底吹氩钢包内三维流场的数值模拟

利用商业Phoenics软件对某钢厂230t钢包底吹氩精炼钢包内钢液的流场进行数值模拟计算,并从流场分布和湍动能分布等角度分析了不同喷嘴布置和不同吹气量对钢包内钢液混匀效果的影响。结果表明,底吹氩钢包内透气元件采用0．6R-β布置可避免钢液对包壁所造成的严重冲刷,且有利于减少钢包内钢液的混匀时间,从而获得较为理想的搅拌效果。     

120t钢包钢液裸露的物理模拟

通过水模实验,对马钢120t钢包精炼处理时钢液裸露进行观察,研究钢包吹氩量、渣层厚度以及钢包透气砖透气孔数目对钢液裸露面积的影响。结果表明,随着底吹氩流量的增加,钢液裸露面积逐渐增大,并趋向于临界值;随着渣层厚度的增加,钢液裸露面积逐渐减小,且变化幅度逐渐减小;随着透气砖透气孔数目增加,钢液裸露面积逐渐减小且相差很小。根据达到临界最大搅拌效率时吹气量,实际生产时吹氩量只需达到360L／min;在正常生产渣量范围内,选择3．0％钢包渣渣量。     

底吹氩钢包内衬蚀损行为的数值模拟研究

针对底吹氩精炼钢包,建立钢包内衬蚀损行为模型,耦合钢液流动与传热过程,对钢包内衬材料在底吹氩精炼过程中的蚀损行为进行研究。结果表明,无论单吹还是复吹,较大的蚀损速率主要分布在钢包渣线及近透气砖区域,吹气量的增大会加速钢包内衬的蚀损。采用复吹时,钢包内衬的蚀损较单吹时更快。随着吹气参数的改变,钢包内衬蚀损速率的分布状况差异明显。大吹气量下,较大的蚀损集中在渣线区域且呈环向扩展;透气砖安装距包壁越近,钢包内衬蚀损不均衡性也越突出,近透气砖内衬蚀损加重。因此,在保证吹气效果的同时,透气砖偏心度不可太大,以免加重钢包内衬的局部蚀损,缩短其服役寿命。     

70t钢包底吹氩工艺优化的数理模拟研究

对承德建龙钢铁有限公司70 t精炼钢包建立了非稳态数学模型,模拟计算了不同底吹氩工况下的钢包内流场.研究了透气砖的布置方式、吹氩量对熔池混匀时间和"死区"分布的影响,提出优化方案,并用水力学模型实验进行了验证.结果表明,原透气砖的布置方式下,流体流动过程中湍动能损失大,混匀时间长.采用优化后的工艺:单透气砖在钢包底部0.6 R偏心布置,吹氩量(标准态下)200 L/min,熔池的混匀时间减少55.8%,"死区"比例减小6%;双透气砖180(°)在钢包底部0.5 R或0.6 R偏心布置,吹氩量(标准态下)250 L/min,混匀时间分别减少52.7%、62.6%,"死区"比例分别减小21.5%、8.8%.     

小型钢包吹氩搅拌混合现象研究

用水力模型法研究了昆明钢铁公司的25t小型钢包的最佳的吹氩操作条件,喷咀类型及吹氩方式对钢液搅拌混合效果的影响,观察了不同吹氩条件下钢包内的流动现象。实验表明,喷枪插入位置对钢包吹氩效果影响不大,同时,还研究了小型钢包吹氩混合均匀时间与搅拌功ε之间的对应关系。     

钢包底吹氩搅拌混合行为的物理模拟研究

通过物理模拟研究了钢包底吹氩搅拌工艺,测定了混匀时间、液面隆起高度和无渣区直径三个工艺参数,分析了底吹方式和底吹气体流量对钢液流动的影响关系.结果表明,偏心单点底吹的效果好于其他方式.在实验条件下,液面隆起高度主要取决于底吹搅拌的气体流量;底吹气体吹开泡沫渣后产生的钢包表层无渣区直径大小与模拟底吹搅拌气体量、渣层厚度和熔池深度等实验因素有关.     

300t精炼钢包透气砖应用的数学物理模拟

针对300t精炼钢包,在LF设备电极位置与钢包透气砖所在位置的对应关系确定的基础上,通过水模、数模分别采用单吹、复吹时钢包内钢水流动特性和夹杂物去除的对比研究,探讨了透气砖结构性能的影响作用。结果表明,单吹时应使用抗渗透较好且能形成有利于夹杂物去除的气泡形态狭缝式透气砖（PBI）,吹气卷渣临界气量为1．45m^3／h,气量需稳定,混匀时间为82．44s,钢液渗透小,夹杂物去除率为62．86％,能够满足搅拌钢液起到成分和温度的快速均匀以及净化钢液的作用。     

230t钢包搅拌效果和去夹杂水模型研究

以某钢厂230t钢包为研究对象。通过实验水模型对现场生产过程的模拟,研究底吹透气元件的布置方式和吹氩流量对搅拌效果和夹杂物去除率的影响。结果表明．双透气元件吹氩优于单透气元件吹氩搅拌效果,0．6R-γ双透气元件布置方式最佳,混匀时间随吹气量和透气元件夹角的增大而减少;夹杂物的去除率取决于吹氩量和吹氩时间,在0．2～0．8L／min吹气量下,处理时间为0～4min时夹杂物去除效果最好,5～8min时可去除大部分夹杂物,24min左右可去除所有夹杂物。     

250 t钢包底吹氩吹孔位置优化的水模型实验研究

以某钢厂250 t钢包为研究对象,通过水模型对现场生产过程进行模拟,研究钢包底吹气位置、吹气孔个数以及吹气量大小对钢水搅拌效果的影响.结果表明:单孔底吹氩,吹孔距钢包底部中心0.61R(R为钢包底部半径)时钢水混匀时间最短;双孔喷吹对称分布的钢水混匀时间比单孔喷吹的钢水混匀时间短,搅拌效果优;当双孔喷嘴对称分布的尺寸为...     

100t钢包底吹氩数值的模拟研究

以某钢厂100 t钢包为研究对象,利用商业软件PHOENICS对该钢包内的流场进行数值模拟计算,研究钢包底吹氩精炼过程在不同工艺条件下对钢液混匀效果和包壁冲刷的影响。结果表明,底吹氩钢包内透气元件采用A-β方案,在避免钢液对包壁造成较严重冲刷和裸露的同时,有利于缩短钢包内钢液的混匀时间,从而获得较好的搅拌效果。     

120 t顶底复吹转炉水力学模拟实验研究

以120 t顶底复吹转炉进行水力学模拟实验,研究单顶吹条件下枪位、顶吹流量对熔池混匀时间、冲击直径和冲击深度的影响;单底吹条件下底吹流量、熔池深度和底部供气元件布置对熔池混匀时间的影响;顶底复吹条件下最佳因素和水平。结果表明:单顶吹时枪位为1 000 mm时混匀时间最短;单底吹时底吹流量为750 Nm3/h时混匀时间最短,底部供气元件布置对混匀时间影响较大;顶底复吹时底吹流量对混匀时间影响最大,而枪位对混匀时间影响最小,当底部布置方式为喷孔在一条直线上对称分布时,顶吹流量为10 000 Nm3/h,底吹流量为600 Nm3/h,顶枪枪位为800 mm,熔池深度为800 mm时,熔池混匀效果最佳。     

底吹气中间包内流动与夹杂物控制

以宝钢集团梅山钢厂1台连铸中间包为原型,采用水模型的方法对底吹气中间包内的流动和夹杂物控制进行研究.结果表明,采用自行设计的装置进行底吹气,能够在中间包内形成均匀、稳定而又细小的气泡;底吹气能够在中间包内形成微气泡形式的"气幕挡墙","气幕挡墙"的形成能有效地破坏中间包内"层流"结构的流动形式,避免形成短路流动,提高平均停留时间,缩小死区体积分率;在吹气位置的选择上,采用中部位置(B2)进行吹气,效果较好;采用底吹气的方式可以实现对中间包内流动的控制,且不需要大的气体流量;底吹气有利于中间包内夹杂物的去除.     

南钢精炼钢包吹氩工艺水模实验研究

以南钢（南京钢铁股份有限公司）30 t精炼钢包为原型,在相似原理的基础上,通过水模型实验对钢包不同吹氩位置的合理性进行了研究.结果表明：采用单孔底吹时,最佳位置在距钢包底部中心0.55 R处.同时通过顶渣实验和喂丝点位置优化实验,确定了合适的吹氩量和合适的喂丝点位置,研究结果为优化吹氩工艺提供了依据.     

超声波钢包精炼冷态模拟

以某钢厂180t钢包为原型,进行超声波改善钢包熔池搅拌效果的冷态模拟实验。通过记录pH计示数变化研究底吹气体搅拌均混时间及超声波搅拌均混时间。实验结果表明,在底吹空气水模实验中,当吹气位置在距离中心为0．33R,流量为0．1m3／h时,底吹气体搅拌所需的均混时间最短为50s;超声波水模实验中,当波源伸入钢包的中心液面下25cm处,输出功率1．8kw,均混时间最短为35s;在超声波和底吹气体联合实验中。当吹气位置在距离中心为0．33R,流量为0．1m^3／h,波源伸入钢包的中心液面下25cm处,输出功率1．8kw时,均混时间最短为48s;可以看出超声波可明显缩短钢包均混时间,改善钢包精炼动力学条件。     

外环流气提式反应器液体局部动力学的实验研究和数值模拟

在外环流气提式气液反应器内,分别以空气和质量分数5%羧甲基纤维素(CMC)水溶液为气相和液相,对液相局部动力学进行了系统研究。应用电极示踪测试技术(ETM)测定了下降段液体速度;应用计算流体力学软件FLUENT 6.0对上升段的液体湍动能和湍动能耗散率进行了模拟计算。模拟结果表明:气体分布器对液体湍动能和湍动能耗散率有较大影响,液体湍动能和湍动能耗散率随表观气速的增大均增大,且液体湍动能呈现出较对称的波动模式。在低气速下,局部液体速率的模拟结果与实验数据吻合良好。     

RH真空精炼脱碳速率的物理模拟研究

以某钢厂210 t RH装置为研究对象,利用水力模型对现场生产过程进行物理模拟,研究驱动气体流量、顶吹气体流量、枪位、浸入深度和真空度对脱碳速率的影响。结果表明,随顶吹气体流量的增大,脱碳速率明显增大;随插入管浸入深度的增大,脱碳速率略有增大;随真空度的增大、枪位的减小,脱碳速率逐渐增大;驱动气体流量对脱碳速率的影响很小。真空度为3 616 Pa、枪位为40 mm、插入管浸入深度为125 mm、驱动气体流量为4.0 m3/h和顶吹气体流量为4.8 m3/h时,脱碳速率最大。