衡,有效地降低了转炉终点钢水氧含量,使合金收得率和钢水均质化程度得到提高,同时加速了脱氧产物的排除。     

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%。     

济钢120 t复吹转炉底吹工艺的优化

针对原系统中底吹流量曲线单一、恒定的问题,将每炉副枪测量的[C]、[O]及熔池液位进行回归分析,建立动态模型,根据模型运算结果及时调整底吹流量,实现了底吹流量的动态控制。数据表明,通过底吹工艺优化,同等条件下吹炼终点碳氧积由0.00276降低到0.00264,终点渣样中（TFe）含量下降3.16%,FeSi收得率由84.2%提高到86.4%,吨钢耗氧量由51.28m^3/t降至48.53m^3/t。     

数值模拟氧气底吹熔炼工艺参数优化

采用数值模拟方法，分别研究熔池深度、气体流量、氧枪倾角、氧枪直径等参数变化对熔池气含率、熔体平均速度和平均湍动能的影响.结果表明:当熔池深度为1.3~1.5 m时，熔池内部气液两相搅拌强烈，气含率存在较大值为17.5 %，熔池处于较好的运动状态；气含率、熔体平均速度和平均湍动能随气体流量的增加呈现先减小后增大趋势，选取适宜气体流量为0.6~0.7 kg/s；熔池气含率随氧枪倾角的逐渐增大先增大后减小，而熔体平均运动速度和平均湍动能呈现先减小后增大趋势，选取适宜氧枪倾角为20°~25°；氧枪直径为30~35 mm时，熔池气含率和平均湍动能处于较大值，约为13 %和0.8 m2/s2，熔池处于较好的运动状态.      

100 t电弧炉炉壁氧枪技术

通过对PRAXAIR、BSE、MORE公司100 t电弧炉炉壁氧枪技术资料的总结,分析了其设备的主要特点,比较了其设备的主要技术参数、主要生产和质量指标、动力、材料消耗指标。炉壁氧枪技术的开发和应用,实现了电弧炉冶炼全程优化供氧,显著降低了人工操作强度,提高了生产效率。